1.土的物理性质和分类

1、Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 介绍土的介绍土的形成形成, ,从从定性定性和和定量定量两个两个 方面描述土体的方面描述土体的物质组成物质组成和和物理性物理性 质质。 第第2 2章章 土的组成与物理性质土的组成与物理性质 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 知识要点知识要点 掌握土体的三相组成及三相比例指标之间的换算掌握土体的三相组成及三相比例指标之间的换算 领会无粘性土密实度概念、判别方法及砂土相对领会无粘性土密实度概念、判别方法及砂土相对 密度的计算密度的计算 掌握粘性土的塑性、液限、塑性指数和液性指数掌握粘性土的塑性、液限、塑性指数和

2、液性指数 的概念的概念 及其物理状态评价及其物理状态评价 掌握无粘性土和粘性土的分类依据和分类方法掌握无粘性土和粘性土的分类依据和分类方法 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 形成过程形成过程 形成条件形成条件 物理力学性质物理力学性质 影响影响 土是岩石经过风化后土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物在不同条件下形成的自然历史的产物 风化风化 岩石岩石 地球 土土 地球 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 土的基本特性土的基本特性 土的基本特性 三相体系三相体系 碎散性碎散性 自然变异性自然变异性 Soil mechanics

3、 Chapter 1 (WRH) 气相固相液相 + + + 构成土骨架，起决定作用构成土骨架，起决定作用 重要影响重要影响 土体土体 次要作用次要作用 土体三相组成示意图 湿土。是一种非饱湿土。是一种非饱 和土。若为粘土多和土。若为粘土多 为可塑性土。为可塑性土。 液相为零，为干液相为零，为干 土。此时粘土呈土。此时粘土呈 坚硬状态，砂土坚硬状态，砂土 呈松散状态。呈松散状态。 气体为零，为饱和气体为零，为饱和 状态。此时粉细砂状态。此时粉细砂 或粉土在震动下容或粉土在震动下容 易产生液化。易产生液化。 土的三相比例不同，其性质不同土的三相比例不同，其性质不同 Soil mechanics C

4、hapter 1 (WRH) 1、固体矿物颗粒、固体矿物颗粒(固相固相) 物理状态 力学特性 粒径级配粒径级配 矿物成分矿物成分 颗粒形状颗粒形状 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 矿物成分 粘土矿物粘土矿物: : 由硅氧四面体和铝氢氧八面体构由硅氧四面体和铝氢氧八面体构 成的晶胞所组合而成成的晶胞所组合而成 1、固体矿物颗粒、固体矿物颗粒(固相固相) Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 颗粒级配 a.颗粒大小 b.各粒径成 分在土中占 的比例 常用表格法或常用表格法或 累计曲线法表示累计曲线法表示 三角坐标法三角坐标法 影响土性影响土性

5、质的主因质的主因 1、固体矿物颗粒、固体矿物颗粒(固相固相) Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 颗粒形状 原生矿物原生矿物 圆状、浑圆状、棱角状圆状、浑圆状、棱角状 次生矿物次生矿物 针状、片状、扁平状针状、片状、扁平状 1、固体矿物颗粒、固体矿物颗粒(固相固相) Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 2、土体中水、土体中水(液相液相) 根据土体中水分子受到电场力的作用大小根据土体中水分子受到电场力的作用大小,土体中的土体中的 水主要可以分为水主要可以分为: 结合水结合水: 吸附在土颗粒表面的水吸附在土颗粒表面的水 自由水自由水: 电场引力作

6、用范围之外的水电场引力作用范围之外的水 土中的水即为土土中的水即为土 体中的液相体中的液相,其含其含 量及性质明显地量及性质明显地 影响土的性质影响土的性质. 重力水重力水 毛细水毛细水 强结合水强结合水 弱结合水弱结合水 结晶水结晶水 矿物内部的水矿物内部的水 土中冰土中冰 由自由水冻成，冻胀融陷由自由水冻成，冻胀融陷 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 3、土体中气体、土体中气体(气相气相) 土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分, 存在形式有两种存在形式有两种: 自由气体自由气体:与大气相通与大气相通,对土的

