《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理质指标.docx

岩土工程勘察规范GB 50021-2001（2009版）学习-土的物理性质指标1 土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相） （1）固相：土颗粒-构成土的骨架。决定土的性质-大小 、形状、 成分、组成、排列 （2）液相：水和溶解于水中物质（3）气相：空气及其他气体（1）干土=固体+气体（二相）（2）湿土=固体+液体+气体（三相）（3）饱和土=固体+液体（二相）土的三相示意图2 土的颗粒级配2.1 基本概念自然界的土通常由大小不同的土粒组成，土中各个粒组重量（或质量）的相对含量百分比称为颗粒级配，土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。土中各粒组的相对含量称土的粒径级配，土的粒径级配是通过土的颗粒大小分析试验确定。土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比，一般用百分比表示。土的粒径级配直接影响土的性质，如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。要确定各粒组的相对含量，需要将各粒组分离开，再分别称重。这就是工程中常用的颗粒分析方法，实验室常用的有筛分法和密度计法。土的粒径级配指的是土中各粒组的相对含量，用占总质量的百分数来表示。这是无黏性土的重要指标，是粗粒土的分类定名的标准。2.2 粒径级配累积曲线工程中常用粒径级配累积曲线（颗粒大小分布曲线）直接了解土的级配情况。曲线的横坐标为土颗粒粒径的对数，单位为mm；纵坐标为小于某粒径土颗粒的累积含量，用百分比（）表示。将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标，小于某粒径之土质量百分数为纵坐标，得到的曲线称土的粒径级配累积曲线。级配曲线的特点：半对数坐标土的粒径级配累积曲线几种土的粒径分布曲线从颗粒级配曲线中可直接求得各粒组的颗粒含量及粒径分布的均匀程度，进而估测土的工程性质。其中一些特征粒径，可作为选择建筑材料的依据，并评价土的级配优劣。特征粒径有：-土中小于此粒径的土的质量占总土质量的10，也称有效粒径；-土中小于此粒径的土的质量占总土质量的30，也称中间粒径；-土中小于此粒径的土的质量和大于此粒径的土的质量各占50，也称平均粒径，用来表示土的粗细程度；-土中此粒径土的质量占总土质量的60，也称限制粒径，或称控制粒径或称限定粒径。粒径分布的均匀程度由不均匀系数Cu表示：愈大，土愈不均匀，也即土中粗、细颗粒的大小相差愈悬殊。不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况。越大表示土粒大小的分布范围越大、其级配越良好（趋势），作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。若土的颗粒级配曲线是连续的，愈大，与相距愈远，则曲线愈平缓，表示土中的粒组变化范围宽，土粒不均匀；反之，愈小，与相距愈近，曲线愈陡，表示土中的粒组变化范围窄，土粒均匀。工程中，把5的土称为不均匀土，5的土称为均匀土。若土的颗粒级配曲线不连续，在该曲线上出现水平段，水平段粒组范围不包含该粒组颗粒。这种土缺少中间某些粒径，粒径级配曲线呈台阶状，土的组成特征是颗粒粗的较粗，细的较细，在同样的压实条件下，密实度不如级配连续的土高，其它工程性质也较差。定性判别（级配曲线）：坡度渐变-大小连续-连续级配水平段（台阶）-缺乏某些粒径-不连续级配曲线形状平缓-粒径变化范围大-不均匀-良好曲线形状较陡-变化范围小-均匀-不良土的粒径级配曲线的形状，尤其是确定其是否连续，可用曲率系数反映：曲率系数描写累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。曲线平缓，粒径大小相差悬殊，土粒不均匀。若曲率系数过大，表示粒径分布曲线的台阶出现在和范围内。反之，若曲率系数过小，表示台阶出现在和范围内。颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。