土的物理性质及工程分类

第一章土的物理性质及工程分类1.1土的生成和演变1.2土的物质组成1.3土的物理性质指标1.4土的物理状态指标1.5地基土的工程分类1.1土的生成和演变(了解〕

地质年代

太古代、元古代、古生代、中生代和新生代地壳开展历史与地壳运动、沉积环境及生物演化相对应的时代段落。地质年代和地层单位、顺序、名称对应关系表1-1相对地质年代：根据古生物的演化和岩层形成的顺序所划分的地质年代地质年代单位代纪世期地层单位界系统阶（层）第四纪地质年代细分表表1-2复习土的概念地壳表层原来坚硬连续的岩石，经历长期的风化作用以及剥蚀、搬运、沉积等作用，在各种交错复杂的自然环境中在地表形成的各种散粒堆积物称为“第四纪沉积物〔层〕〞或“土〞。岩石土风化作用沉积过程由人类文化期以来的沉积土称为“新近沉积土〞纪（系）世（统）距今年代（百万年）第四纪（系）Q全新世（统）Qh或Q40.025更新世（统）Qp晚更新世（上更新统）Q30.150中更新世（中更新统）Q20.500早更新世（下更新统）Q11.000一、风化作用

岩石的风化

岩石在自然界各种因素和外力的作用下遭到破碎与分解，产生颗粒变小及化学成分改变等现象。

物理风化特征:风化后的产物仅由大变小，化学成分不变，物理化学性状较稳定。生成产物:属于原生矿物颗粒,易生成巨粒土、粗粒土，如漂石、砾类土、砂类土等.产生物理风化的原因①、地质构造力

②、温差③、冰胀④、碰撞

化学风化特征:风化后的产物改变其矿物的化学成分，形成新的矿物。生成产物:属于次生矿物颗粒,易生成细粒土，最主要的是粘土颗粒及大量的可溶性盐。产生化学风化的原因①、水解作用②、水化作用③、氧化作用④、溶解作用

生物风化①、生物的物理风化②、生物的化学风化

二、不同形成条件下土的特点

残积土图1-1残积土特点:颗粒外表粗糙、多棱角、粗细不均匀、无层理。

搬运土

坡积土

图1-2坡积土〔物、层〕断面特点:搬运距离短；土中组成物的尺寸相差很大，性质很不均匀。

作用力：

重力、雨水或雪水。

洪积土

图1-3洪积土〔物、层〕断面特点:有一定的分选性，搬运距离近的沉积物颗粒较粗，力学性质较好；搬运距离远的沉积物颗粒较细，力学性质较差。洪积土还常呈现不规那么交错的层理构造。作用力：

暴雨或山洪图l-4

冲积土

特点:

由于经过较长时间的搬运，浑圆度和分选性更为明显，常形成砂土层和粘性土层交叠的地层。图1-6山区河谷断面例如作用力：

河流流水

风积土——风力特点:沙丘在风力的推动下随时改变形状和位置；黄土具有湿陷性。湖泊沼泽沉积土——缓慢的水流或静水条件

这种土的特征，除了含有细微的颗粒外，常伴有生物化学作用所形成的有机物的存在，成为具有特殊性质的淤泥或淤泥质土，工程性质都很一般。海相沉积土——海水特点:颗粒细，表层土质松软，工程性质较差。冰积土——冰川或冰水特点:颗粒粗细变化也较大，土质不均匀。1.2土的物质组成一、土中固体颗粒二、土中的水和气三、土的结构一、土中固体颗粒〔一〕土的颗粒级配(熟知〕

颗粒大小与粒组的划分

粒径：

粒度：

粒组：

界限粒径：土颗粒的大小土颗粒大小的程度将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为假设干组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。

例如：国标?土的分类标准?〔GBJ145-90〕规定的界限粒径200、60、2、0．075和0．005mm。

粒组的划分?土的分类标准?〔GBJ145-90〕粒组划分表1-3

土的颗粒级配土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总质量的百分数)，这个百分数习惯上称为土的颗粒级配。

土颗粒分析试验土颗粒分析试验筛分法沉降分析法〔了解〕用于粒径小于等于60mm、大于0.075mm粗粒土。用于粒径小于0.075mm的细粒土。沉降分析法有密度计法〔比重计法〕、移液管法等。

