地基与基础工程施工 第二章

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 d 0 075mm的土 密度计法 d 0 075mm的土 筛分法 d 0 075mm的土 密度计法 d 0 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 ms 100 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 Vv w 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 V 100 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 Vv w V土的浮密度 有效密度 公式 sat w土的孔隙率公式 n Vv V 100 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 45 10 4m3 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 180gms 135gmw 180 135 45gVs 135 2 7 50cm3Vw 45cm3Vv 45 0 9 50cm3V 50 50 100cm3 180 100 10 18kN m3w 45 135 100 33 3 e 50 50 1土样压密后的三相数值为 V 135 1 5 90cm3Vv 90 50 40cm3Vw 40cm3mw 40gm 135 40 175g 175 90 10 19 4kN m3w 40 135 100 30 e 40 50 0 8Sr 40 40 100 100 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 Sr 4高灵敏性土2 Sr 4中灵敏性土Sr 2低灵敏性土尽量减少扰动 塑性指数Ip 10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Ip 10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地