模块土物理性质与工程分类

1、模块土物理性质与工程分类模块土物理性质与工程分类第第1 1章章土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类土的形成与组成、土的物理性质指土的形成与组成、土的物理性质指标、土的物理状态指标、地基土的标、土的物理状态指标、地基土的工程分类工程分类主要内容主要内容引例引例 香港宝城大厦，该大厦建于香港的某一山坡上，香港宝城大厦，该大厦建于香港的某一山坡上，19721972年雨季来临年雨季来临时，连续的大暴雨，引起了山坡上残积土软化而滑动。时，连续的大暴雨，引起了山坡上残积土软化而滑动。7 7月月1818日清日清晨晨7 7点钟左右，数万立方米残积土从山坡上下滑，顷刻之间，宝城点钟左右，数万立方米残积土

2、从山坡上下滑，顷刻之间，宝城大厦被冲毁倒塌。因楼间净距太小，宝城大厦倒塌时，砸毁相邻一大厦被冲毁倒塌。因楼间净距太小，宝城大厦倒塌时，砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。当时宝城大厦居住着金城银行等银行界人幢大楼一角约五层住宅。当时宝城大厦居住着金城银行等银行界人士，当场死亡士，当场死亡120120人，这起重大伤亡事故极大的震惊。人，这起重大伤亡事故极大的震惊。 原因分析：原因分析：山坡上残积山坡上残积土本身强度土本身强度较低，加之较低，加之雨水入渗使雨水入渗使其强度进一其强度进一步大大降低，步大大降低，使得土体滑使得土体滑动力超过土动力超过土的强度，于的强度，于是山坡土体是山坡土体发生滑动发生滑

3、动。 概述 土的形成 土的组成物理性物理性质质 及及状态状态力学性质工程特点1 1 土的形成与组成土的形成与组成 土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物搬运、沉积搬运、沉积1 1、土体的生成、土体的生成 风风化化岩石岩石地球土土地球生物风化生物风化物理风化物理风化化学风化化学风化矿物成矿物成分未变分未变无粘性土无粘性土原生矿物原生矿物矿物成矿物成分改变分改变粘性土粘性土次生矿物次生矿物 风化风化作用分类作用分类有有 机机 质质岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影岩石和土的粗颗

4、粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝响产生胀缩而发生裂缝, ,或在运动过程或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎中因碰撞和摩擦而破碎母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物矿物动植物活动引起的岩石和土体粗颗粒动植物活动引起的岩石和土体粗颗粒的粒度或成分的变化的粒度或成分的变化、土的成因类型、土的成因类型残积土岩石风化后残留在原地形成的土。洪积土由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带堆积形成的土。坡积土位于山坡上方的碎屑物质，在流水或重力作用下运移到斜坡下方或坡麓处堆积形成的土。冲积

5、土碎屑物质经水流搬运，在谷地、平原及河口地带堆积形成的土。淤积土在静水或缓慢流水中堆积而形成的土。冰积土碎屑物质或块石在冰川作用的搬运下，在谷地或沟口堆积所形成的土。风积土岩石风化碎屑物质经风力搬运作用至异地降落，堆积所形成的土。海积土碎石、卵石土、砂土分布于沿岸滨海地带。粘性土在沿海河口，岸滩广泛分布“沉积土”基本上是在离我们最近的新生代第四纪（Q）形成的（距今约160万年），因此把土称为“第四纪沉积物”。由于沉积历史不长，尚未胶结岩化，通常是松散软弱的多孔体，与岩石的性质有较大的差别。 力学特性力学特性土的结构土的结构重塑土的强度重塑土的强度原状土的强度原状土的强度伊利石高岭石b.倍半氧化

6、物及次生二氧化硅c.可溶性次生矿物（3）有机质蒙 脱 石粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3MgCO3、CaCO3CaCO3等难溶盐的颗粒；等难溶盐的颗粒；土颗粒的大小和形状土颗粒的大小和形状 在自然界中存在的土在自然界中存在的土, ,都是由大小不同的土粒组成的，土的都是由大小不同的土粒组成的，土的粒径由粗到细逐渐变化时粒径由粗到细逐渐变化时, ,土的性质相应地发生变化。因此可将土的性质相应地发生变化。因此可将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组，划分粒组大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。常用