土颗粒分析试验结果的表达方式1、列表法例1-1：取风干的天然土样500g，进行筛分法和密度计法测量其粒组含量。粗粒局部筛分试验结果表1-4筛孔粒径/mm1052.01.00.50.250.150.075<0.075合计各层筛子上土粒质量/g各层筛子上土粒的相对含量%小于各层筛孔直径的土粒含量%粒组名称筛孔粒径/mm1052.01.00.50.250.150.075<0.075合计各层筛子上土粒质量/g2540456055955025105500g各层筛子上土粒的相对含量%58912111910521100%小于各层筛孔直径的土粒含量%958778665536262121累计百分含量粒组名称砾粒砂粒细粒组细粒局部密度计试验结果表1-52、三角坐标法3、级配曲线法

根据试验结果绘制颗粒级配曲线或叫颗粒级配累计曲线参看：王成华主编的?土力学原理?天津大学出版社出版粒组0.075～0.050.05～0.010.01～0.005〈0.005合计粒组的含量g粒组的百分含量%小于粒组的百分含量%粒组名称粒组0.075～0.050.05～0.010.01～0.005〈0.005合计粒组的含量g2550300105g粒组的百分含量%5106021%小于粒组的百分含量%16(<0.05)6(<0.01)0(<0.005)累计百分含量粒组名称粉粒粘粒

颗粒级配曲线横坐标表示粒径，采用对数坐标。纵坐标表示小于〔或大于〕某粒径的土颗粒含量占土样总量的百分含量。图1-8颗粒级配曲线

小于某粒径的土粒含量%

土粒粒径d/mm

土的中值粒径d30：指小于某粒径的土重累计百分含量为30％时对应的粒径。也叫连续粒径。土的平均粒径d50:

指土中大于此粒径和小于此粒径的土的含量均占50%。土的有效粒径d10：指小于某粒径的土重累计百分含量为10％时对应的粒径。土的限制粒径d60：指小于某粒径的土重累计百分含量为60％时对应的粒径，或称为控制粒径。图1-9A、B、C三种不同土样的颗粒级配曲线

颗粒级配曲线的应用不均匀系数Cu：曲率系数Cc

：Cu反映了不同粒组的分布情况。Cu越大表示土粒大小的分布范围越大，颗粒大小越不均匀，级配越良好。Cc描写曲线的整体形状；表示某粒组是否缺失的情况，反映了有效粒径d10与限制粒径d60之间各粒组的分布情况。经验证明，当级配连续时，Cc的范围约为1～3；因此当Cc<1或Cc>3时，均表示级配线不连续。工程上要求同时Cu>5且Cc=1～

3的土为级配良好的土在一般情况下，把Cu≤5的土看作是均粒土，属级配不良；Cu>5时，称为不均粒土；Cu>10的土属级配良好。〔二〕土的矿物成分土的矿物成分(了解〕土粒的矿物成分无机矿物颗粒有机质原生矿物次生矿物不可溶的可溶的粘土矿物倍半氧化物次生氧化物难溶盐中溶盐易溶盐腐植质土泥炭

原生矿物原岩石经物理风化而成，仅形状和大小发生了变化，成分与母岩相同，颗粒较粗大。矿物的化学成分比较稳定，具有较强的抗水性和抗风能力，亲水性较弱。对土的工程性质的影响主要表现在颗粒的大小、形状、坚硬程度、外表特征、矿物类型等方面。原生矿物类型主要有：〔1〕硅酸盐类矿物；〔2〕氧化物类矿物；〔3〕硫化物矿物；〔4〕磷酸盐类矿物。〔1〕单矿物颗粒：如常见的石英、长石、云母、角闪石与辉石等，砂土为单矿物颗粒。〔2〕多矿物颗粒：母岩碎屑，如漂石、卵石与砾石等颗粒为多矿物颗粒。次生矿物经化学风化而成，其成分与母岩不同，为一种新矿物，颗粒细，为细粒组的主要成分。〔1〕可溶性的次生矿物〔2〕不溶性的次生矿物①、次生氧化物：

