《道路建筑材料（活页式）》课件 全套 0 -9 绪论 - - 建筑钢材

绪论建筑材料与道路建筑材料的认识本课程的重要性及其设置1、本课程在教学体系中的位置

专业基础课

路、桥、隧、交、管等专业必修课程

2、本课程在工作中的重要性

检测员、检测师考试的基础 掌握职业技能的基础

3、本课程内容主要以路用材料为主展开第一部分建筑材料建筑材料的分类◆本课程的目标1.学生所具备的知识

掌握建筑材料的基本性质熟悉建筑材料的种类掌握对材料进行检测的方法2.学生所具备的能力具备对建筑所用的材料能够进行选择的能力具备对材料进行现场保管的能力具备对主要材料能够进行检测的能力具备能根据材料性质熟练的认识建筑材料的种类的能力具备能对建筑材料进行询价的能力同时也为后续课程打好基础◆建筑材料与建筑的关系

建筑物：一般指供人们进行生产、生活或其他活动的房屋或场所。例如：工业建筑、民用建筑、农业建筑和园林建筑等。构筑物：一般指人们不直接在内进行生产和生活活动的场所。如水塔、烟囱、栈桥、堤坝、蓄水池等。平面建筑(道路、桥梁、机场跑道等)

建筑材料的重要性

1.建筑材料是建筑的物质基础

2.建筑材料的质量直接影响建筑物的质量，包括安全性、适用性、美观性、耐久性和经济性

3.建筑材料影响建筑的结构形式、设计理论、施工方法建筑采用天然材料建造的茅屋土坯建造的住房金字塔及狮身人面像（石材结构）罗马大角斗场（花岗石结构）圆明园（花岗石结构）长城（砖结构----构筑物）九龙壁（砖结构）天坛（木结构）永济桥（石材结构）埃菲尔铁塔（构筑物：钢结构）1887年1月26日动工，1889年5月15日开放的，距今已有100多年的历史了。埃菲尔铁塔占地一公顷，耸立在巴黎市区赛纳河畔的战神广场上。除了四个脚是用钢筋水泥之外，全身都用钢铁构成，塔身总重量7000吨。塔分三层，第一层高57米，第二层115米，第三层274米。除了第三层平台没有缝隙外，其他部分全是透空的。从塔座到塔顶共有1711级阶梯，现已安装电梯，十分方便。每一层都设有酒吧和饭馆，供游客在此小憩，领略独具风采的巴黎市区全景：每逢晴空万里，这里可以看到远达70公里之内的景色。

东方明珠(构筑物)上海东方明珠电视塔坐落于黄浦江畔浦东陆家嘴嘴尖上，与外滩的万国建筑博览群隔江相望。塔高468米，位居亚洲第一、世界第三的高塔和左右两侧的南浦大桥、杨浦大桥一起，形成双龙戏珠之势。东方明珠电视塔的设计者富于幻想地将十一个大小不一、高低错落的球体从蔚蓝的空中串联到如茵的绿色草地上，两个巨大球体宛如两颗红宝石，晶莹夺目。悉尼歌剧院（钢筋混凝土结构）悉尼歌剧院1959年3月破土动工，历时14年，1973年10月落成揭幕。

悉尼歌剧院建筑总面积88258平方米，整个建筑占地1.84公顷，长183米，宽118米，高67米，相当于20层楼的高度。它建在一座很高的混凝土平台上。门前大台阶，宽90米，桃红色花岗石铺面。据说是当今世界上最大最长的室外水泥阶梯。该建筑为钢筋混凝土壳体结构，每一个壳片都相当于假想半径为76米的圆球表面的一部分。为研究和设计这些壳片的结构，用去8年时间，施工也费时3年多。工程预算700万美元，实际费用达12000万美元。

上海金茂大厦(建筑物：钢混结构)金茂大厦于1992年12月17日被批准立项，1994年5月10日动工，1997年8月28日结构封顶，至1999年3月18日开张营业，当年8月28日全面营业。金茂大厦占地2.3公顷，塔楼高420.5米，总建筑面积29万平方米。88层世界第三、中国第一高。纽约世界贸易中心原址位于美国纽约曼哈顿岛西南端，建于1962－1976年。占地6.5公顷，由两座110层（另有6层地下室）高411.5米的塔式摩天楼和4幢办公楼及一座旅馆组成。摩天楼平面为正方形，边长63米，每幢摩天楼面积46.6万平方米。在2001年9月11日的恐怖袭击中坍塌。

摩天楼采用钢框架套筒体系，第9层以下承重外柱间距为3米，9层以上外柱间距为1米，标准层窗宽约0.55米，核心部位为电梯井，每座楼内设电梯108部。在第44层和78层设有银行、邮局和公共食堂等服务设施。第107层是了望层，可通过两部自动扶梯到110层屋顶。地下一层为综合商场，地下2层为地铁车站，地下其他4层为地下车库，可停放汽车2000辆。

国家游泳中心-----水立方场馆内部水立方全景国家游泳中心-----“水立方”

“水立方”所用的材料由ETFE(四氟乙烯聚合物)薄膜(是一种有机化合物)材料所组成。国家体育场-----鸟巢

国家体育场为第29届奥运会的主会场，位于北京奥林匹克公园内，建筑面积25.8万平米。座席数：91000。由瑞士赫尔佐格和德梅隆设计事务所、ARUP工程顾问公司及中国建筑设计研究院设计联合体共同设计的“鸟巢”方案。

设计效果图

由中国中信集团公司、北京城建集团有限责任公司、国安岳强有限公司（香港）、金州控股集团有限公司（美国）4家企业组成的中信集团联合体，成为国家体育场项目法人合作伙伴，共同施工完成。