对于级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小，可用作堤坝或其它土建工程的填方土料。2.3 粒径级配累积曲线的应用土的粒径级配累积曲线是土工上最常用的曲线，从这曲线上可以直接了解土的粗细、粒径分布的均匀程度和级配的优劣。2.3.1 曲线系数描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状；或称反映累积曲线的斜率是否连续。曲率系数是反映曲线的整体形状，表示累积曲线的分布范围。2.3.2 不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况。越大表示土粒大小的分布范围越大，颗粒大小越不均匀，其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。从曲线的坡度可以大致评价土颗粒的均匀程度，显然，曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊、不均匀，级配良好，而曲线陡降，则表示土粒均匀，级配不好。值越小，曲线越陡，土越均匀；值越大，曲线越平缓，土越不均匀；当5时，曲线很陡，表示土均匀；当10 时，曲线很平缓，表示土很很不均匀。不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况。值越大，土粒大小分布范围越大，级配良好。作为填方土料时，能有较大的密实度。2.3.3土的级配优劣可由土中土粒的不均匀系数和粒径分布曲线的形状曲率系数衡量。对于纯净的砂、砾石，当实际工程中，大于或等于5，且等于13时，它的级配是良好的；不能同时满足上述条件时，它的级配是不良的。2.3.4 在一般情况下工程上把5的土看作是均粒土，属级配不良；5时，称为不均粒土。经验表明，当级配连续时，的范围大约在13。因此，当1或3时，均表示级配曲线不连续。在工程中砾石和砂土级配5且13的土，称为级配良好的土；不能同时满足上述两个要求的土，称为级配不良的土。2.3.5 土颗粒级配的好坏直接影响到土的性质，砂土根据颗粒级配分类。对于级配良好的土、粗粒间的孔隙为细粒所充填，土的压密性好，相应的土体强度高、稳定性也好，透水性和压缩性也小，适合于作填方用土及混凝土的砂石料。对于级配良好的土，较粗颗粒之间的孔隙被较细的颗粒填充，因而土的密实度较好，相应的地基土强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小，可作堤坝或其他工程的填方土料。3 土的结构与构造3.1 工程地质学中土结构（soil structure）的概念土结构是土的微观结构和土的宏观结构。土的微观结构是借助光学显微镜研究的结构，通常指组成土的颗粒或集粒的大小、形状、表面特征和定量比例关系，结构单元体的排列组合和结构联结、孔隙特征。土的微观结构习惯上称为土的结构。土的宏观结构是指用肉眼或放大镜可观察到的结构，习惯上称为土的构造或土体结构。土体结构指土层的相互组合特征及后期被节理、裂隙切割形成的不连续面在土体内的排列组合方式，前者称为土体的原生结构，后者称为土体的次生结构。3.2 土力学中土的结构指土颗粒之间的相互排列和连续形式，土颗粒的大小、形状、表面特征，相互排列及其联结关系的综合特征，是土粒的相互排列及粒间的联结能力，称为土的结构。单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态。由较粗大的土粒（如碎石、砂粒等）组成，土粒间分子引力远小于土粒自重，土粒之间几乎没有相互联结作用。土粒排列有疏松及密实两种状态。密实状态时土的强度大，压缩性小，是良好的天然地基；疏松状态时空隙较大，土粒不稳定，不宜直接用作地基。蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位，很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。较细的土粒在自重作用下沉落时，粒间接触点处的引力大于下沉土粒重量，土粒就被吸引着不再改变它们的相对位置，逐渐形成链环状单元。由粉粒串联而成，土粒间分子引力大于土粒自重，土粒下沉时停止在接触面而形成串联结构。絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构。微小的粘粒多呈针状或片状，尺寸极小，重量极轻，靠其自重在水中极为缓慢地下沉，土粒小于0.002mm时具有胶粒特性，土粒表面常带有同号电荷，因而悬浮于水中作分子热运动，不能相互碰撞结成团粒下沉。在悬液介质发生变化时，土表面的弱吸着水厚度变薄，运动着的粘粒互相聚合，以面对边或面对角的接触，并凝聚成絮状物下沉，这样形成的絮状结构具有很大的孔隙，为粘粒集合体串联而成。具有蜂窝结构和絮状结构（合称为海面结构）的土，其土粒间有较大的孔隙，结构不稳定，当天然结构被破坏后，土的压缩性增大而强度降低，故也称为有结构性土。土的结构形成以后，当外界条件变化时，土的结构会发生变化。例如，土层在上覆土层作用下压密固结时，结构会趋于更紧密的排列；卸载时土体的膨胀（如钻探取土时土样的膨胀或基坑开挖时基底的隆起）会松动土的结构；当土层失水干缩或介质变化时，盐类结晶胶结能增强土粒间的联结；在外力作用下（如施工时对土的扰动或剪应力的长期作用）会弱化土的结构，破坏土粒原来的排列方式和土粒间的联结，使絮状结构变为平行的重塑结构，降低土的强度，增大压缩性。因此，在取土试验或施工过程中都必须尽量减少对土的扰动，避免破坏土的原状结构。3.3 土力学中土的构造同一土层中，土颗粒之间相互关系的特征称为土的构造，指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征，可理解为整个土层构成的不均匀性特征的总和。层状构造：土层由不同颜色，不同粒径的土组成层理，平原地区的层理通常为水平层理。层状构造是细粒土的一个重要特征。分散构造：土层中土粒分布均匀，性质相近，如砂，卵石层为分散构造。结核状构造：在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核，如含礓石的粉质黏土，含砾石的冰碛土等。其工程性质取决于细粒土部分。裂隙状构造：土体中有很多不连续的小裂隙，有的硬塑与坚硬状态的黏土为此种构造。裂隙强度低，渗透性高，工程性质差。层状构造可进一步分为水平层理和交错层理，通常分散构造的工程性质最好，裂隙状构造中，因裂隙强度低、渗透性大，工程性质差。3.3.1 研究土体构造特征的重要意义a.土体构造特征反映土体在力学性质和其他工程性质的各向异性或土体各部位的不均匀性；b.土体的构造特征是决定勘探、取样或原位测试布置方案和数量的重要因素之一。3.3.2 碎石土主要构造a.粗石状构造：是由相互挤靠着的粗大碎屑形成骨架，外表很像“干砌石”；b.假斑状构造：在较细颗粒组成的土体中，混杂着一些较粗或粗大碎屑，而粗大碎屑互不接触，不能形成骨架。3.3.3砂土和砂质粉土主要构造a.透镜体构造；b.粒度较均匀的交错层构造。3.3.4黏性土主要构造：层状构造、显微层状构造和各种裂隙、节理构造。4 土的物理性质指标土是由固体颗粒、水、空气组成的三相体，通常三相都是均匀分布在土体中，为了研究方便，人为将三种不同组成部分进行划分，得到土的三相图。土的三相示意图V-土的总体积，cm3； m-土的总质量，g； Vs-土中固体颗粒实体的体积，cm3；ms-土的固体颗粒质量，g； Vv-土中孔隙体积，cm3； mw-土中液体的质量，g；Vw-土中液体的体积，cm3； ma-土中空气的质量，（ma0）； Va-土中气体的体积，cm3。土的物理性质指标可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接指标；另一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标。4.1试验直接测定的物理性质指标4.1.1土粒密度土粒密度是指固体颗粒的质量与其体积之比，即单位体积土粒的质量。（g/cm3）土粒密度大小决定于土粒的矿物成分，与土的孔隙大小和含水多少无关，它的数值一般在2.602.80g/cm3之间。一情况下，随有机质含量增多而减小，随铁镁质矿物增多而增大。它是土中各种矿物密度的加权平均值。各种主要类型土的土粒密度土的种类砾类土砂类土粉土粉质黏土黏土土粒密度（g/cm3）常见值2.652.752.652.702.652.702.682.732.722.76平均值2.662.682.712.74土粒度密度是实测指标，可在实验室内直接测定。