成凝胶状，颗粒极细，亲水性弱，性质稳定。②、含水倍半氧化物：

成凝胶状，颗粒极细，亲水性强。③、粘土矿物〔熟知〕：

次生矿物次生二氧化硅

硅氧四面体。氧.硅硅片图1-10硅片结构示意图图1-11铝片结构示意图铝氢氧八面体③、粘土矿物〔熟知〕铝片图1-12二层、三层晶胞〔a〕、蒙脱石〔a)蒙脱石〔b〕伊利石〔c〕高龄石图1-13土矿物结构单元示意图

蒙脱石的主要特征是颗粒细小，具有明显的吸水膨胀和失水收缩的特性，或说其亲水能力很强。〔b〕、伊利石

伊利石的结晶构造比蒙脱石稳定。亲水能力较蒙脱石差。〔c〕、高岭石

晶胞之间的连接较强，晶胞之间的距离不易改变，水分子不能进入，晶胞的活动性小。使得高龄石的亲水性、膨胀性和收缩性较弱。亲水能力由高到低：蒙脱石>伊利石>高岭石

有机质土泥炭腐殖质分解不彻底完全分解颗粒形状和比外表积〔熟知〕粘土颗粒外表的带电性〔熟知〕比外表积：单位体积(或质量)的颗粒总外表积。粘土颗粒的带电性电泳、电渗、电动现象粘土颗粒的带电的原因〔了解〕①、边缘破键造成电荷不平衡②、同晶替换③、选择性吸附④、水化离解作用双电层的概念图1-14结合水分子定向排列图反离子层二、土中的水和气〔一〕土中的水土中水

矿物中的结合水土孔隙中的水液态水结合水自由水强结合水弱结合水重力水毛细水固态水汽态水结构水结晶水沸石水矿物中的结合水〔了解〕

结构水

结晶水

沸石水土粒外表的结合水〔熟知〕结合水〔束缚水、吸附水〕指受电分子吸引力吸附于土粒外表的土中水。结合水受电分子吸引力吸附于土粒外表成薄膜状，不服从静水力学规律，其冰点低于零度，其密度和粘滞性比一般正常水高，只有吸热变成蒸汽才能移动。①、强结合水〔吸着水〕指紧靠土粒外表的结合水。特征：1〕没有溶解盐类的能力；2〕不能传递静水压力；3〕只有吸热变成蒸汽时才能移动，在＞105℃时才蒸发。4〕其性质接近于固体，密度约为1.2～2.4g/cm3，冰点为－78℃，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度；5〕强结合水厚度很薄，吸附力高，阳离子浓度大，水分子的定向排列特征显著。只含强结合水时，粘土呈固体坚硬状态；砂土呈散粒状态。②、弱结合水〔薄膜水〕紧靠于强结合水的外围而形成的一层结合水膜。特征：不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向临近的较薄的水膜缓慢移动，密度为1.0～1.7g/cm3。此局部水的厚度对粘性土的粘性特征和工程性质影响最大，当土中含有较多的弱结合水时，土具有一定的可塑性。结合水中的强结合水相当于与反离子层内层〔固定层〕中的水，而弱结合水那么相当于反离子层外层的扩散层中的水。扩散层中的水对粘性土的塑性特征和工程性质影响较大。图1-15土粒外表的结合水非结合水〔自由水〕自由水是存在于土粒外表电场影响范围以外的水。与普通水无异，受重力支配，冰点为零度，能传递静水压力并具有溶解能力。①、重力水存在于地下水位一下的透水土层中的地下水。它是在重力或水头压力作用下运动的自由水，对土粒及结构物具有浮力作用。重力水对土中的应力状态和开挖基槽、基坑以及修筑地下构筑物时所应采取的排水、防水措施有重要的影响。自由水按其移动所受作用力的不同，分为：重力水和毛细水②、毛细水

毛细水的概念

毛细水是受到水与空气交界面处外表张力作用的自由水。毛细管水上升由于外表张力的作用，毛细管内的水被提升到自由水面以上h高处。毛细悬挂水(与地下水无直接联系)毛细上升水(与地下水相连)毛细水为什么会上升？图1-16毛细压力示意图②、毛细管水可助长地基土的冻胀现象；地下室潮湿；危害房屋根底及公路路面；在干旱区，地下水中的可溶性盐随毛细水上升后不断蒸发，盐分便积聚在地表处而易形成盐渍土.③、毛细水对土中气体的分布与流通起有一定作用，常是导致产生密闭气体的原因。毛细水的工程地质意义①、毛细粘聚力——提高土的强度〔二〕土中的气