7、性质影响不大对土的性质影响不大 封闭气体封闭气体:与大气隔绝与大气隔绝,增大土体的弹性和压缩性增大土体的弹性和压缩性 土体中气体土体中气体 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 土有三个组成部分：固相、液相和气相土有三个组成部分：固相、液相和气相 小结小结 1. 固体颗粒固体颗粒 2. 土中水土中水 3. 土中气体土中气体 粒径级配粒径级配 矿物成分矿物成分 颗粒形状颗粒形状 结合水结合水 (强结合水、弱结合水强结合水、弱结合水) 自由水自由水 (重力水、毛细水重力水、毛细水) 自由气体自由气体 封闭气体封闭气体 Soil mechanics Chapter 1 (WR

8、H) 三、三、 土的结构土的结构 定义：定义：土体的结构是指土颗粒之间的相互排列和连接方式。 力学特性力学特性 影影 响响 土的结构土的结构反映反映 土的成分土的成分 形成条件形成条件 分类分类 单粒结构单粒结构 蜂窝结构蜂窝结构 絮状结构絮状结构 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 粒间作用力粒间作用力 排列形式排列形式 矿物成分矿物成分 单粒结构单粒结构 示意图示意图 重力、毛细力重力、毛细力 点与点、点与面点与点、点与面 原生矿物原生矿物 指粗颗粒在重力作用下独立下沉并与其指粗颗粒在重力作用下独立下沉并与其 它稳定颗粒相接触所形成的一种结构形式它稳定颗粒相接触所

9、形成的一种结构形式 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 粒间作用力粒间作用力 形成环境形成环境 排列形式排列形式 矿物成分矿物成分 絮状结构絮状结构 蜂窝结构蜂窝结构 示意图示意图 淡水中沉积淡水中沉积海水中沉积海水中沉积 注意：注意：天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。 面与面面与面 边、角与面边、角与面 边、角与边边、角与边 细粒土的结构细粒土的结构 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 类型类型

10、 土的构造：土的构造：是指同一土层中土颗粒之间的相互关系特征是指同一土层中土颗粒之间的相互关系特征。 力学特性力学特性 影影 响响 土的构造土的构造 层状构造层状构造 分散构造分散构造 裂隙构造裂隙构造 结核状构造结核状构造 通常分散构造土的工程性质最好，结核状构造土的工程性通常分散构造土的工程性质最好，结核状构造土的工程性 质取决于细粒土部分，裂隙状构造土的工程性质最差。质取决于细粒土部分，裂隙状构造土的工程性质最差。 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 2.2 土的三相比指标土的三相比指标 土的物理状态土的物理状态 粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状

11、态粘性土的软硬状态 土的物理性质指标土的物理性质指标 ( (三相间的比例关系三相间的比例关系) ) 力学特力学特 性性 影影 响响 表示表示 土的三相比例指标对研究土的性质十分重要土的三相比例指标对研究土的性质十分重要 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 土的三个组成相的体积土的三个组成相的体积 和质量上的比例关系和质量上的比例关系 密实程度密实程度 干湿程度干湿程度 特点特点: 指标概念简单，数量很多指标概念简单，数量很多 要点：名称、概念或定义、符号、表达式、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、联系与区别单位或量纲、常见值或范围、联系

12、与区别 定义定义 基本方法基本方法:三相草图法三相草图法 什么是土的三相比例？什么是土的三相比例？ Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 一一. . 土的三相草图土的三相草图 ma=0 mw ms m 质量质量体积体积 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 三相草图三相草图 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 质量质量体积体积 VVV VVVV av as Vm 0m mmmm a as 已知关系五个已知关系五个: : 共有九个参数共有九个参

13、数: V Vv Vs Va V / / ms m ma m 剩下三个独立变量剩下三个独立变量 三相草图法三相草图法 物性指标是比例关系物性指标是比例关系: : 可假设任一参数为可假设任一参数为1 对于饱和土对于饱和土, Va=0 剩下两个独立变量 实验室测定实验室测定其它指标其它指标 是一种简单而实用的方法是一种简单而实用的方法 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 质量质量体积体积 土的密度土的密度 aws ws VVV mm V m 土的容重土的容重 =g 工程上更常用于计算土工程上

14、更常用于计算土 的自重应力的自重应力 单位单位: kg/m3 或或 g/cm3 单位单位: kN/m3 一般范围一般范围: 1.602.20 g/cm3 定义定义: 土单位体积的质量土单位体积的质量 有时也称土的天然密度有时也称土的天然密度 表达式表达式: 相关指标相关指标: 三相草图有助于直观三相草图有助于直观 理解物性指标的概念理解物性指标的概念 二、室内测定的三个物理性质指标二、室内测定的三个物理性质指标 -土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 各种密度容重之间的大小关系：各种密度容重之间的大小关系