该指标一方面可以间接地说明土中矿物成分特征，另一方面主要用来计算其他指标。土粒相对密度物理意义：土粒在105110温度下烘至恒重时的质量与同体积4时纯水的质量之比。表达式： 测定方法：用比重瓶测定，一般土粒相对密度在2.62.8之间。说明：无量纲，值大小取决于土粒矿物成分和有机质含量，有机质含量多时，相对密度明显减小。4.1.2天然密度（质量密度）土的密度是指土的总质量与总体积之比，即单位体积土的质量，其单位是g/cm3。天然状态下单位体积土的质量，称天然密度（单位体积天然土的质量，称为质量密度，简称密度），即： （g/cm3）天然密度的大小取决于矿物成分、孔隙大小和含水情况，综合反映了土的物质组成和结构特征。土越密实，含水量越高，则天然密度就越大，反之就越小。由于自然界土的松密程度与含水量变化较大，故天然密度变化较大，一般值为1.62.2g/cm3，小于土粒密度值，它是一个实测指标。4.1.3 含水量土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，又称土的含水率。一般所说的含水量指的是天然含水量，土的含水量由于土层所处自然条件（如水的补给、气候、离地下水位的距离等），土层的结构构造（松密程度）以及沉积历史等的不同，其数值相差较大。如近代沉积的三角洲软黏土或湖相黏土，含水量可达100以上，有的甚至高达200以上；而有些密实的第四纪老黏土（Q3以前沉积），孔隙体积较小，即使孔隙中全部充满水，含水量也可能小于20。干旱地区，土的含水量可能微不足道或只有百分之几。一般砂类土的含水量都不会超过40，以1030为常见值，一般黏性土的常见值为2050。土的密度是指土的总质量与总体积之比，即单位体积土的质量，其单位是g/cm3，根据土所处的状态不同，土的密度可分为如下几种情况：4.2 换算计算的物理性质指标4.2.1 干密度土的孔隙中完全没有水时的密度，称土的干密度，指单位体积干土的质量，即（g/cm3）干密度与土中含水多少无关，只取决于土的矿物成分和孔隙性。对于某一种土来说，矿物成分是固定的，土的密度大小只取决土的孔隙性，所以干密度能说明土的密实程度。其值越大越密实，反之越疏松。干密度可以实测，但一般用其他指标计算求得，土的干密度一般在1.41.7g/cm3之间。4.2.2 饱和密度土的孔隙完全被水充满时的密度称为饱和密度，是指土孔隙中全部充满液态水时的单位体积土的质量，即（g/cm3）式中：为水的密度（g/cm3），常近似取1.0g/cm3。工程实际中，常将土的密度换算成土的重度（），重度等于密度乘以重力加速度，即（kN/m3）式中的重力加速度常近似取10m/s2， 当=1.0g/cm3 ，则=10kN/m3。与天然密度、干密度、饱和密度对应的重度分别称之为天然重度（）、干重度（）及饱和重度（）。4.2.3 浮重度处于地下水位以下的土层，如果土层是透水的，此时土受水的浮力作用，土的实际重量将减小，那么这种处于地水位以下的有效重度常特称为土的浮重度（）即（kN/m3）浮重度等于土的饱和重度减去水的重度（），即：（kN/m3）对于同一种土来讲，土的天然重度、干重度、饱和重度、浮重度在数值上有如下关系：。4.2.4 天然重度（重力密度）单位体积天然土的重力，称为重力密度，简称重度.（kN/m3）（kN/m3）（kN/m3）水的重度，土的重度一般在。土的含水性指土中含水情况，说明土的干湿程度，有含水量与饱和度两个指标。4.2.5 饱和含水量土的孔隙中全被水充满时的含水量，称为饱和含水量。饱和含水量既能反映土孔隙中全部充满水时含水多少。又能反映土的孔隙率大小。4.2.6 饱和度土孔隙中所含水的体积与土中孔隙体积的比值称为土的饱和度，以百分数表示。或天然含水量与饱和含水量之比：饱和度可以说明土孔隙中充水的程度，其数值为0100。干土：=0；饱和土：=100。工程实际中，饱和度主要用于评述砂类土的含水状况（或湿度），按饱和度大小常将砂类土划分为如下三种含水状况：50 稍湿的5080 很湿的80 饱和的饱和度是一个计算指标，对黏性土，由于主要含结合水，结合水膜厚度的变化将引起土体积的膨胀或收缩，改变原状土中孔隙的体积。另外，结合水的密度大于1，计算饱和度时，一般取水的密度为1.0g/cm3。因此，最终计算得到的饱和度值常大于100，显然与实际不符。