土中气体的来源

土中气体的特点

土中气体的类型〔1〕吸附气体〔2〕溶解气体〔3〕自由气体〔4〕密闭气体当气温降至零度以下时，土中液态的自由水结冰成为固态水。固态水在土中起到了胶结作用，提高了土的强度，但是解冻以后，水体积收缩使土的孔隙增大，土的结构变得松散，土的强度往往会降低。寒冷地区根底的埋深要考虑冻胀和融陷问题。三、土的结构土的结构〔了解〕

土的结构是指土粒的原位集合体特征，是由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。①、单粒结构图1-17土的单粒结构粗颗粒土在水中或空气中下沉而成的。为碎石土和砂类土的结构特征。特点：土粒间的分子吸引力很小，颗粒几乎没有联结。②、蜂窝结构图1-18土的蜂窝结构当土颗粒较细，在水中单个下沉，碰到已沉积的土粒，由于土粒之间的分子吸力大于颗粒自重，那么土粒被吸引不再下沉，逐渐形成土粒链，土粒链组成弓架结构，形成很大孔隙的蜂窝状结构。特点：孔隙大，高水平荷载作用下，结构破坏，易导致严重的地基沉降。③、絮状结构图1-19土的絮凝结构粒径小于0.005mm的粘土颗粒，在水中长期悬浮并在水中运动时，形成小链环状的土集粒而下沉。这种小链环碰到另一小链环被吸引，形成大链环状的絮状结构。特点：不稳定的，随溶液性质的改变或受到震荡后可重新分散。絮凝结构可分为：盐液中的絮凝、非盐液中的絮凝、分散型结构〔自学〕。土的构造〔了解〕在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各局部之间的相互关系的特征称为土的构造。土的构造最主要的特征是成层性，即层里构造。常见的有水平层里结构和交错层里结构。土的构造另一个特征是土的裂隙性。裂隙的存在降低了土的稳定性，增加了透水性，对工程不利。常见类型：①、层状构造②、分散构造③、结核状构造④、裂隙状构造层状构造土粒在沉积过程中，由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同，沿竖向呈层状特征。淤泥夹粘土透镜体粘土尖灭砂土夹粘土层水平层理交错层理分散构造土层中各局部的土粒无明显差异，分布均匀，各局部性质亦接近。例如，各种经过分选的砂、砾石、卵石等沉积厚度较大时，无明显层次，都属于分散构造。具有分散构造的上可作为各向同性体看待。裂隙构造土体被许多不连续的小裂隙所分割，在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物。不少坚硬和硬塑状态的粘性土具有此种构造。黄土具有特殊的柱状裂隙。裂隙破坏土的整体性，增大透水性，对工程不利。1.3土的物理性质指标(熟知)图1-20土的三相草图

Vv=Vw+Va

m=ms+mw

V=Vs+Vv=Vs+Vw+Va

独立的量有5个:Vs、Vw、Va、

ms、mw

土的物理性质指标〔土的三相比例指标〕表示土的三相组成比例关系的指标。一、土的根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。

表达式

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；粘性土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。

表达式

测定方法①烘干法；②红外线法；③酒精燃烧法；④铁锅炒干法常见值：砂土w=(0～40)%；粘性土w=(20～60)%。意义：表示湿度的物理指标。与土的种类、埋藏条件及其附近的自然环境等有关。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

适用于粘性土、粉土与砂土。

常见值：砂土：1.6～2.0g/cm3；粘土: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=〔1.3～2.0〕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：重度土的重力密度〔重量〕。单位〔N/m3〕或〔kN/m3〕土的密度和土的重度；土的干密度和土的干重度；

土的饱和密度和饱和重度；

有效密度(浮密度)和有效重度(浮重度)；

ρw≈1g/cm3γw≈10kN/m31g≈10m/s2二、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=0.3～1.0；当砂土e<0.6时，呈密实状态，为良好地基。粘性土e=0.4～1.2；当粘性土e>1.0时，为软弱地基。

表达式孔隙度(孔隙率)n土的孔隙体积与土总积之比，以百分数表示。

常见值：粘性土和粉土:(30-60)%；砂土:(25-45)%。

根据ρ、Gs与W实测值计算而得，孔隙度与孔隙比相比，工程应用较少。

表达式物理意义：表示土中孔隙大小的程度。土的饱和度Sr土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示。