7、的分界尺寸称为界限粒径。常用200200、2020、2 2、把土粒分为六把土粒分为六大粒组大粒组: :漂石漂石( (块石块石) )颗粒颗粒、卵石卵石( (碎石碎石) )颗粒颗粒、圆砾（角砾）颗粒圆砾（角砾）颗粒、砂粒砂粒、粉粒及粘粒粉粒及粘粒。如下表如下表粘土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种粘土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。难溶盐类，它们都是次生矿物。2 2、土的粒组划分、土的粒组划分粒组统粒组统称称粒组名称粒组名称粒径粒径d d范围（范围（mmmm） 分析分析方法方法 主主 要要 特特 征征巨巨 粒粒漂石（块石）粒漂石（块石）粒

8、d200 d200 直接直接测定测定 透水性很大，压缩性极小，透水性很大，压缩性极小，颗粒间无粘结，无毛细性。颗粒间无粘结，无毛细性。卵石（碎石）粒卵石（碎石）粒 60d200 60d200 粗粒粗粒砾砾粒粒 粗砾粗砾 20d60 20d60 筛筛 分分 法法 透水性大，压缩性小，无粘透水性大，压缩性小，无粘性，有一定毛细性。性，有一定毛细性。细砾细砾2d202d20砂砂粒粒 粗砂粗砂0.5d2 0.5d2 中砂中砂 0.25d0.5 0.25d0.5 细砂细砂0.075d0.25 0.075d0.25 细粒细粒粉粒粉粒 0.005d0.075 0.005d0.075 静水静水沉降沉降原理原理

9、 透水性小，压缩性中等，毛透水性小，压缩性中等，毛细上升高度大，微粘性。细上升高度大，微粘性。粘粒粘粒 d0.005 d0.005 透水性极弱，压缩性变化大，透水性极弱，压缩性变化大，具粘性和可塑性。具粘性和可塑性。土粒粒组的划分土粒粒组的划分 粒组：粒组：其粒径的大小分为若干组别其粒径的大小分为若干组别 界限粒径：界限粒径：划分粒组的分界尺寸划分粒组的分界尺寸土粒分为六大粒组：土粒分为六大粒组：漂石漂石(块石块石)颗粒、卵石颗粒、卵石(碎石碎石)颗粒、圆砾颗粒、圆砾(角砾角砾)颗粒、砂粒，粉粒及粘粒颗粒、砂粒，粉粒及粘粒颗粒级配：以土中各个粒组的相对含量（即颗粒级配：以土中各个粒组的相对含量

10、（即各粒组占土粒总重的百分数）表示土中颗粒各粒组占土粒总重的百分数）表示土中颗粒的组成情况的组成情况3 3、土的颗粒级配、土的颗粒级配岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范中的分类法： 粒径 2mm的质量超过50%的称为碎石土碎石土 粒径2mm的质量小于50而 的质量超过50%的称为砂土砂土 粒径 的质量小于50%的定为粉土或粘性粉土或粘性土土 碎石土、砂土和粉土又称为无粘性土无粘性土土按颗粒级配的分类土按颗粒级配的分类表述方法表述方法：粒径级配累积曲线粒径级配累积曲线土的颗粒级配是通过土的颗粒大小分析试验测定的。土的颗粒级配是通过土的颗粒大小分析试验测定的。 筛分法：筛分法：适用于粒径在适用于粒径

11、在60mm 60mm 的土的土密度计法：密度计法：适用于粒径小于适用于粒径小于0.075 mm 0.075 mm 的土的土 将风干、分散的代将风干、分散的代表性土样通过一套孔径表性土样通过一套孔径不同的标准筛，充分筛不同的标准筛，充分筛选，将留在各级筛上的选，将留在各级筛上的土粒分别称重，然后计土粒分别称重，然后计算小于某粒径的土粒含算小于某粒径的土粒含量量。 筛分法（的土）筛分法（的土） 利用不同大利用不同大小的土粒在水小的土粒在水中的沉降速度中的沉降速度不同来确定小不同来确定小于某粒径的土于某粒径的土粒含量粒含量10200g10161824223872P%958778665536筛分法原理