工程实际中，一般不用饱和度评价黏性土的湿度。4.2.7土的孔隙性指标土中孔隙大小、形状、分布特征、连通情况与总体积等，称为土的孔隙性。其主要取决于土的颗粒级配与土粒排列的疏密程度。实际上土的孔隙性指标一般反映的是土中孔隙体积的相对含量，主要有孔隙度和孔隙比两个指标。孔隙性指标只能反映土内孔隙总体积的大小，不能反映单个孔隙体积的大小。4.2.7.1 孔隙度孔隙度又称孔隙率，指土中孔隙总体积与土的总体积之比，用百分数表示。土的孔隙度取决于土的结构状态，砂类土的孔隙度常小于黏性土的孔隙度。土的孔隙度一般为2752。新沉积的淤泥，孔隙度可达80。土的孔隙度是一个计算指标。4.2.7.1孔隙比孔隙比指土中孔隙体积与土中固体颗粒总体积的比值，用小数表示。土的孔隙比说明土的密实程度，按其大小可对砂土或粉土进行密实度分类。如在岩土工程勘察规范GB 50021-2001（2009版）中，用天然孔隙比来确定粉土的密实度。0.75 为密实，0.750.9为中密，0.9为稍密的粉土。工程实际中，除了用孔隙比评价砂类土或粉土的密实程度外，还用于地基沉降量的计算。土的孔隙比系一计算指标。孔隙度与孔隙比的关系为：4.2.7.3砂土的相对密度砂土的密实程度还可用相对密度（）来表示。式中：为最大孔隙比，即最疏松状态下的孔隙比；为最小孔隙比，即紧密状态下的孔隙比；为天然孔隙比，即通常所指天然状态下的孔隙比。砂土的天然孔隙比界于最大和最小孔隙比之间，故相对密度01；当时，则0，砂土处于最疏松状态；当时，则1，砂土处于最紧密状态。工程实际中，常用相对密度判别砂土的震动液化，或评价砂土的密实程度。按相对密度值可将砂土分为三种密实状态：0.33为疏松的砂，0.330.67为中密的砂，0.67为密实的砂。砂土的最疏松与最密实的状态可在实验室由人工制备。实际上，由于砂土原状样不易取得，测定天然孔隙比较为困难，加上实验室测定砂土的与精度有限，因此计算的相对密度值误差较大。4.3 土的基本物理性质指标之间的关系表示土的三相比例关系的指标一共有9个，即：土粒密度、天然密度、干密度、饱和密度、浮重度、含水量、饱和度、孔隙度、孔隙比。它们主要反映了土的密实程度与干湿状态，而且相互之间都有内在联系。其中土粒密度、天然密度、含水量是三个基本实测指标、即通过试验直接测定。其余六个指标均可由三个实测指标换算取得，常称为导出指标或计算指标。由实测指标换算求取六个导出指标可直接用简单的数学演算方法，如：应用三相比例关系（简化的三相图），按照各指标的定义来计算导出指标更为简便。在土的三相示意图中，令Vs=1，则Vv = e，V=1+e，ms=，mw =w，m=(1+w),则各导出指标便很容易求得：因此只要测得三个实测指标，其余导出指标便可求得，三个基本实测指标的精度直接影响着各导出指标的精度。为此在测定三个指标的时候应力求原状土样未受扰动，仪器设备可靠，操作过程要认真细致。 27 / 27土的基本物理性质指标性 质指标名称符号定义表达式单位常见值求法及常用换算公式实际意义影响因素土粒密度土粒密度S土的固体颗粒单位体积质量g/cm32.652.75直接测定（扰动样）1.换算n,e,Sr2.颗粒分析计算用1.矿物成分2.土类土的密度天然密度天然状态下土的单位体积质量g/cm31.602.20直接测定（原状样）1.换算d,n,e2.工程计算应用1.矿物成分2.孔隙大小3.水分多少干密度d土的单位体积中固体颗粒的质量g/cm31.301.70直接测定（原状样）或换算求得1.换算n,e2.评定土的密实程度3.检验填土质量1.矿物成分2.孔隙大小饱和密度sat孔隙中全部充满液态水时，土的单位体积质量g/cm31.802.30换算求得1.工程计算应用1.矿物成分2.孔隙大小含水性天然含水量w天然状态下，土中水分的质量与固体颗粒质量之比1050直接测定（扰动样）1.换算d,Sr,n,e2.估算土干湿状况3.估算液性指数1.所处自然条件2.受力历史饱和度Sr土中水的体积与孔隙体积之比40100换算求得1.说明孔隙中充水程度2.评定土干湿程度1.土的埋藏条件2.气候因素孔隙性孔隙度n土的孔隙体积与土的总体积之比3350换算求得1.换算e、sa等2.工程计算用1.颗粒级配2.结构3.矿物成分4.受力历史孔隙比e土的孔隙体积与固体颗粒体积之比0.51.0换算求得-11.换算n、Sr等2.压缩试验用3. 评定土的密度4.