常见值：Sr=0～100%。根据ρ、Gs与W实测值计算而得。工程中Sr作为砂土湿度划分的标准：综上所述，土的物理性质指标：ρ、Gs、w、e、n、Sr、ρd、ρsat、ρ’共9个，其中ρ、Gs、w由实验室测定，其余6个通过三相草图换算求得。

表达式Sr≤50%稍湿的50%＜Sr≤80%很湿的Sr>80%饱和的物理意义：表示水在孔隙中充满的程度。

三、三相指标的换算

取V=1cm3或Vs=1cm3或m=1kg等根本的物理性质指标，可以由试验直接测得。换算得到作题步骤：有必要的话首先绘出三相草图；明确所求指标的表达式或定义；作假设以减少未知量，求解。

独立的量有5个:Vs、Vw、Va、ms、mw

例如：设：推导：【例题1-1】

某饱和土体，重度，土粒比重〔1〕根据题中的条件，推导干重度的表达式;〔2〕根据〔1〕的结果，计算该土的干重度。。由条件：令：【解】

1.4土的物理状态指标(熟知〕土的物理状态指标：反映土的松密和软硬状态的指标。土的物理性质指标〔土的三相比例指标〕表示土的三相组成比例关系的指标,表示的是三相在质量和体积之间的比例关系。对于无粘性土是指土的密实度；对于粘性土是指土的软硬程度或称粘性土的稠度。一、无粘性土的密实度

用孔隙比e为标准无粘性土一般指砂〔类〕土和碎石〔类〕土，这两大类土中一般粘粒含量少，不具有可塑性，呈单粒结构，它们的物理状态主要取决于土的密实程度，即密实度。按天然孔隙比e划分砂土的密实度〔74标准〕表1-6

密实度：土的固体颗粒排列的紧密程度。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：简捷方便；〔2〕缺点：无法反映土的粒径级配因素。无粘性土的相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用相对密度Dr划分砂土的密实度评价：〔1〕优点：理论上完善；〔2〕缺点：实际上难以操作。1--穿心锤2--锤垫3--触探杆4--贯入器头5--出水孔6--贯入器身7--贯入器靴标准贯入试验标准贯入试验(SPT)适用于砂土、粉土和一般粘土，它利用一定的锤击动能〔锤重63.5kg，落距76cm〕,将一定规格的对开管式的贯入器打入钻孔孔底的土中，先按打入15cm，再打入30cm，根据打入土中的贯阻抗，判别土层的工程性质。贯入阻抗用贯入器贯入小土中30cm的锤击数N63.5表示,N63.5也称为标贯击数。以标准贯入试验锤击数N为标准标准贯入试验(SPT)我国现行?建筑地基根底设计标准?(GB50007-2002)采用标准贯入试验锤击数N〔N63.5〕来评价砂类土的密实度。根据N可将砂土分为：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用主要有评定砂土的相对密度、评定地基土承载力、估算单桩承载力等。

碎石土的密实度划分碎石土密实度按重型〔圆锥〕动力触探锤击数划分

碎石土密实度野外鉴别方法粘性土随着w不断增加，土的状态变化为固态→半固态→可塑状态→液体状态〔流动状态〕，相应的f0>450kPa→f0<45kPa，也即f0相差10倍以上。随着含水量的改变，粘性土将经历不同的物理状态。粘性土最主要的物理特征并非密实度，而是土粒与土中水相互作用产生的软硬程度。二、粘性土的物理特征〔熟知〕

粘性土的可塑性和界限含水量粘性土在外力的作用下可以任意改变形状而不开裂，外力撤去后仍能保持既得的形状，土的这种性能叫做可塑性。

粘性土的可塑性粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量，称为土的稠度界限或界限含水量。界限含水量对粘性土的分类及其工程性质的评价有着十分重要的意义。粘性土的稠度稠度是指土的软硬程度，反映了土粒之间的连结强度随着含水量上下而变化的性质。界限含水量⑴定义—粘性土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为液限wL。

