土的物理性质-土的物理状态指标（地基与基础工程）

项目一

土的物理性质及工程分类

任务一土的形成和组成任务二土的物理性质指标任务三土的物理状态指标

√任务四地基土的工程分类土的物理状态指标

土的物理性质指标(三相间的比例关系)。可以用来表示土的物理状态，包括：无粘性土的松密程度和粘性土的软硬状态，从而影响了土的力学特性。3基本概念土的物理状态指标，即要研究土的松密和软硬。

一、无粘性土的密实度

1.密实度：单位体积土中固体颗粒的含量。

2.密实度指标：

a.孔隙比e《规范》以孔隙比e作为砂土密实度的划分标准，分为：密实、中密、稍密、松散四状态。土的物理状态指标土名密实中密稍密松散砾砂，粗砂，中砂e<0.60.6e0.750.75<e0.85e>0.85细砂，粉砂e<0.700.7e0.850.85<e0.95e>0.954b.相对密度DrDr=(emax-e)/(emax-emin),考虑颗粒级配的影响。

砂土的密实度可用天然孔隙比衡量。一般e小于0.6，属密实的砂土，是良好的天然地基，当e大于0.95时，为松散状态，不宜作天然地基。但未考虑土颗粒级配的影响。若考虑级配因素，可采用相对密实度Dr来表示砂土的密实度：按Dr值可将砂土的密实状态划分如下三类：

1Dr>0.67密实的

0.67Dr>0.33中密的

0.33Dr>0松散的emax:最大孔隙比将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度，再经换算得到最大孔隙比emin:最小孔隙比将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度，再经换算得到最小孔隙比emax与emin：最大与最小孔隙比6

虽然相对密实度从理论上能反映颗粒级配、颗粒形状等因素。但由于对砂土很难采取原状土样，故天然孔隙比不宜测准。《规范》用标准贯入试验的锤击数来划分砂土的密实度。砂土的密实度表中N=N´，N´为实测值。

C、现场标准贯入试验用标准贯入试验锤击数划分砂土密实度。7

标准贯入试验（StandardPenetrationTest）

标准贯入数N63.5

锤重：63.5kg

落距：760mm

打入深度：300mm8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、中密和稍密三种。碎石土密实度野外鉴别方法：

d.野外鉴别方法

项目一

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任务一土的形成和组成任务二土的物理性质指标任务三土的物理状态指标

√任务四地基土的工程分类土的物理状态指标

土的物理性质指标(三相间的比例关系)，可以用来表示土的物理状态，包括：无粘性土的松密程度和粘性土的软硬状态，从而影响了土的力学特性。11

粘性土最主要的性质是土粒与水相互作用产生的稠度。它反映土粒之间连接强度随含水量高低而变化的性质。A、稠度：是指土的软硬状态或土对受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力。B、稠度界限：粘性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量。粘性土的稠度12粘粒强结合水弱结合水自由水液态可塑态固态或半固态粘性土的物理状态131、粘性土的界限含水量

同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量。界限含水量的测定方法：塑限：搓条法或液塑限联合测定仪；液限：锥式液限仪或液塑限联合测定仪。IP表示土处于可塑状态的含水量范围大小。它与颗粒粗细、矿物成分和水中离子成分的浓度有关。14

1）塑性指数IP：PLpIww-=（省去%）2、粘性土的塑性指数和液性指数反应土粒吸附结合水的能力；大致反映粘土颗粒含量常作为细粒土工程分类的依据152）液性指数ILIL是反映粘性土软硬状态的指标。流动状态;可塑状态;固态。粘性土软硬状态的划分16灵敏度：天然状态的粘性土当受扰动后，其强度降低、压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，可用灵敏度衡量：根据灵敏度将饱和粘性土分为：低灵敏中灵敏和高灵敏三类。触变性：饱和粘性土当受扰动后，其强度降低，但当扰动停止后，强度又随时间增大，这种特性称为触变性。qu,q’u—原状、重塑试样的无侧限抗压强度三、粘性土的灵敏度和触变性测定细粒土在液限与塑限时的含水量；界限含水率定义：粘性土的状态随着土中含水量的变化而变化，各种粘性土有一个处于塑性状态的含水率范围，界限含水率就是这个范围的度量值；说明：细粒土由于含水率不同，分别处于流动状态，可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。

本试验是测定细粒土的液限和塑限含水量，用作计算土的塑性指标和液性指数，按塑性指数或塑性图对粘性土进行分类，并可结合土体的原始孔隙比来评价粘性土地基的承载能力。17土的基本物理性质实验——液限和塑限试验试验目的试验用仪器及材料主要设备：液塑限联合测定仪限、天平、称量盒、烘箱；其它：电吹风、干燥器、调土碗、调土刀、凡士林、蒸馏水、滴管、研钵、带橡皮头的研棒及0.5mm筛等。

3/11/202418试验方法本试验采用液、塑限联合测定法，所用土样应过0.5mm的筛；说明：根据《土工试验方法标准》（GB/T50123－1999），界限含水率中的液限可以采用圆锥仪或碟式仪法，塑限可以采用滚搓法。

联合测定法是为改进碟式仪液限和滚搓法塑限而提出的一种试验方法，就是根据土样在可塑状态范围内，用质量76g，锥角300的圆锥仪，以瞬时落锥方法，测得圆锥入土深度h与含水率w两个参数，然后绘制在双对数坐标纸上，得到深度h与含水率w之间的直线关系，取等效碟式仪法强度相应的入土深度h=17mm（水利部取法，建工取h=10mm）时的含水率为液限，取等效滚搓法强度相应的入土深度h=2mm时的含水率为塑限。3/11/202419试验步骤（1）选取具有代表性的天然含水量或风干土样，若土中含有较多大0.5mm的顺粒或夹有大量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研材研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过0.5mm的筛；（2）取过筛的土样不少于200g分别放入三个调土碗里，加不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限、略大于塑限和二者的中间状态。用调土刀调匀，然后用玻璃片或湿布覆盖，静置24h备用；（3）将制备好的土样用调土刀调拌均匀，分层密实地填入试样杯中，使空气逸出。试杯装满后，刮成与杯边齐平；（4）调平机身，提起锥杆，锥尖涂少许凡士林；3/11/202420试验步骤（5）将装好的土样的试杯放在升降座上，转动升降旋钮，使试杯徐徐上升，土样表面和锥体尖好接触，蜂鸣器报警，停止升降，按检测键，同时锥体立刻自行下沉，5S时液晶显示器上显示锥入深度h1，试验毕，手拿锥体向上，锥体复位；（6）改变锥尖与土体接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm），重复5条步骤，测得锥深入试样深度值h2，h1、h2允许误差为0.5mm，否则，应重做；（7）去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别放入称量盒内，称质量，测定其含水量；（8）重复（3）至（7）的步骤，对其它两个含水量土样进行试验，测其锥入深度和含水量。3/11/202421成果整理（1）绘制锥入深度h与含水量w的关系曲线。以含水量w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制h~w的关系曲线。①连此三点，应呈一条直线；②当三点不在一直线上，通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水量，当两个含水量的差值小于2%，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一直线；③当两个含水量的差值大于2%时，应重做试验。3/11/202422（2）确定液限、塑限在锥入深度h与含水量w关系图上，查得下沉深度为20mm所对应的含水量为液限wL；查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限wP，以百分数表示。（3）按下式计算塑性指数：

Ip=wL－wp

式中：Ip

——

塑性指数；

wp

——

塑限含水量（％）；

wL