12、图筛分法原理图 筛分法就是用一套标准筛子如筛分法就是用一套标准筛子如孔直径孔直径(mm)(mm)：2020、1010、，、，将烘干且分散了的将烘干且分散了的200g200g有代表性的有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。粒级配。 密度计法密度计法( (也称比重计法也称比重计法) ) ：是沉降分析法的一种，另外还有移是沉降分析法的一种，另外还有移液管法液管法( (也称吸管法也称吸管法) )。该两法的理。该两法的理论基础都是依据论基础都是依

13、据Stokes(Stokes(司笃克斯司笃克斯) )定律，即球状的细颗粒在水中的下定律，即球状的细颗粒在水中的下沉速度与颗粒直径的平方成正比沉速度与颗粒直径的平方成正比粒径粒径(mm)(mm)0.050.010.005百分数百分数P(%)P(%)2613.510典典型型颗颗分分级级配配曲曲线线沉降分析结果沉降分析结果1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P（）（）105.01.050.010.0050.001粒径粒径(mm) 为了定量的反映土的级配特征，工程中常为了定量的反映土的级配特征，工程中常用以下两个级配指标来评价

14、土的级配优劣。用以下两个级配指标来评价土的级配优劣。（1 1）不均匀）不均匀系数系数C Cu u： （2 2）曲率系）曲率系数数CcCc：C Cu= u= d d6060/ / d d10101060230dddCcC Cu u1010时，表示粒径不均匀，级配良好；时，表示粒径不均匀，级配良好；C Cu u5 5时，表示粒径较均匀，级配不好。时，表示粒径较均匀，级配不好。CcCc的范围大约在的范围大约在1 13 3。当当CcCc1 1或或CcCc3 3时，均表示级配曲线不连续。时，均表示级配曲线不连续。结结论论1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之

15、土质量百分数（）105.01.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.33 0.005 0.063662.41特征粒径特征粒径: : d d6060 控制粒径控制粒径 d d10 10 有效粒径有效粒径 d d3030 中值粒径中值粒径不均匀程度：不均匀程度：C Cu u = d = d60 60 / d/ d1010 连续程度连续程度: : C Cc c = d = d30302 2 / / (d d6060 d d10 10 )粗细程度：粗细程度： 用平均粒径用平均粒径

16、d d5050 表示 1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d10d30连续程度连续程度: : C Cc c = d = d30302 2 / / ( (d d6060 d d10 10 ) ) 曲率系数曲率系数较大颗粒缺少较大颗粒缺少C Cc c 减小减小较小颗粒缺少较小颗粒缺少C Cc c 增大增大C C c c= = 13,级配连续性好级配连续性好曲线d60d10d30CuCcL0.33 0.0050

17、.081663.98M0.0632.41R0.0300.545粒径级配累积曲线及指标的用途：粒径级配累积曲线及指标的用途：粒组含量用于土的分类定名；粒组含量用于土的分类定名；工程中用不均匀系数工程中用不均匀系数CuCu评价土的不均匀程度：评价土的不均匀程度：Cu5, Cu5, 不均匀土；不均匀土；CuCu5,5,均匀土均匀土曲率系数曲率系数CcCc用于判定土的连续程度：用于判定土的连续程度：Cc= 1Cc= 13, 3, 级配连续土；级配连续土；CcCc3 3 或或CcCc1,1,级配不连续土。级配不连续土。不均匀系数不均匀系数C Cu u和曲率系数和曲率系数C Cc c用于判定土的级配优劣：

18、用于判定土的级配优劣：当当C Cu u 55且且C C c c = =1 13 3 时，为级配良好的土；时，为级配良好的土；当当C Cu u 5 5或或C Cc c 3 3或或C Cc c 1 1时时, ,为级配不良的土。为级配不良的土。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, ,土体土体中的液态水主要可以分为中的液态水主要可以分为: :结合水结合水 借助于电分子引力牢固借助于电分子引力牢固 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 电场引力作用范围之外的水电场引力作用范围之外的水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液态水液态水