1、液限wL(%)⑵测定方法①锥式液限仪图1-22锥式液限仪操作过程：将粘性土调成均匀的浓糊状，装满盛土杯，刮平杯口外表，将76克重圆锥体轻放在试样外表的中心，使其在自重作用下徐徐沉入试样，假设圆锥体经5秒种恰好沉入10mm深度，这时杯内土样的含水量就是液限WL值。为了防止放锥时的人为晃动影响，可采用电磁放锥的方法。图1-23蝶式液限仪②蝶式液限仪操作过程：将粘性土调成均匀的浓糊状，装入碟内，刮平外表，用开槽器在土中称槽，槽底宽度为2mm，然后将碟子抬高10mm，是碟自由下落，连续下落25次后，如果土槽合拢长度为13mm，这时试样的含水量为液限。⑴定义——粘性土由半固态转到可塑状态的界限含水量称为塑限wP2、塑限wP(%)⑵测定方法①搓条法操作过程：用双手将天然湿度的土样搓成小圆球〔球径小于10mm〕，放在毛玻璃板上再用手掌慢慢搓滚成小土条，用力均匀，搓到土条直径为3mm，出现裂纹，自然断开，这时土条的含水量就是塑限wp值。搓好的泥条图1-24入土深度与含水量的关系制备3个不同含水量的试样，测定圆锥仪在5秒时的下沉深度，测定此时的含水量，在双对数坐标纸上绘出圆锥下沉深度和含水量的关系直线。深度10mm，对应的含水量为液限，2mm对应的含水量为塑限。②液、塑限联合测定法⑴定义——粘性土呈半固态与固态之间的界限含水量称为缩限wS。3、缩限wS(%)⑵测定方法用收缩皿法，用收缩皿或环刀盛满含水量为液限的试样，放在室内逐渐晾干，至试样的颜色变淡时，放入烘箱中烘至恒重，测定烘干后收缩体积和干土重，从而求得缩限。⑴定义——粘性土与粉土的液限与塑限的差值〔去掉%〕，称塑性指数，记为IP。1、塑性指数IP⑶工程应用用塑性指数IP作为粘性土与粉土定名的标准。

粘性土的可塑性指标⑵物理意义土处在可塑状态的含水量变化范围。塑性指数愈大，土处于可塑状态的含水量范围也愈大。粘土粉质粘土液性指数又称相对稠度，是将土的天然含水量w与wL及wP相比较，以说明w是靠近wL还是靠近wP，反映土的软硬不同。⑵物理意义⑶工程应用〔GB50007〕根据液性指数IL大小不同,可将粘性土分为5种软硬不同的状态。2、液性指数IL⑴定义——粘性土的液性指数为天然含水量与塑限的差值和液限与塑限差值之比，称液性指数，记为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粘性原状土的无侧限抗压强度与原状土结构完全破坏的重塑土的无侧限抗压强度的比值，称为灵敏度St。式中qu―原状土的无侧限抗压强度，kPa;q’u―重塑土的无侧限挤压强度，kPa。灵敏度St触变性：当粘性土结构受到扰动时，土的强度就降低。但停止扰动后，土的强度又逐渐增长，这种性质称为土的触变性。低灵敏1<St≤2中灵敏2<St≤4高灵敏4<St土的结构性：天然土体的结构受到扰动影响而改变的特性。三、粘性土的结构性和触变性粘性土结构性的演示

粘性土因受扰动而原结构被破坏后，其工程性质通常会变差，强度将明显下降。土中所示土样在保持天然结构时(原状土)，其上承受了1.5kg的压力，但当结构完全破坏而成为重塑土时，变为可流动的泥浆。

1.5地基土的工程分类

土的分类与定名的必要性土的分类原那么简明原那么工程性质差异的原那么

土的工程分类体系建筑工程系统的分类体系——?建筑地基根底设计标准?工程材料系统的分类体系——?土的分类标准??公路土工试验规程?一、土的分类标准ArthurCasagrande，〔1902-1981〕生于奥地利，后移居美国，他对土力学的奉献巨大，如土的分类、土坡的渗流、土的剪切强度、砂土液化的流动结构和临界孔隙比等。他提出的分类标准考虑了土的粒度和塑性指标，忽略了土的结构性。我国的国标?土的分类标准?〔GBJ145-90〕采取了与之类似的分类原那么。1、按沉积年代分为：老沉积土〔Q3〕、一般粘性土〔Q4〕、新近沉积土。2、根据地质成因〔形成条件〕