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文档简介

第二章土的物理性质及分类,2.1概述2.2土的三相比例指标2.3粘性土的物理特性2.4无黏性土的密实度2.5粉土的密实度和湿度2.6土的胀缩性、湿陷性和冻胀性2.7土的分类,2.1概述,土的物理状态,土的物理状态粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态,土的物理性质指标(三相间的比例关系),表示,物理性质指标,特点:指标概念简单,数量很多要点:名称、概念或定义、符号、表达式、单位或量纲、常见值或范围、联系与区别基本方法:,三相草图法,2.1概述,2.2土的三相比例指标,三相草图,三相草图,九个物理量:V,Vv,Vs,Va,Vw,ms,mw,ma,m,2.2土的三相比例指标,基本物理性质试验,为了确定三相草图诸量中的三个量,通常进行三个基本的物理性质试验:土的密度试验土粒比重试验土的含水量试验,2.2土的三相比例指标,定义:土粒的密度与4C时纯蒸馏水密度的比值表达式:单位:无量纲一般范围:粘性土2.702.75,砂土2.65,土粒比重ds/Gs,基本试验指标-土粒比重,=1.0g/cm3,土粒比重在数值上等于土粒的密度,2.2土的三相比例指标,基本试验指标-含水量,定义:土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示表达式:单位:无量纲一般范围:变化范围大,注意:其实是含水比,可达到或超过100,土的含水量,2.2土的三相比例指标,定义:土单位体积的质量表达式:单位:kg/m3或g/cm3一般范围:1.602.20g/cm3,土的密度,基本试验指标-土的密度,2.2土的三相比例指标,表示土体密度和容重的指标,干密度:单位体积土中固体颗粒部分的质量,,饱和密度:土孔隙中充满水时的单位体积质量,,浮密度:土单位体积中土粒的质量与同体积水的质量之差。,2.2土的三相比例指标,表示土中孔隙含量的指标,砂类土:28-35%粘性土:30-50%,有的可达60-70%,孔隙比e:土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,为无量纲,孔隙率(孔隙度)n:土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示,2.2土的三相比例指标,表示土中含水程度的指标,对干土:Sr=0对饱和土:Sr=1,饱和度:土中水的体积与孔隙体积的比值,饱和度表示孔隙中充满水的程度:,2.2土的三相比例指标,常用的物理性质指标间的换算关系:,教科书P35表2-2,学习要点:,小结,从物理意义上理解指标间的关系不鼓励死记硬背必要时利用三相草图推导,2.2土的三相比例指标,指标换算,2.2土的三相比例指标,2.2土的三相比例指标,2.2土的三相比例指标,2.2土的三相比例指标,2.3黏性土的物理特性,粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度,稠度是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力,稠度状态与含水量有关,粘性土,含水量,较硬,变软,流动,粘性土的稠度状态,界限含水量,2.3黏性土的物理特性,塑限wp,液限wl,粘性土的稠度反映土中水的形态,固态或半固态,可塑状态,流动状态,强结合水,弱结合水,自由水,w,强结合水膜最大,出现相当数量自由水,粘性土的稠度状态,2.3黏性土的物理特性,塑性指数,问题:反映的是全部土颗粒吸附结和合的能力,不能充分反映粘土矿物表面活性的高低,定义:,大体上表示土的弱结合水含量,反映吸附结合水的能力,即粘性大小大致反映粘土颗粒含量常作为细粒土工程分类的依据,2.3黏性土的物理特性,液性指数:,IL0坚硬(半固态)01流塑,土的稠度状态液性指数,不同的粘土,wp、wl大小不同。对于不同的粘土,含水量相同,稠度可能不同,液性指数是表征土的含水量与分界含水量之间相对关系的指标。对重塑土较为合适。,2.3黏性土的物理特性,细粒土的稠度状态指标:液性指数IL,界限含水量wP、wL土中水形态塑性指数Ip吸附结合水的能力,定义判别标准,小结,2.3黏性土的物理特性,试验方法:液限:锥式液限仪塑限:搓条法锥式液限仪联合测定液、塑限,2.3黏性土的物理特性,2.3.3黏性土的活动度、灵敏度和触变性,一、活动度1、定义:塑性指数与黏粒(粒径9598%III级土石坝Dc9295%,细粒土的压实标准,工程上常采用压实度Dc,作为填方压实密度控制的标准:,土的压实性,粗粒土的压实性,击实曲线,压实标准:常用相对密度控制Dr0.7-0.75,不存在最优含水量,在完全风干或饱和状态下易于击实。在潮湿状态下,存在假凝聚力,加大了阻力同细粒土不同,粗粒土在击实过程中可以自由排水粗砂w=45%,中砂w=7%时,干密度最小,,土的压实性,小结,室内击实试验细粒土的压实性粗粒土的压实性,击实曲线最优含水量最大干密度压实功能压实标准,击实曲线压实标准,2.4.2无黏性土密实度划分的其他方法,1、砂土密实度按天然孔隙比划分2、砂土密实度按标准贯入击数N划分3、碎石土密实度按重型动力触探击数划分4、碎石类土密实度的野外鉴别,2.4无黏性土的密实度,2.5粉土的密实度和湿度,一、粉土的概念粒径0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%、塑性指数IP10的土二、粉土的密实度和湿度根据孔隙比e和含水量划分密实度和湿度,2.6土的胀缩性、湿陷性和冻胀性,一、土的胀缩性1、定义:黏性土具有吸水膨胀和失水收缩的两种变形特性2、自由膨胀率3、膨胀土的判定,二、土的湿陷性定义:指土在自重压力作用下或自重压力和附加压力综合作用下,受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下陷的特征,三、土的冻胀性定义:指土的冻胀和冻融给建筑物或土工建筑物带来危害的变形特性影响:机理:,2.7土的工程分类,土的组成土的状态土的结构,建筑地基基础设计规范-GB50007-2002分类法,水利部SL237-1999分类法,土的工程分类,目的:便于调查研究;便于分析评价;便于交流(基于共同的概念)依据:最能反映土的物理力学性质的指标要求:要有一定的逻辑性、系统性,纲目分明,简单易记,便于运用,1.5土的工程分类,岩石碎石土砂土粉土粘性土人工填土,土,建筑场地基基础规范GB50007-2002,1.5土的工程分类,土的名称粒组含量,粒径大于2mm的颗粒占全质量25-50%,砾砂粗砂中砂细砂粉砂,粒径大于0.5mm的颗粒超过全质量50%,粒径大于0.25mm的颗粒超过全质量50%,粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量85%,粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量50%,建筑场地基基础规范GB50007-2002,岩石碎石土砂土粉土粘性土人工填土,砂土,1.5土的工程分类,岩石碎石土砂土粉土粘性土人工填土,土,粉土粘性土,粘性土:塑性指数Ip10的土,粉质粘土:1017的土,非活性粘土:A1.25,粉土:粒径大于0.075mm的颗粒含量小于全质量50%而塑性指数Ip10的土,建筑场地基基础规范GB50007-2002,1.5土的工程分类,水利部SL237-1999分类法,土颗粒组成及其特性塑性指标:液限、塑

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