19、固态水固态水气态水气态水其含量及性质其含量及性质影响土的性质影响土的性质土中水分类土中水分类1.4.2 1.4.2 土中水土中水( (液相液相) )土中的水固态自由水气态液态结合水重力水毛细水强结合水弱结合水强结合水强结合水: :排列致密、定向性强排列致密、定向性强密度密度1g/cm1g/cm3 3冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度具有固体的的特性具有固体的的特性温度高于温度高于105105C C时可蒸发时可蒸发弱结合水弱结合水: :位于强结合水之外，电场引力作用范围之内位于强结合水之外，电场引力作用范围之内外力作用下可以移动外力作用下可以移动不因重力而移动，有粘滞性不因重力而移动，有粘滞性

20、土中毛细现象土中毛细现象毛细水毛细水分布在土粒内部相互贯通的分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细直径互异、彼此连通的毛细管管重力水重力水是位于地下水位以下的土空是位于地下水位以下的土空隙中，能在重力或压力作用隙中，能在重力或压力作用下流动。其性质能传递静水下流动。其性质能传递静水压力并产生浮力。压力并产生浮力。1.4.3 1.4.3 土中气体土中气体( (气相气相) ) 土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分的部分, ,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

21、通与大气相通, ,对土对土的性质影响不大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, ,增大增大土体的弹性和压缩性土体的弹性和压缩性土体中气体土体中气体2 2土的物理性质指标土的物理性质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响影响表表示示空气空气 Air水水 Water固体固体 Solidma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积九个物理量九个物理量: : V VV Vv v V Vs s V Va a V Vw w m m

22、s s m m w w m ma a m m物性指标是物性指标是比例关系比例关系: : 可假设任一可假设任一参数为参数为1 1土的三相简图土的三相简图wavwasVVVVVVV wwwaawsVm0mmmmm 物理量关系物理量关系: :三个基本物理性指标三个基本物理性指标 1. 1.土的重度土的重度 环刀法测得环刀法测得天然状态下，土单位体积的重量，称为土的重度天然状态下，土单位体积的重量，称为土的重度 )kN/m(103gVmgVG3.3.土粒比重土粒比重( (土粒相对密度土粒相对密度) )单位单位: : 无量纲无量纲范围：范围： 比重瓶法测得比重瓶法测得土粒重度与同体积土粒重度与同体积44

23、时纯水的重时纯水的重度比值度比值2. 2.土的含水量土的含水量单位单位: :无量纲无量纲一般范围：变化范围大一般范围：变化范围大%100(%)ssswmmmmmw土中水的质量与土粒质量之比，用百分数表示土中水的质量与土粒质量之比，用百分数表示烘干法、酒精燃烧法烘干法、酒精燃烧法 WSsSVmG 2.2 2.2 土的推算指标土的推算指标 sdGV111swsddeew空气空气 AirAir水水 WaterWater固体固体 SolidSolidma=0ma=0mwmwmsmsm m质量质量VaVaVwVwVsVsVvVvV体积体积定义：土的孔隙中全部充满水时单位体积土的重定义：土的孔隙中全部充满

24、水时单位体积土的重 量。量。 公式：公式： 单位：单位：kN/m3kN/m3 换算公式：换算公式：svwsatGVV()1swsatdee空气空气 Air水水 Water固体固体 Solidma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积 定义：地下水位以下，土体受水的浮力作用时，扣除水的浮力定义：地下水位以下，土体受水的浮力作用时，扣除水的浮力后单位体积土的重量。后单位体积土的重量。 公式：公式： 单位：单位：kN/m3 kN/m3 换算公式：换算公式： (1)1swde VVWwss空气空气 Air水水 Water固体固体 Solidma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积

25、孔隙比孔隙比e ：土中孔隙体积与土粒体积之比：土中孔隙体积与土粒体积之比 svVVe孔隙率孔隙率n n ：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示 %100VVnv%100vrVVS土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示饱和度描述土中孔隙被水充饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土满的程度。干土S Sr=0,r=0,饱和土饱和土S Sr=100%r=100%。砂土根据饱和度分砂土根据饱和度分为三种状态为三种状态: : 反映土的密度指标有五个：反映土的密度指标有五个： d d satsatds反映土的湿度