15、： dsat dsat 天然密度天然密度 干密度干密度 饱和密度饱和密度 V m 天然容重天然容重 干容重干容重 V ms d g g dd V Vm vws sat g satsat 浮容重浮容重 wsat 饱和容重饱和容重 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 质量质量体积体积 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 土粒比重土粒比重 s: 土粒的密度，单位体积土粒的质量土粒的密度，单位体积土粒的质量 s s s V m 单位单位: 无量纲无量纲 土粒比重一般范围土粒比重一般范围: 粘性土粘性土 2.702.75 砂砂 土

16、土 2.65 C4 w C4 w s s G 4C时纯蒸馏水的密度时纯蒸馏水的密度 C4 w =1.0 g/cm3 定义定义: 土粒的密度与土粒的密度与4C时纯蒸馏水的密度的比值时纯蒸馏水的密度的比值 表达式表达式: 土粒比重在数值上等于土粒的密度土粒比重在数值上等于土粒的密度 饱和度饱和度 v w r V V S 表达式表达式: 定义定义: 土中水的体积与孔隙体积的比值土中水的体积与孔隙体积的比值 饱和度表示饱和度表示孔隙中充满水的程度孔隙中充满水的程度 Sr=0 : 干土干土 Sr=1 : 饱和土饱和土 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 土的含水量土的含水量 s

17、 s s w m mm m m (%)w 定义定义: 土中水的质量与土粒质量之比土中水的质量与土粒质量之比, 用百分数表示用百分数表示 注意注意: 其实是含水比其实是含水比, 可达到或超过可达到或超过100 表达式表达式: 孔隙比孔隙比 孔隙率孔隙率 ( (孔隙度孔隙度) ) s v V V e V V (%)n v 关系关系: e1 e n n1 n e 在某种程度上反映土的松密在某种程度上反映土的松密 定义定义: 土中孔隙体积与固土中孔隙体积与固 体颗粒体积之比体颗粒体积之比, 无量纲无量纲 表达式表达式: 定义定义: 土中孔隙体积与总体积土中孔隙体积与总体积 之比之比, 用百分数表示用百

18、分数表示 表达式表达式: Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 小结小结 物理性质指标物理性质指标 土的三个组成相的体积和质土的三个组成相的体积和质 量上的比例关系量上的比例关系 密实程度密实程度 干湿程度干湿程度 特点特点: 指标概念简单，数量很多指标概念简单，数量很多 要点：名称、概念或定义、符号、表达式、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、联系与区别单位或量纲、常见值或范围、联系与区别 定义定义 基本方法基本方法: 三相草图法三相草图法 室内测定的三个物理性质指标室内测定的三个物理性质指标 土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土

19、粒的比重、土的含水量 三相草图有助于直观三相草图有助于直观 理解物性指标的概念理解物性指标的概念 其它常用的物理性质指标其它常用的物理性质指标 v表示土中孔隙含量的指标表示土中孔隙含量的指标 v表示土中含水程度的指标表示土中含水程度的指标 v表示土中密度和容重的指标表示土中密度和容重的指标 三相草图可用于确定三相草图可用于确定 物性指标之间的关系物性指标之间的关系 三相草图法是求取物三相草图法是求取物 理性质指标的简单而理性质指标的简单而 有效的方法有效的方法 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 影响影响 2.3 无粘性土的物理特征无粘性土的物理特征 无粘性土的松密程

20、度无粘性土的松密程度力学特力学特 性性 密实度大密实度大结构稳定、强度大、压缩变形小结构稳定、强度大、压缩变形小 密实度小密实度小 结构疏松、不稳定、压缩变形大结构疏松、不稳定、压缩变形大 衡量无粘性土的密实度方法衡量无粘性土的密实度方法 孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n n 相对密度相对密度D Dr r 现场标准贯入试验测定现场标准贯入试验测定 土的密实度通常是指单位体积中固体颗粒的含量土的密实度通常是指单位体积中固体颗粒的含量 定义定义: Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 2.4 粘性土的物理特征粘性土的物理特征 粘性土的物理特性可以用稠度表示。粘性土的物理

