地基与基础工程施工第二章.ppt

2、土的物理性质及工程分类,2.1 土的组成 2.2 土的结构构造 2.3 土的物理性质指标 2.4 土的物理状态指标 2.5 土的工程分类,固体矿物颗粒 （固相）,土中气体 （气相）,土中水 （液相）,2.1 土的组成,2.1.1 土的固体颗粒,土的固体颗粒是土的三相组成中的主体，是决定土的工程性质的主要成分。 1.土粒的矿物成分,（1）原生矿物 （2）次生矿物 （3）腐植质,次生矿物,蒙脱石,伊利石,高岭石,蒙 脱 石,2.土颗粒的大小与形状,基本概念 粒度土粒的大小，通常以粒径表示 粒组界于一定粒度范围内的土粒，称为粒组。,3.土的粒径级配,（1）定义 工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配。 （2）颗粒级配的测定方法 筛分法（d0.075mm的土） 密度计法（d0.075mm的土）,筛分法（d0.075mm的土）,密度计法（d0.075mm的土）,（3）颗粒级配的表示方法,表示方法：表格法、颗粒累计级配曲线法,2.1.2 土中水,（1）结合水 强结合水、弱结合水 （2）自由水 重力水、毛细水 （3）气态水 （4）固态水,双电层,结合水概念 强结合水、弱结合水 双电层概念,2.1.3 土中气体,土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。 （1）自由气体 （2）封闭气体,2.2.1 土的结构,2.2 土的结构构造,单粒结构 蜂窝结构 絮状结构,2.2.2 土的构造,层状构造 分散构造 结核状构造 裂隙状构造,2、土的物理性质及工程分类,2.1 土的组成 2.2 土的结构构造 2.3 土的物理性质指标 2.4 土的物理状态指标 2.5 土的工程分类,土的三相比例指标,2.3 土的物理性质指标,强 度 变 形 稳 定,软 硬,土的三相 比例关系,松 密,2.3 土的物理性质指标 土的三相比例指标,2.3.1 土的三相指标定义、表达式 2.3.2 土的三相指标的确定,安排,土的三相 比例指标,土颗粒,水,气 体,气 体,2.3.1 土的三相指标定义与表达式,土的天然密度 公式：=m/v 测定：环刀法 土的含水量 公式：w= mw/ms100 测定：烘干法 土粒相对密度（土粒比重） 公式：ds=s/w 测定：比重瓶法,土的干密度 公式： d=ms/V 饱和密度 公式：sat(ms+Vvw)/V 土的浮密度（有效密度） 公式：= sat- w 土的孔隙比 公式： e=Vv/Vs 土的孔隙率 公式： n=Vv/V100 土的饱和度 公式： Sr =Vw/Vv 100,2.3.2 指标的确定,土的密度、含水量、土粒比重是通过试验测定，其他指标可由这三个指标换算得到。,土的孔隙比 e=Vv/Vs 土的干密度 公式： d=ms/V 饱和密度 公式：sat(ms+Vvw)/V 土的浮密度（有效密度） 公式：= sat- w 土的孔隙率 公式： n=Vv/V100 土的饱和度 公式： Sr =Vw/Vv 100,土的孔隙比 土的干密度 饱和密度 土的浮密度（有效密度） 土的孔隙率 土的饱和度,1、比重与密度区别？ 2、含水量、孔隙比、孔隙率与饱和度可否超过100或1？ 3、 d、 、 sat、 大小？, d sat,习题一,已知一饱和土样，体积为0.45104m3， 湿土重0.6N，烘干后干土重0.38N， 求含水量和孔隙比。,习题二,某土样重180g，饱和度Sr=90%， 相对密度为2.7，烘干后重135g。 若将该土样压密饱和，使其干密度达到 1.5g/cm3。试求压密前后土样的天然重度、 含水量、孔隙比。,m=180g ms=135g mw=180135=45g Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=45/0.9=50cm3 V=5050=100 cm3 =180/10010=18 kN/m3 w=45/135100%=33.3% e=50/50=1 土样压密后的三相数值为： V=135/1.5=90cm3 Vv=9050=40 cm3 Vw=40 cm3 mw=40g m=13540=175g =175/9010=19.4 kN/m3 w=40/135100%=30% e=40/50=0.8 Sr=40/40100%=100%,习题三,某完全饱和粘性土的含水量为40， 土粒相对密度为2.7，试求土的孔隙比 和干密度。,无粘性土密实度,2.4 土的物理状态指标,2.4.1 无粘性土的密实度划分标准,（1）孔隙比e 优点：简单方便 缺点：无法反映土的级配因素,0.6,0.75,0.85,松散,中密,密实,稍密,（2）相对密度Dr 定义： 优点：计入土的级配因素，理论上比较 完善。 缺点：天然孔隙比难以获取，且emax,emin 的测定受人为的影响较大。,标准贯入试验,标准贯入试验是在现场进行的一种原位试验，以锤击数N为标准进行评定。 试验方法：用质量为63.5kg的钢锤提升76cm，使贯入器入土30cm，记录锤击数N,野外鉴别法,表1-5,2.5 粘性土的物理特征,液限、塑限、缩限 塑性指数 液性指数 灵敏度,液限、塑限、缩限,一、定义 液限WL、塑限Wp、缩限Ws 二、测定方法 液塑限联合测定法,粘性土的可塑性指标 塑性指数IP 液性指数,粘性土的灵敏度,灵敏度就是天然土在人为扰动前的强度与扰动后强度的比值。 Sr4 高灵敏性土 2Sr4 中灵敏性土 Sr 2 低灵敏性土 尽量减少扰动,塑性指数Ip10及粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%的低塑性土，主要表现为粉粒土特征 1、在Ip10的土中，80%以上的粒组是粉粒组与极细沙粒组，静电力不大，但毛细现象活跃 2、土的力学指标有明显的转折 3、容易被液化 4、难以被压实,2.6 粉土的特征,2.7土的压实原理,提高土的密实度可以显著改善土的力学特性，提高工程性质。 1、粘性土的击实特征,2、无粘性土的击实特征,2.8