26、指标有两个：反映土的湿度指标有两个： sr sr反映土的土的孔隙特征有两个：反映土的土的孔隙特征有两个：e ne n土的天然重度土的天然重度三个指标最基本物理指标，三个指标最基本物理指标，可直接通过实验测定得出可直接通过实验测定得出 天然含水量天然含水量土的相对密度土的相对密度dsds注注: : 以上以上9 9项物理性质指标，其中项物理性质指标，其中: :常用的物理性质指标间的换算关系常用的物理性质指标间的换算关系换算步骤换算步骤: : : :假设假设V Vs s=1(V=1=1(V=1或或m ms s=1),=1),并画出三相草图并画出三相草图; ; : :解出各相物质的质量和体积的换算指标

27、解出各相物质的质量和体积的换算指标; ; : :利用换算指标按基本定义列出所求的物理指标换算公式利用换算指标按基本定义列出所求的物理指标换算公式()+1d=W+W=Wd=W=W100WW=d=dV=W1VW=dwswswswwswwswssswsss所所以以得得由由式式得得由由式式%e+1=Ve=VVV=eVSV所所以以得得由由式式已知关系五个已知关系五个: :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 1对于饱和土对于饱和土, V, Va a=0=0剩下两个独立变量剩下两个独立变量eedsw Vs11+1+e质量质量m体积体积VVv=edsw ds（1）w

28、空气空气 Air水水 Water固体固体 Solid【例1】某一原状土样，经试验测得的基本指标值如下：重度 ,含水量 ，土粒比重 。试求孔隙比 、孔隙率 、饱和度 、干重度 、饱和重度 以及浮重度 。316.7/kN m12.9%2.67sd enrSdsat【解答解答】(1)2.67(1 0.129) 10110.80516.7swde 0.80544.6%110.805ene0.129 2.6743%0.805srdSe316.714.8/11 0.129dkN m3()(2.670.805) 1019.3/110.805swsatdekN me319.3 109.3/satwkN m【例

29、2】3cmsd某饱和土体积为97 ，土的重力为，土烘干后重力为，求含水量、土粒比重 ,孔隙比e 和孔隙率n。1.98 1.64100%20.7%1.64ssWWW3361.98 1020.4/97 10WkN mV3533(1.98 1.64) 103.4 103410swwWWVmcmr水的体积【解答解答】340.5399734wsVeVV320.416.9/110.207dkN m6 . 2109 .16)539. 01 ()1 (wdsed土的土的力学特性力学特性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) )可以用可以用来表示来表示土的物理状态土的物理状态无

30、黏性土密实度无黏性土密实度黏性土物理特性黏性土物理特性3 3土的物理状态指标土的物理状态指标1 1无粘性土的密实度无粘性土的密实度u密实状态：有密实状态：有较高的强度较高的强度和和较低的压缩性较低的压缩性，是良好，是良好的建筑物地基；的建筑物地基；u松散状态：尤其是尤其是细砂和粉砂不仅强度低，松散状态：尤其是尤其是细砂和粉砂不仅强度低，且水稳定性很差，容易产生流砂、液化等工程事故且水稳定性很差，容易产生流砂、液化等工程事故。评价方法评价方法 室内测试孔隙比确定室内测试孔隙比确定相对密度相对密度法法的方法的方法 利用利用标准贯入试验标准贯入试验等原位测试方法等原位测试方法 野外观测方法野外观测方

31、法 D Dr r 0 0 最松状态最松状态D Dr r 0.330.33疏松状态疏松状态D Dr r 0.670.67中密状态中密状态 D Dr r0.670.67密实状态密实状态D Dr r = 1 = 1最密状态最密状态砂土的密实度砂土的密实度 minmaxmaxeeeeDr 相对密度法相对密度法maxee e砂土在天然状态下的孔隙比；砂土在天然状态下的孔隙比；砂土在最松散状态下的孔砂土在最松散状态下的孔隙比，隙比，“松砂器法松砂器法”测定测定砂土在最密实砂土在最密实状态下的孔隙比，状态下的孔隙比，“振击法振击法”测定。测定。mine按标准贯入实验确定按标准贯入实验确定标标准准贯贯入入试试

