市政工程基础知识图文展示8868

2：土的物理性质土的物理性质指标三相间的比例关系质量和体积之间的关系影响力学特性

土的分类土的物理状态指标反映土的松密和软硬状态的指标

2.2土的物理性质指标(熟知)

土的三相草图

土的物理性质指标（土的三相比例指标）

表示土的三相组成各部分的质量和体积之间的比例关系的指标九个物理量:mmaVVvVwmsmwVsVa

三个独立变量，干土或饱和土二个独立变量其它指标：三相草图法计算

实验室测定九个物理量:mmaVVvVwmsmwVsVa

可假设任一参数为1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土的物理性质指标一、土的基本物理性质指标

土粒比重Gs（土粒相对密度）

土中固体颗粒的质量与同体积4℃时纯水的质量之比；或为土粒密度与4℃时纯水的密度之比。

测定方法：①比重瓶法；②经验法常见值：砂类土Gs=2.65～2.69；粉类土Gs=2.70～2.71；黏性土Gs=2.72～2.76。

有机质Gs=2.4～2.5；泥炭：Gs=1.5～1.8。

土粒密度

土的含水量（含水率）w土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示。

测定方法

常见值：砂土w=(0～40)%；黏性土w=(20～60)%。

意义：表示土体湿度（含水程度）的物理指标。与土的种类、埋藏条件及其附近的自然环境等有关。①烘干法；②红外线法；③酒精燃烧法；④铁锅炒干法2.2土的物理性质指标

土的密度ρ

土的总质量m与总体积V之比或土单位体积的质量。单位：国际上kg/m3，国内工程中常用g/cm3。

测定方法:

环刀法适用于黏性土、粉土与砂土。

常见值：砂土：1.6～2.0g/cm3；黏土:1.8～2.0g/cm3

；腐殖土：1.5～1.7g/cm3。

表达式

意义：综合反映了土的物质组成和结构特征。

干密度

土单位体积中土粒的质量或土的孔隙中完全没有水时的密度。

测定方法

①大环刀法；②放射性同位素法

常见值：ρd=（1.3～1.8）g/cm3

工程应用

在工程上常把干密度作为评定土体紧密程度的标准。通常用作填方工程如土坝、路基和人工压实地基等土体压实质量的控制标准。

表达式

饱和密度土的孔隙完全被水充满时的密度

常见值：ρsat=（1.8～2.3）g/cm3

浮密度（有效密度）

在地下水位以下，土单位体积中土粒的质量与同体积水的质量之差。

表达式

表达式

常见值：三、描述土的孔隙体积相对含量的指标

土的孔隙比e土中孔隙体积与固体颗粒体积之比

根据ρ、Gs与W实测值计算而得，工程应用很广，可以用来评价天然土层的密实度、进行砂土液化判断等。

常见值：砂土e=0.3～0.9；当砂土e<0.6时，呈密实状态，为良好地基。黏性土e=0.4～1.2；当黏性土e>1.0时，为软弱地基。

表达式孔隙隙率率n土的的孔孔隙隙体体积积与与土土总总积积之之比比，，以以百百分分数数表表示示。。常见见值值：黏黏性性土土和和粉粉土土:(30-60)%；砂砂土土:(25-45)%。根据据ρ、Gs与W实测测值值计计算算而而得得，，孔孔隙隙度度与与孔孔隙隙比比相相比，，工工程程应应用用较较少少。。表达达式式物理理意意义义：表表示示土土中中孔孔隙隙大大小小的的程程度度。。土的的饱饱和和度度Sr土中中孔孔隙隙水水的的体体积积与与孔孔隙隙体体积积之之比比，，以以百百分分数数表表示示。。常见见值值：Sr=0～100%。根据据ρ、Gs与W实测测值值计计算算而而得得。。工程程中中Sr作为为砂砂土土湿湿度度划划分分的的标标准准：表达达式式物理理意意义义：表表示示水水在在孔孔隙隙中中充充满满的的程程度度。。Sr≤≤50%稍湿湿的的50%＜Sr≤≤80%很湿湿的的Sr>80%饱和和的的2.2土的的物物理理性性质质指指标标土的的三三个个组组成成相相的的体体积积和和质质量量上上的的比比例例关关系系三相相草草图图法法室内测定三个基本物理性质指标：土的密度土粒比重土的含水量其它物理性质指标孔隙含量含水程度密度和重度土的物理性质指标小结结特点点:指标标概概念念简简单单，，数数量量很很多多要点点：：名名称称、、概概念念或或定定义义、、符符号号、、表表达达式式、、单单位位或或量量纲纲、、常常见见值值或或范范围围、、联联系系与与区区别别2.2土的的物物理理性性质质指指标标土的的物物理理状状态态指指标标反映映土土的的松松密密和和软软硬硬状态态的的指指标标无黏黏性性土土的的松松密密程程度度黏性性土土的的软软硬硬状状态态土的的物物理理性性质质指指标标三相相间间的的比比例例关关系系质量量和和体体积积之之间间的的关关系系影响力学特性密实度稠度黏性性土土的的物物理理特特征征黏性性土土含水水量量较硬硬变软软流动动固态态→→半半固固态态→→可可塑塑状状态态→→液液体体状状态态（（流流动动状状态态)黏性性土土的的稠度度稠度度是是指指土土的的软软硬硬程程度度。。反映映了了土土粒粒之之间间的的连连结结强强度度随随着着含含水水量量高高低低而而变变化化的的性性质质。。黏性性土土的的可塑塑性性黏性性土土在在外外力力的的作作用用下下可可以以任任意意改改变变形形状状而而不不开开裂裂，，外外力力撤撤去去后后仍仍能能保保持持既既得得的的形形状状的的性性能能。。界限限含含水水量量黏性性土土由由一一种种状状态态转转到到另另一一种种状状态态的的分界界含含水水量量，称称为为土土的的稠稠度度界界限限或或界限限含含水水量量。塑限限液限限黏性性土土的的稠稠度度反反映映土土中中水水的的形形态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土颗粒强结合水弱结合水土颗粒强结合水土颗粒自由水弱结合水强结合水强结合水膜膜最厚出现相当数数量自由水水黏性土的稠稠度状态界限含水量稠度状态含水量土中水的形态示意图缩限2.3黏性土的物物理状态指指标⑴定义—黏性土由由可塑状状态转到到流动状状态的界界限含水水量称为为液限wL。1、液限wL(%)⑵测定方法法锥式液限限仪操作过程程：将黏性土土调成均均匀的浓浓糊状，，装满盛盛土杯，，刮平杯杯口表面面，将76克重圆锥锥体轻放放在试样样表面的的中心，，使其在在自重作作用下徐徐徐沉入入试样，，若圆锥锥体经5秒种恰好好沉入10mm深度，这这时杯内内土样的的含水量量就是液液限WL值。为了了避免放放锥时的的人为晃晃动影响响，可采采用电磁磁放锥的的方法。。锥式液限限仪蝶式液限限仪操作过程程：将黏性土土调成均均匀的浓浓糊状，，装入碟碟内，刮刮平表面面，做成成试样中中心约10mm厚的土饼饼，用开开槽器在在土中开开槽，槽槽底宽度度为2mm，然后将将碟子抬抬高10mm，使碟自自由下落落，连续续下落25次后，如如果土槽槽合拢长长度为13mm，这时试试样的含含水量为为液限。。蝶式液限限仪⑴定义——黏性土由由半固态态转到可可塑状态态的界限限含水量量称为塑限wP2、塑限wP(%)⑵测定方法法操作过程程：用双手将将天然湿湿度的土土样搓成成小圆球球（球径径小于10mm），放在在毛玻璃璃板上再再用手掌掌慢慢搓搓滚成小小土条，，用力均均匀，搓搓到土条条直径为为3mm，出现裂裂纹，自自然断开开，这时时土条的的含水量量就是塑塑限wp值。搓好的泥泥条搓条法2.3黏性土的的物理状状态指标标入土深度度与含水水量的关关系制备3个不同含含水量的的试样，，测定圆圆锥仪在在5秒时的下下沉深度度，测定定此时的的含水量量，在双双对数坐坐标纸上上绘出圆圆锥下沉沉深度和和含水量量的关系系直线。。深度10mm，对应的的含水量量为液限限，2mm对应的含含水量为为塑限。