21、特性可以用稠度表示。 稠度是指粘性土含水量不同时所表现出的物理状态，反映土的软硬程度。稠度是指粘性土含水量不同时所表现出的物理状态，反映土的软硬程度。 粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。 塑限塑限p液限液限l 稠度界限稠度界限 粘性土的稠度反映土中水的形态粘性土的稠度反映土中水的形态 固态或固态或半固态半固态塑态塑态 液态液态 强结合水膜最大强结合水膜最大 出现自由水出现自由水 强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水 稠度状态稠度状态 含水量含水量w Soil mechanics Chapter 1 (

22、WRH) 一、界限含水量的测定方法一、界限含水量的测定方法 1、液限液限 L L 锥式液限仪测定法：锥式液限仪测定法：76g锤经锤经5s恰好沉入土恰好沉入土10mm 所对应的含水量。所对应的含水量。 碟式液限仪测定法：以碟式液限仪测定法：以2转转/秒的速度，使碟子反复秒的速度，使碟子反复 起落，坠击底座，当起落，坠击底座，当25击击V型土槽合拢长度恰好型土槽合拢长度恰好 13mm所对应的含水量。所对应的含水量。 锥式液限仪锥式液限仪碟式液限仪碟式液限仪 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 2、塑限、塑限p 滚搓法：滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃上搓成直径为将天然湿度

23、的土体在毛玻璃上搓成直径为3mm3mm 土条时，土条恰好产生裂缝并开始断裂时的含水量土条时，土条恰好产生裂缝并开始断裂时的含水量。 液、塑性联合测定法：液、塑性联合测定法：利用液、塑性联合测定仪同时利用液、塑性联合测定仪同时 测定测定3 3份不同含水量的同一个土样，得到圆锥下沉深度和份不同含水量的同一个土样，得到圆锥下沉深度和 含水量关系曲线，则曲线上对应深度为含水量关系曲线，则曲线上对应深度为10mm10mm及及2mm2mm时土时土 样的含水量就分别为该土的液限和塑限。样的含水量就分别为该土的液限和塑限。 圆锥入土深度与含水量关系圆锥入土深度与含水量关系 液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪 S

24、oil mechanics Chapter 1 (WRH) 二、塑性指数二、塑性指数I Ip p和液性指数和液性指数I IL L pLp I 反映吸附结合水的能力。能大致反映粘土颗粒的含量及其反映吸附结合水的能力。能大致反映粘土颗粒的含量及其 粘性粘性 塑性指数塑性指数I Ip p 工程上常用作粘性土与粉土定名的依据工程上常用作粘性土与粉土定名的依据 缺点：缺点： 不能充分反映粘土颗粒含量不能充分反映粘土颗粒含量 不同的粘土矿物结合水的能力不同不同的粘土矿物结合水的能力不同 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) pL p L I 注意：仅适用于重塑土注意：仅适用于重塑土

25、 液性指数液性指数I IL L wpwwl IL1 坚硬状态坚硬状态 可塑状态可塑状态 流流 态态 0.00 0.25 0.25 0.75 0.75 1.00 硬塑硬塑 可塑可塑 软塑软塑 反映粘性土天然状态的软硬程度反映粘性土天然状态的软硬程度 工程上作为确定粘性土承载力的重要指标工程上作为确定粘性土承载力的重要指标 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 2.5 土的工程分类土的工程分类 分类依据：分类依据：能反映土的物理力学性质能反映土的物理力学性质 土的组成土的组成 土的状态土的状态 土的结构土的结构 土的工程分类是将工程性质相近的土进行分类，土的工程分类是将工程

26、性质相近的土进行分类， 以便于工程应用及研究以便于工程应用及研究 本节主要介绍建筑地基基础设计规范本节主要介绍建筑地基基础设计规范 GB50007 GB5000720022002分类法分类法 土土 岩石岩石 碎石土碎石土 砂土砂土 粉土粉土 粘性土粘性土 人工填土人工填土 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 一、岩石一、岩石 按成因分类按成因分类 岩浆岩 沉积岩 变质岩 按坚硬程度分类按坚硬程度分类 frk515frk530frk1560frk30frk60饱和单轴抗压强度 标准值frk(MPa) 极软岩软岩较软岩较硬岩坚硬岩坚硬程度类别 frk515frk530fr