地基变形计算5 黏性土的物理特性指标（黏性土的水理性质）黏性土是指具有可塑状态性质的土，它们在外力的作用下，可塑成任何形状而不开裂，当外力去掉后，仍可保持原形状不变，土的这种性质称为可塑性。黏性土的稠度与可塑性是土粒与水相互作用后所表现出来的物理性质。5.1黏性土的界线含水量（黏性土的稠度状态）黏性土因含水多少而表现出的稀稠软硬程度，称为稠度。因含水多少而呈现出的不同的物理状态称为黏性土的稠度状态。土的稠度状态因含水量的不同，可表现为固态，塑态与流态三种状态。含水量的大小对黏性土的工程性质要产生极大的影响，随着含水量的增加，黏性土的强度要降低，压缩性要提高。黏性土随着含水量的增加，将由固态半固态可塑状态流动状态，如下图所示。含大量自由 水含结合水及少部分自由 水含强结合水及部分弱结合 水含强结合水界线含水量：黏性土的一种状态转入另一种状态时的分界含水量称为界线含水量；或黏性土从一种稠度状态过渡到另一种稠度状态时的分界含水量。固态：当含水量进一步减少，但其体积不再收缩时，黏土处于固态。含水量相对较少，粒间主要为强结合水连结（强结合水或固定层重叠），连结牢固，土质坚硬，力学强度高，不能揉塑变形，形状大小固定。处于半固态和固态的黏性土，具有较大的抗剪强度，在外力作用下不再有可塑性，而是呈脆性。半固态：当含水量继续减少时，土体因水份减少而发生体积收缩，称为半固态。可塑状态（塑态）：在外力作用下可塑成任何形状而不发生裂缝，当外力移去后能保持既得形状，不回弹也不坍塌，黏性土的这种特性称为可塑性，相应的状态为可塑状态，此时土有很小的抗剪强度。含水量较固态为大，粒间主要为弱结合水连结（即弱结合水或扩散层重叠），在外力作用下容易产生变形，可揉塑成任意形状不破裂、无裂纹，去掉外力后不能恢复原状。流动状态（流态）：当黏土中水较多、土粒完全被水隔开时，土成泥浆状，可流动，这时土的抗剪强度极低。含水量继续增加、粒间主要为液态水占据，连结极微弱，几乎丧失抵抗外力的能力，强度极低，不能维持一定的形状，土体呈泥浆状，受重力作用即可流动。上面三种稠度状态中的每一种还可以进一步细分为两种稠度状态，见下表。黏性土的稠度状态和稠度界限稠度状态特征稠度界限体积缩小方向含水率减小方向流态液流状态土呈液体状，薄层状流动触变限液限wL（塑性上限）粘着限塑限wP（塑性下限）收缩限wS粘流状态土似粘滞液体，厚层状流动塑态粘塑状态土具塑性体性质，可塑成任意形状，且能粘着于其他物体上稠塑状态土具塑性体性质，可塑成任意形状，但不能粘着其他物体固态半固体状态土近似固体，力学强度较大，形状固定，不能揉塑变形固体状态土具固体性质，力学强度高，形状大小固定体积不变土处于何种稠度状态取决于土中的含水量，但是由于不同土的稠度界限是不同的，因此天然含水量不能说明土的稠度状态。黏性土的物理状态随含水量的变化而不同，土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力为黏性土的稠度，是黏性土主要的物理状态特征。稠度状态能说明黏性土的强度与压缩性，处于坚硬与硬塑状态的，土质较坚硬，强度较高且压缩性较低（变形量较小），处于流塑与软塑的土，土质软弱且压缩性较高，处于可塑态的土，其性质界于前二者之间。土由流动状态变成可塑状态的界限含水量称为液限，用表示；土由可塑状态变化到半固态的界限含称为塑限，用表示；由半固态到固态的界限含水量称为缩限，用表示。塑限和液限在国际上称为阿太堡界限，来源于土壤学，后来应用于土木工程。处于固态的土，基本上只含强结合水；处于半固态的土，含强结合水及部分弱结合水；处于塑性状态的黏性土含有结合水和少部分自由水；处于流动状态的黏性土含有大量的自由水。5.2塑性指数与液性指数5.2.1 塑性指数：液限与塑限的差值，即习惯用不带的数值表示。塑性指数的大小，反映了土处于可塑状态的含水量变化范围。值越大，土处于可塑状态的含水量范围也越大。而土处于可塑状态时，土中水是结合水和小部分自由水。因此，的大小与土中结合水的含量有明显的关系，也就是与土颗粒大小有关，土粒越细，粘粒越多，其比表面积越大，结合水含量越高，值也就越大。此外，塑性指数的大小也与矿物成份和土中水的化学成份有关，可看成是土的一个综合性指标。对于塑性指数相似的黏性土，一般均表现出相似的物理力学性质。因此，常用塑性指数作为黏性土分类的标准。5.2.2液性指数黏性土所表现出的稠度状态随着含