32、验验的的锤锤击击数数N N 密密实实度度 标标准准贯贯入入试试验验的的锤锤击击数数N N 密密实实度度 N 1 10 0 松松散散 15 N 3 30 0 中中密密 10 30 密密实实 。砂土的密实度砂土的密实度 标准贯入试验（StandardPenetrationTest）标准贯入数N锤重：落距：760mm打入深度：300mm砂土的密实度砂土的密实度 碎石土更不宜取得原状土样，也难于将贯入器击入其中。对这类土可在现场进行观察,根据其骨架颗粒含量、排列、可挖性及可钻性鉴别。将碎石土分为密实、中密和稍密、松散四种。碎石土的密实度碎石土的密实度0固态固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态塑限塑限P

33、液限液限L半固态半固态缩限缩限s含水量含水量lps2 2粘性土的物理特性粘性土的物理特性粘性土随含水量变化可改变土的物理形态粘性土随含水量变化可改变土的物理形态界限含水量的测定方法界限含水量的测定方法1 1、液限、液限L L锥式液限仪测定法：锥式液限仪测定法：76g76g锤经锤经5s5s恰好沉入土恰好沉入土10mm10mm所所对应的含水量。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 2转转/ /秒的速度，使碟子反复起秒的速度，使碟子反复起落，坠击底座，当落，坠击底座，当2525击击V V型土槽合拢长度恰好型土槽合拢长度恰好13mm13mm所所对应的含水量。对应的含水量。锥式液限仪

34、锥式液限仪碟式液限仪碟式液限仪2 2、塑限、塑限p p滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃上搓成滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃上搓成直径为直径为3mm3mm土条时，土条恰好产生裂缝并开始土条时，土条恰好产生裂缝并开始断裂时的含水量。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、塑性联合测利用液、塑性联合测定仪同时定仪同时测定测定3 3份不同含水量份不同含水量的同一个土样，得到的同一个土样，得到圆锥下沉深度和圆锥下沉深度和含水量关系曲线，则含水量关系曲线，则曲线上对应深度为曲线上对应深度为10mm10mm及及2mm2mm时土时土样的含水量就分别为样的含水量就分别为该土的液限和塑限

35、。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粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数pLpI 塑性指数的数值大小可反映粘性土可塑范围的大小，塑性塑性指数的数值大小可反映粘性土可塑范围的大小，塑性指数越大，表明粘性性土粘性和塑性越好指数越大，表明粘性性土粘性和塑性越好（与粘粒含量有关，粘粒含量越多，吸附水的能力越大）；（与粘粒含量有关，粘粒含量越多，吸附水的能力越大）；塑性指数塑性指数I Ip p工程上常用塑性指数作为粘性土与粉土定名分类的依据工程上常用塑性指数作为粘性土与粉土定名分类的依据缺点：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

36、土矿物吸服水的能力不同不同的粘土矿物吸服水的能力不同细粒土工程细粒土工程分类的依据分类的依据pLpLI 注意：仅适用于重塑土注意：仅适用于重塑土液性指数液性指数I IL LwpwwlI IL L011坚硬状态坚硬状态可塑状态可塑状态流流 态态0.00 0.00 0.25 0.25 0.75 0.75 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黏性土的灵敏度和触变性黏性土的灵敏度和触变性uutqqS 03 uquq 相同含水量、密度相同含水量、密度1. 1. 粘性土的灵敏度粘性土的灵敏

37、度 S St t =原状土原状土结构性结构性相同含水相同含水量密度量密度粉碎粉碎重塑重塑重塑土重塑土强度降低强度降低S St t1-21-22-42-444粘性土粘性土低灵敏低灵敏中等灵敏中等灵敏高灵敏高灵敏原状土的无侧限抗压强度原状土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度含水量不变，密度不变，因重塑而含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为触变性。度逐渐恢复的现象，称为触变性。土的触变性是土的结构联结形态发土的触变性是土的结构联结形态发生变化引起的，是土微观结构随时间生变化引起的，是土微观结构随

38、时间变化的宏观表现。变化的宏观表现。2. 2. 粘性土的触变性粘性土的触变性 u 判断土（岩）的工程特性判断土（岩）的工程特性u 评价土作为建筑材料的适宜性评价土作为建筑材料的适宜性u 确定地基的确定地基的承载力承载力 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007GB5000720022002土的分类标准土的分类标准GBJ 145GBJ 14590904 4地基土的工程分类地基土的工程分类1 1、岩石、岩石按成因分类按成因分类岩浆岩岩浆岩沉积岩沉积岩变质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)