27、k1560frk30frk60饱和单轴抗压强度 标准值frk(MPa) 极软岩软岩较软岩较硬岩坚硬岩坚硬程度类别 按完整程度分类按完整程度分类 0.75完整性指数 极破碎破碎较破碎较完整完整完整程度等级 0.75完整性指数 极破碎破碎较破碎较完整完整完整程度等级 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 二、碎石土二、碎石土 土的名称土的名称 颗粒形状颗粒形状 粒组含量粒组含量 漂石漂石 块石块石 圆形及亚圆形为 主棱角形为主 粒径大于200mm的 颗粒超过全质量50% 卵石卵石 碎石碎石 圆形及亚圆形为 主棱角形为主 圆形及亚圆形为 主棱角形为主 圆砾圆砾 角砾角砾 粒径

28、大于20mm的颗 粒超过全质量50% 粒径大于2mm的颗粒 超过全质量50% Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 三、砂土三、砂土 土的名称土的名称 粒组含量粒组含量 粒径大于2mm的颗粒占 全质量25 - 50% 砾砂砾砂 粗砂粗砂 中砂中砂 细砂细砂 粉砂粉砂 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% Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 四、粉土四、粉土 粒径大于0.075mm的颗粒含量小于小于

29、全质量50%而塑性指数Ip10的土 粒径大于0.075mm0.075mm的颗粒含量大于大于 全质量50%塑性指数Ip10Ip10的土 五、粘性土五、粘性土 1017的土的土粘土粘土 粉质粘土粉质粘土 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 六、人工填土六、人工填土 人类活动而形成的各类土。成分复杂，均匀性差。人类活动而形成的各类土。成分复杂，均匀性差。 分类方法分类方法: (1) 按堆积年代进行分类，分为老填土、新填土；按堆积年代进行分类，分为老填土、新填土； (2)按组成物质分类如下表：按组成物质分类如下表： 土的名称组成物质 素填土素填土由碎石土、砂土、粉土、粘性土等

30、组成的填土 杂填土 杂填土为含有建筑物垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填 土 冲填土冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土 压实填土经过压实或夯实的素填土为压实填土 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 淤泥和淤泥质土：天然含水量大于液限淤泥和淤泥质土：天然含水量大于液限( )，天然，天然 孔隙比孔隙比15的粘性土是淤泥，天然孔隙比的粘性土是淤泥，天然孔隙比50%， =3050， e=1.11.7，Sr0.85。液限。液限45%的土为次生红粘土。的土为次生红粘土。 红粘土的工程性质：强度高压缩性低。红粘土的工程性质：强度高压缩性低。 七、特殊土七、特殊土 L ww L w p

31、 I Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 八、细粒土按塑性图分类八、细粒土按塑性图分类 细粒土是指粒组小于0.075mm者超过50 时的土。 在塑性图中，以IP为纵轴、wL横轴。 根据细粒土在坐标图上的位置，就可方便地进行细粒土地分类 塑性图分类法 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 例题分析 n【例】下图为某三种土下图为某三种土A、B、C的颗粒级配曲线的颗粒级配曲线, ,试按试按 地基规范地基规范分类法确定三种土的名称分类法确定三种土的名称 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 【解答】解答】 A土土: :从从A土级

32、配曲线查得土级配曲线查得, ,粒径小于粒径小于2mm的占总土质的占总土质 量的量的67%、粒径小于、粒径小于0.075mm占总土质量的占总土质量的21%, ,满足满足 粒径大于粒径大于2mm的不超过的不超过50%, ,粒径大于粒径大于0.075mm的超过的超过 50%的要求的要求, ,该土属于砂土；该土属于砂土； 又由于粒径大于又由于粒径大于2mm的占总土质量的的占总土质量的33%, ,满足粒径大满足粒径大 于于2mm占总土质量占总土质量25%50%的要求的要求, ,故此土应命名为故此土应命名为 砾土砾土 B土土: :粒径大于粒径大于2mm的没有的没有, ,粒径大于粒径大于0.075mm占总土

33、质占总土质 量的量的52%, ,属于砂土。按砂土分类表分类属于砂土。按砂土分类表分类, ,此土应命名为此土应命名为 粉砂粉砂 C土土: :粒径大于粒径大于2mm的占总土质量的的占总土质量的67%, ,粒径大于粒径大于 20mm的占总土质量的的占总土质量的13%, ,按碎石土分类表可得按碎石土分类表可得, ,该土该土 应命名为圆砾或角砾应命名为圆砾或角砾 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 1.5 土的压实机理土的压实机理 土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压 密的特性密的特性 压实的本质压实的本质土料孔隙率减小，密实度提

