《土力学与地基：含试验指导（智媒体版）》课件 第4讲 土的物理状态

第四节土的物理状态一、土的物理状态土的物理性质指标(三相间的比例关系)表现土的物理状态粗粒土的松密程度黏性土的软硬程度影响力学特性2emax与emin

：最大与最小孔隙比1.粗粒土（无黏性土）的密实度密实度如何衡量?单位体积中固体颗粒含量的多少或孔隙含量的多少优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响只能用于同一种土对策相对密度干密度ρd或孔隙比e或孔隙率nemin

=0.35emin

=0.20一、无黏性土的物理状态3相对密度1.粗粒土（无黏性土）的密实度将孔隙比代入相对密度计算公式4emax:最大孔隙比；采用漏斗法或量筒法测定。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；采用振动锤击法测定。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：最大与最小孔隙比的测定注意：室内测得土的最大与最小孔隙比有时很困难，公路规范已取消按相对密度确定砂土的密实程度1.粗粒土（无黏性土）的密实度51.粗粒土（无黏性土）的密实度表1-12砂类土密度程度划分标准（铁路规范TB10093-2017）锤击数

相对密度

密实度锤击数

相对密度

密实度N≤10Dr≤0.33松散15＜N≤300.4＜

Dr≤0.67中密10＜

N≤150.33＜

Dr≤0.4稍密N＞30Dr＞0.67密实锤击数

密实度锤击数

密实度N≤10松散15＜

N≤30中密10＜

N≤15稍密N＞30密实表1-13砂类土密度程度划分标准（公路规范JTG3363-2019）

标准贯入试验

标准贯入数：N63.5锤重：63.5kg

落距：760mm

打入深度：300mm图1-12标准贯入试验设备（单位：mm）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1.粗粒土（无黏性土）的密实度标准贯入试验密实程度结构特征天然坡和开挖情况钻探情况密实骨架颗粒交错紧贴连续接触，孔隙填满，密实天然陡坡稳定，坎下堆积物较少。镐挖困难，用撬棍方能松动，坑壁稳定。从坑壁取出大颗粒后，能保持凹面形状钻进困难，钻探时，钻具跳动剧烈，孔壁较稳定中密骨架颗粒排列疏密不匀，部分颗粒不接触，孔隙填满，但不密实天然坡不易陡立或坎下堆积物较多。天然坡大于粗颗粒的安息角。镐可挖掘，坑壁有掉块现象。充填物为砂类土，从坑壁取出大颗粒后，不易保持凹面形状钻进较难，钻探时钻杆，钻具跳动剧烈，孔壁有坍塌现象稍密多数骨架颗粒不接触，孔隙基本填满，但较松散不易形成陡坎，天然坡略大于粗颗粒的安息角。镐较易挖掘。坑壁易掉块，从坑壁取出大颗粒后易坍塌钻进较难，钻探时钻，钻具有跳动剧，孔壁较易坍塌松散骨架颗粒有较大孔隙，充填物少，且松散锹可以挖掘，天然坡多为主要颗粒的安息角，井壁易坍塌。钻进较容易，钻进中孔壁易坍塌

表1-14碎石类土密实程度的划分（铁路规范）P27密实度骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性松散骨架颗粒质量小于总质量的60%，排列混乱，大部分不接触锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后，立即坍塌钻进较易，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌中密骨架颗粒质量等于总质量的60%～70%，呈交错排列，大部分接触锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒后，能保持凹面形状钻进较困难，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象密实骨架颗粒质量等于总质量的70%，呈交错排列，连续接触锹镐挖掘困难，用手撬棍方能松动，井壁较稳定性钻进困难，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定表1—15碎石类土密实程度野外鉴别（公路规范）P282．粗颗粒土（无黏性土）的潮湿程度表1-16碎石类土及砂类土潮湿程度划分标准潮湿程度饱和度

潮湿程度饱和度

稍湿Sr≤0.5饱和Sr＞0.8潮湿0.5＜

Sr≤0.811塑限wp液限wl稠度界限黏性土的稠度反映土中水的形态固态或半固态塑态

流态

强结合水膜最大出现自由水强结合水弱结合水自由水稠度状态含水率土中水的形态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吸附弱结合水的能力塑性指数二.黏性土的物理状态黏性土的稠度界限颗粒水VsVs+VawLwPws缩限shrinking塑限plastic液限liquid可塑态液态wVOSolidstatesemi-SolidPlasticstateflowstateSemiliquidstate二.黏性土的物理状态二.黏性土的物理状态液限测定方法：锥式仪法、液塑限联合测定法、蝶式仪法塑限测定方法：搓条法、液塑限联合测定法二.黏性土的物理状态wLwP含水率与圆锥入土深度关系线1.用于了解土的物理性质及国际交流时，采用76g平衡锤下沉深度17mm时的含水率或蝶式仪法确定液限2.进行黏性土分类和确定黏性土承载力标准时，需按锥体沉入土中10mm确定的液限二.黏性土的物理状态表1-18粉土及黏性土的按塑性指数分类塑性指数

土的名称IP

＞17黏土10＜IP

≤17粉质黏土IP

≤10粉土塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称为塑性指数反映黏性土可塑性的范围大小，也是黏性土能够吸附弱结合水的能力,大小决定于土的比表面积和矿物成分二.黏性土的物理状态17相对稠度注意：仅适用于重塑土即使含水率相同，稠度可能不同液性指数对不同的黏土，wp、wL

大小不同定义：wpwwlIL<0IL=0～1IL>1坚硬状态可塑状流态对同一种黏土，含水率可反映其稠度问题：二.黏性土的物理状态w表1-19黏性土的状态分类（铁路规范）液性指数

状态液性指数

状态IL≤0坚硬0.5＜IL

≤1软塑0＜I