液、塑限限联合测测定法⑴定义——黏性土与与粉土的的液限与与塑限的的差值（（去掉%），称塑性指数数，记为为IP。⑶工程应用用用塑性指指数IP作为黏性性土定名名的标准准。黏性土的的物理状状态指标标⑵物理意义义土处在可可塑状态态的含水水量变化化范围。。塑性指指数愈大大，土处处于可塑塑状态的的含水量量范围也也愈大。。黏土粉质黏土土塑性指数数IP（值）液性指数数又称相对稠度度，是将土土的天然然含水量量w与wL及wP相比较，，以表明明w是靠近wL还是靠近近wP，反映土土的软硬硬不同。。⑵物理意义义⑶工程应用用⑴定义——黏性土的的液性指指数为天天然含水水量与塑塑限的差差值和液液限与塑塑限差值值之比，，称液性指数数，记为为IL。状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数IL≤00<IL≤0.250.25<IL≤0.750.75<IL≤1.0IL>1.0液性指数数IL（比值））2.3黏性土的的物理状状态指标标黏性土的的状态（（GB50007)黏性土的的活动度度活动度活动度A：黏性土土的塑性性指数与与土中黏黏粒（d<0.002mm的颗粒））含量百百分数的的比值。。物理意义义——活动度反反映黏性性土中所所含矿物物的活动动性。据据A的大小可可分为3种：A<0.75不活动黏黏土0.75<A<1.25正常黏土土A>1.25活动黏土土黏性土结结构性的的演示黏性土因因受扰动动而原结结构被破破坏后，，其工程程性质通通常会变变差，强强度将明明显下降降。土中中所示土土样在保保持天然然结构时时(原状土)，其上承承受了1.5kg的压力，，但当结结构完全全破坏而而成为重重塑土时时，变为为可流动动的泥浆浆。黏性土的的结构性性用孔隙比比e为标准无黏性土土按天然孔孔隙比e划分砂土土的密实实度（74规范）表表1-6密实度：土的固固体颗粒粒排列的的紧密程程度。密实中密稍密松散砾砂粗砂中砂e<0.60.6<e<0.750.75<e<0.85e>0.85细砂粉砂e<0.70.7<e<0.850.85<e<0.95e>0.95评价：（1）优点：：简捷方方便；（2）缺点：：无法反反映土的的粒径级级配因素素。一般指砂砂（类））土和碎碎石（类类）土，，这两大大类土中中一般黏黏粒含量量少，不不具有可可塑性，，呈单粒粒结构，，它们的的物理状状态主要要取决于于土的密密实程度度，即密密实度。。无黏性土土的相对对密度密实度密实中密松散相对密度1.0～0.670.67～0.330.33～0用相对密密度Dr划分砂土土的密实实度评价：（1）优点：：理论上上完善；；（2）缺点：：实际上上难以操操作。1--穿心锤2--锤垫3--触探杆4--贯入器头头5--出水孔6--贯入器身身7--贯入器靴靴标准贯入入试验标准贯入入试验(SPT)适用于砂砂土、粉粉土和一一般黏土土，它利利用一定定的锤击击动能（（锤重63.5kg，落距76cm）,将一定规规格的对对开管式式的贯入入器打入入钻孔孔孔底的土土中，先先按打入入15cm，再打入入30cm，根据打打入土中中的贯阻阻抗，判判别土层层的工程程性质。。贯入阻抗抗用贯入入器贯入入土中30cm的锤击数数N63.5表示,N63.5也称为标标贯击数数。以标准贯贯入试验验锤击数数N为标准标准贯入入试验(SPT)我国现行《建筑地基基基础设计规规范》(GB50007-2002)采用原位标标准贯入试试验锤击数数N（N63.5）来评价砂类土的密实度。。根据N可将砂土分分为：锤击数N63.5N63.5≤1010<N63.5≤1515<N63.5≤30N63.5>30密实度松散稍密中密密实该试验的应应用主要有有评定砂土土的相对密密度、评定定地基土承承载力、估算单单桩承载力力等。碎石土的密实度划划分砂类土的密实度划划分碎石土密实实度按重型型（圆锥））动力触探探锤击数划划分。重型圆锥动力探测锤击数N63.5密实度重型圆锥动力探测锤击数N63.5密实度N63.5≤5松散10<N63.5≤20中密5<N63.5≤10稍密20≤N63.5密实粗粒土的密密实状态指指标黏土的物理理状态指标标相对密度塑性指数吸附结合水水的能力液性指数小结结黏性土的软软硬状态界限含水量量wP、wL土中水形态态判别标准标准贯入锤锤击数水利部SL237-1999分类法土颗粒组成成及其特性性塑性指标：：液限、塑塑限、塑性性指数有机质含量量土的分类巨粒土和含含巨粒土粗粒土：砾类土、砂砂类土细粒土：根根据塑性图图分类特殊土：黄黄土、膨膨胀土、红红黏土分类依据：：2.7土的分类碎石土土的名称颗粒形状颗粒级配漂石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径>200mm的颗粒超过全重的50％卵石碎石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径>20mm的颗粒超过全重的50％圆砾角砾圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径>2mm的颗粒超过全重的50％碎石土没有有黏性和塑塑性，属于于单粒结构构碎石土砂土粉土黏性土特殊土人工填土分类依据:根据土的颗粒级配和颗粒形状进行分类定定名。2.7土的分类分类依据：：根据土的颗粒级配定名。土的名称颗粒级配砾砂粒径>2mm的颗粒占全重的25～50％粗砂粒径>0.5mm的颗粒超过全重的50％中砂粒径>0.25mm的颗粒超过全重的50％细砂粒径>0.75mm的颗粒超过全重的85％粉砂粒径>0.75mm的颗粒超过全重的50％砂土碎石土砂土粉土黏性土特殊土人工填土2.7土的分类粉土和黏性性土碎石土砂土粉土黏性土特殊土人工填土粉土：塑性指数数IP≤10，且d>0.075mm的颗粒含量量不超过全全重50%的土称为粉粉土。黏性土：塑性指数数Ip>10的土。粉质黏土：：10<Ip17的土黏土土