34、高 1 1、击实机理：、击实机理： 颗粒被击碎，土粒定向排列颗粒被击碎，土粒定向排列; ; 土粒破碎，粒间联结力被破土粒破碎，粒间联结力被破 坏而发生孔隙体积减小坏而发生孔隙体积减小; ; 气被挤出或被压缩等气被挤出或被压缩等 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 2 2、影响击实效、影响击实效 果的因素：果的因素： 土的性质土的性质 含水量：含水量： 压实功：压实功： 粘粒含量：粘粒含量越少，最大干重度越大粘粒含量：粘粒含量越少，最大干重度越大 颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差 含水量的不同改变了土颗粒间的作用力，并改变含水

35、量的不同改变了土颗粒间的作用力，并改变 土的结构与状态，含水量与击实效果如下图所示土的结构与状态，含水量与击实效果如下图所示 要达到一定的击实干密度，则含水量小时，击实要达到一定的击实干密度，则含水量小时，击实 功大，含水量大时，则应选取击实功小的机具。功大，含水量大时，则应选取击实功小的机具。 0 4 8 12 16 20 24 28 含水量含水量w(%) 2.0 1.8 1.6 1.4 干密度干密度 d(g/cm3) 饱和曲线饱和曲线 dmax=1.86 wop=12.1 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) a. a. 粘性土存在最优含水量粘性土存在最优含水量op

36、，在填土施工中应该将土，在填土施工中应该将土 料的含水量控制在料的含水量控制在op左右，以期得到左右，以期得到dmax，通常取，通常取 %)32( op b. b. 工程上常采用压实度工程上常采用压实度DcDc控制（作为填方密度控制标准）控制（作为填方密度控制标准） %100 max d c D 室内标准击实试验的 填土的干密度 、级土石坝级土石坝 Dc9598%Dc9598% 级土石坝级土石坝 Dc9295% Dc9295% 3 3、压实标准与控制：、压实标准与控制： Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 不存在最优含水量不存在最优含水量； 在完全风干和饱和两种在完全

37、风干和饱和两种 状态下易于击实状态下易于击实； 潮湿状态下潮湿状态下d明显降低明显降低。 a.a.击实曲线击实曲线 特点特点: d 20%20% b. 理论分析理论分析 对粗粒土，击实过程中可以自由排水，与细粒土不同。对粗粒土，击实过程中可以自由排水，与细粒土不同。 在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。 c. 压实标准压实标准 常用相对密度常用相对密度控制控制 Dr0.70.75 施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和 Soil mechanics Chapter 1 (WRH) 例题例题 例

38、例1.4某土料场土料的分类为中液限粘质土，天然含水量某土料场土料的分类为中液限粘质土，天然含水量 21，土粒比重，土粒比重2.70。室内标准功能击实试验得到最大。室内标准功能击实试验得到最大 干密度干密度1.85g/cm3。设计中取压密度。设计中取压密度95，并要求压，并要求压 实后土的饱和度实后土的饱和度0.9。问土料的天然含水量是否适用于填。问土料的天然含水量是否适用于填 筑？碾压时土料应控制多大的含水量。筑？碾压时土料应控制多大的含水量。 例例1.5某一施工现场需要填土某一施工现场需要填土,基坑的体积为基坑的体积为2000m3,土方来土方来 源是从附近土丘开挖源是从附近土丘开挖,经勘察土

39、的比重为经勘察土的比重为2.70,含水量为含水量为15 ,孔隙比为孔隙比为0.60,要求填土的含水量为要求填土的含水量为17,干密度为干密度为 17.6kN/m3,问问: (1) 取土场土的重度、干重度、和饱和度是多少？取土场土的重度、干重度、和饱和度是多少？ (2)应从取土场开采多少方土？应从取土场开采多少方土？ (3)碾压时应洒多少水？填土的孔隙比是多少？碾压时应洒多少水？填土的孔隙比是多少？ Soil mechanics Chapter 1 (WRH) .1 土的成因及土的组成土的成因及土的组成 土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然 历史的产物历史的产物 搬运、沉积搬运、沉积 形成过程形成过程 形成条件形成条件 物理力学物理力学 性质性质 风化风化 岩石岩石 地球 土土 地球 影响影