39、极软岩软岩较软岩较硬岩坚硬岩坚硬程度类别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2 2、碎石土、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圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主粒径大于粒径大于200mm的的颗粒超过全质量颗粒超过全质量50%卵石卵石碎石碎石圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆

40、形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆砾圆砾角砾角砾粒径大于粒径大于20mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%粒径大于粒径大于2mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%3 3、砂土、砂土土的名称土的名称 粒组含量粒组含量粒径大于粒径大于2mm2mm的颗粒的颗粒占全质量占全质量25 - 50%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的颗粒超过粒径大于的颗粒超过全质量全质量50%50%粒径大于的颗粒超过粒径大于的颗粒超过全质量全质量50%50%粒径大于的颗粒超过粒径大于的颗粒超过全质量全质量85%85%粒径大于的颗粒超过全粒径大于的颗粒超过全质量质量50%50%

41、4 4、粉土、粉土粒径大于的颗粒含量小于全质量粒径大于的颗粒含量小于全质量50%50%而塑性指数而塑性指数I Ip p1010的土的土塑性指数塑性指数Ip10Ip10的土的土5 5、粘性土、粘性土10Ip171017Ip17的土的土粘土粘土粉质粘土粉质粘土按沉积年代分类按沉积年代分类老粘性土：第四纪晚更新世老粘性土：第四纪晚更新世(Q(Q3 3) )及其以前沉积的粘性土。及其以前沉积的粘性土。沉积年代久，工程性质较好；强度较高、压缩性较低。物沉积年代久，工程性质较好；强度较高、压缩性较低。物理力学性质比具有相近物理指标的一般粘性土要好。理力学性质比具有相近物理指标的一般粘性土要好。 一般粘性土

42、：第四纪全新世一般粘性土：第四纪全新世(Q(Q4 4)()(文化期以前文化期以前) )沉积的粘沉积的粘性土。分布面积最广，遇到的也最多，工程性质变化很大。性土。分布面积最广，遇到的也最多，工程性质变化很大。 新近沉积的粘性土：文化期以来新近沉积的粘性土，一般新近沉积的粘性土：文化期以来新近沉积的粘性土，一般为欠固结的土，且强度较低。为欠固结的土，且强度较低。按塑性指数分类按塑性指数分类 土土 的的 名名 称称 粉粉 质质 粘粘 土土 粘粘 土土 塑塑 性性 指指 数数PI 1 1 0 0 1 1 7 7 粘性土粘性土1. 1. 软土软土 定义：特定地理环境或人为条件下形成的特殊性质的土。定义：

43、特定地理环境或人为条件下形成的特殊性质的土。 分布一般具有明显的区域性。分布一般具有明显的区域性。分类：软土、人工填土、湿陷性土、红粘土、膨胀土、多分类：软土、人工填土、湿陷性土、红粘土、膨胀土、多年年 冻土、混合土、盐渍土、污染土等。冻土、混合土、盐渍土、污染土等。特点：孔隙比大、天然含水量高、压缩性高、强度低特点：孔隙比大、天然含水量高、压缩性高、强度低种类：淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土种类：淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土u 淤泥：天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于的淤泥：天然含水量大于液限，天然孔隙比大于等于的 粘性土粘性土u 淤泥质土：天然孔隙比小于但大于等于的粘性土。淤泥质土：

44、天然孔隙比小于但大于等于的粘性土。特殊土特殊土2. 2. 人工填土人工填土 定义：定义：人工填土是指由人类活动而堆填的土。其物质成分较杂，均匀性较差。人工填土是指由人类活动而堆填的土。其物质成分较杂，均匀性较差。分类：分类：根据其物质组成和堆填方式，填土可分为素填土、杂填土和冲填土三类。根据其物质组成和堆填方式，填土可分为素填土、杂填土和冲填土三类。 素填土：由碎石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的其中不含杂质或素填土：由碎石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的其中不含杂质或含杂质很少。按主要组成物质分为碎石素填土、砂性素土、粉性素填土及粘性填含杂质很少。按主要组成物质分为碎石素填土、砂性素土、粉性素填土及粘性