第二章土的物质性质

第二章土的物质性质第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期四本章主要内容：第一节土的物理性质指标；第二节土的水理性质第三节细粒土的胀缩性和崩解性第四节土的透水性和毛细性第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期四土是三相组成体系,由于三相组成部分的相对比例关系不同所表现出来的性质，称为土的物理性质。表示土的三相组成部分的质量和体积比例关系的指标叫土的物理性质指标。土的三相比例指标反映土的许多基本物理性质，在一定程度上也反应土的力学性质。第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期四第一节土的物理性质指标一、土的三项基本物理指标（均可以由实验室直接测出其物理性质指标）第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期四第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期四二、反映土的密实程度的指标第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期四三、反映土中含水程度的指标

第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期四四、特定条件下土的密度

第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期四第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期四各物理性质指标间关系换算表

第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期四例题讲解：

第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期四五、砂土的相对密度

第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期四第二节土的水理性质

土中固体颗粒与水相互作用所表现出的一系列性质，称为土的水理性质。一般指的都是粘性土碰到水后表现出来的性质。第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期四一、粘性土的稠度状态与界限含水量1、土的稠度：粘性土区别于无粘性土的一大特征是随着本身含水量的变化，粘性土可以处于不同的物理状态，粘性土这种因含水量的变化而表现出的各种不同物理状态，称为土的稠度。

2、稠度界限：随着含水量的变化，粘性土由一种稠度状态转变为另一种稠度状态，相应于转变点的含水量叫做界限含水量，也称为稠度界限。其指标为：(1)液限WL(2)塑限WP(3)缩限WS界限含水量的测定：1．wL：锥式液限仪76g5s10mm

2．wP：撮条法：球径10mm搓条3mm.裂纹间距<10mm.第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期四第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期四二、粘性土的塑性指数和液性指数

(一)塑性指数

1．定义与物理意义2．影响因素：颗粒、矿物成分

3．作用：分类

第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期四(二)液性指数

1．定义

2．物理意义：土的状态（软硬程度）的表示3．作用：反映土的状态IL≤0坚硬

0<IL≤0.25硬塑0.25<IL≤0.75可塑

0.75<IL≤1.00软塑

IL>1.00流动

第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期四三、粘性土的活动度

第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期四四、粘性土的灵敏度和触变性

土的触变性：被扰动粘性土的这种强度随时间推移而逐渐恢复的胶体化学性质。

第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期四第三节细粒土的胀缩性和崩解性一、细粒土的胀缩性（一）基本概念胀缩性：细粒土由于含水率的增加而发生体积增大的现象，称为膨胀性；土中失去水分而体积缩小的性能称为收缩性。产生原因：土颗粒表面结合水膜的变化引起。第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期四（二）、表征细粒土膨胀性的指标1、自由膨胀率2、膨胀率3、膨胀力（三）、表征细粒土收缩性的指标1、体缩率2、线缩率3、搜索系数第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期四二、细粒土的崩解性崩解性：细粒土由于浸水而发生崩散解体的性能。产生地带：水渠和水库的岸边。研究意义：评价人工和天然边坡的稳定性。第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期四第四节土的透水性和毛细性一、土的透水性透水性：细粒水在孔隙中渗透流动的性能。不同类型的土，孔隙大小不同，透水性也不同。在大多数情况下，水在天然土层中以层流形式运动，服从达西定律（线性渗透定律）。第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期四Darcy定律

1856年法国的水力工程师H.Darcy在装满砂的圆筒（图1）中进行了大量实验，得到如下线性关系式：

由于则上述两个关系式称为达西定律(Darcy’sLaw)。第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期四图1Darcy实验装置示意图第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期四非线性渗透定律——哲才定律

地下水在较大的空隙中运动，且其流速相当大时，呈紊流运动，此时的渗流服从哲才定律此时，渗流速度与水力坡度的平方根成正比。1/2第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期四二、土的毛细性1、基本概念毛细性是指水通过土的毛细孔隙在弯液面力的作用下向各个方向运动的性能。毛细现象：把细管插入水中，水上升至一定高度停下来毛细水受固体表面吸引力、液体表面张力和液体重力的共同作用。毛细力是在三相界面上弯液面引起的附加表面压力。毛细管管径越小，毛细力越大，毛细上升高度也越大。图2毛细现象图第二十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期四2、毛细水的存在形式

a)支持毛细水——是指在地下水面支持下存在的（附着水面上的）的毛细水，随地下水升降而升降。上升高度与水面上部的岩石孔隙性质有关。b)悬挂毛细水——指地下水面以上，岩石细小孔隙中保留的水分。其特点是毛细水成带状，但与地下水面无联系。c)孔角毛细水——颗粒与颗粒之间相互接触，接触点附近孔径最小，形成孔角毛细水。多孤立存在而不形成毛细水带，与地下水面也无关。孔角毛细水