施工现场

主体完工本章教学目标1.使学生明确建筑材料的定义和分类2.使学生了解各类材料在建筑工程中的使用本章内容

建筑材料的定义和分类

建筑材料的历史与发展

建筑材料在建筑工程中的地位建筑材料的标准化学习本课程的目的和基本要求

建筑材料的定义和分类1．建筑材料的定义建筑材料是建筑工程中所有材料的总称，通常所指的建筑材料主要是构成建筑物的材料。2．建筑材料的分类（1）按来源可把材料分分为天然材料和人造材料，天然材料如石材、木材；人造材料如水泥、钢材。（2）按使用功能分分为结构材料、围护材料和功能材料三大类。（3）按使用部位分分为承重材料、墙体材料、屋面材料和地面材料。（4）按化学成分分分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。无机材料有机材料复合材料金属材料非金属材料黑色金属：钢、铁有色金属：铝、铜及合金天然石材烧土制品胶凝材料：石灰、石膏、水泥混凝土及硅酸盐制品植物材料：木、竹沥青材料：石油沥青、煤沥青、沥青品高分子材料：塑料、涂料、胶凝剂、合成橡胶无机非金属+有机材料：玻璃纤维增强塑料金属+无机非金属：钢纤维混凝土金属+有机材料：轻质金属夹芯板建筑材料的历史与发展

建筑材料的历史●古代时期：泥土、草、木石材、砖瓦●近现代时期：十九世纪发明水泥和钢材，各种建筑工程就越出了几千年来土、木、砖、石的限制,开始向前发展。●现代时期：大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材料的运用现正向轻质、高强、多功能、构件大型化、标准化的方向发展。●我国水泥年产量增长图表(03年产量居世界第一位)建筑材料的发展1.性能方面轻质、高强、耐久、多功能2.生产工艺方面搞技术改造，节能增效3.产品型式方面预制化、构件化、单元化4、原材料方面利用再生资源及工农业废料（见后表）主要工业废渣的综合利用

废渣

主要用途

冶金废渣采矿废渣

燃料废渣

化学废渣

高炉渣钢渣重金属、有色金属矿渣矿渣水泥、混凝土骨料、筑路材料、砖瓦砌块、矿渣棉、铸石、建筑防火材料、肥料、微晶玻璃等。水泥、磷肥、筑路材料、建筑防火材料等水泥、砖瓦、砌块、混凝土、渣棉，道路材料、金属回收等高炉渣钢渣重金属、有色金属矿渣矿渣水泥、混凝土骨料、筑路材料、砖瓦砌块、矿渣棉、铸石、建筑防火材料、肥料、微晶玻璃等。水泥、磷肥、筑路材料、建筑防火材料等水泥、砖瓦、砌块、混凝土、渣棉，道路材料、金属回收等高炉渣钢渣重金属、有色金属矿渣矿渣水泥、混凝土骨料、筑路材料、砖瓦砌块、矿渣棉、铸石、建筑防火材料、肥料、微晶玻璃等。水泥、磷肥、筑路材料、建筑防火材料等水泥、砖瓦、砌块、混凝土、渣棉，道路材料、金属回收等冶金废渣采矿废渣

燃料废渣

化学废渣

煤石

尾矿渣水泥、砖瓦、轻混凝土骨料、陶瓷、耐火材料、铸石等

水泥和砖瓦等煤石

尾矿渣水泥、砖瓦、轻混凝土骨料、陶瓷、耐火材料、铸石等

水泥和砖瓦等冶金废渣采矿废渣

燃料废渣

化学废渣

粉煤灰水泥、砖瓦、砌块、墙板、轻骨料、道路材料、肥料、矿棉、铸石等粉煤灰水泥、砖瓦、砌块、墙板、轻骨料、道路材料、肥料、矿棉、铸石等冶金废渣采矿废渣

燃料废渣

化学废渣

塑料废渣硫铁矿渣电石渣磷石膏磷渣再生塑料、炼油、代砂石铺路、土壤改良剂等炼铁、水泥、砖瓦、水泥添加剂、制硫酸亚铁等制砖、代石灰作建筑材料、烧水泥、大型砌块等水泥添加剂、熟石膏、生产硫酸等生产水泥、矿渣、矿渣棉、轻集料等塑料废渣、硫铁矿渣、电石渣、磷石膏

磷渣再生塑料、炼油、代砂石铺路、土壤改良剂等

炼铁、水泥、砖瓦、水泥添加剂、制硫酸亚铁等

制砖、代石灰作建筑材料、烧水泥、大型砌块等

水泥添加剂、熟石膏、生产硫酸等

生产水泥、矿渣、矿渣棉、轻集料等

“绿色建材”的含义：绿色建材又称生态建材、环保建材和健康建材等。

采用清洁的生产技术，少用天然资源、大量使用工业或城市废弃物和农植物秸杆，生产无毒、无污染、无放射性，有利环保与人体健康的建筑材料。即在原料采取、产品制造、应用过程和使用以后的再生循环利用等环节中对地球环境负荷最小和对人类身体健康无害的材料。（绿色建材示例见附图）（绿色建材产品标志见附图）

绿色建材产品标志绿色建材中国目前已开发的"绿色建材"有纤维强化石膏板、陶瓷、玻璃、管材、复合地板、地毯、涂料、壁纸等。如"防霉壁纸"，经过化学处理，排除了发霉、起泡滋生霉菌的现象。"环保型内外墙乳胶漆"不仅无味、无污染，还能散发香味，并且可以洗涤、复刷等。"环保地毯"既能防腐蚀、防虫蛀，又具有防止阴燃的作用。"复合型地板"，是用天然木材，经进口漆表面处理而制成，具有防蛀、防霉、防腐、防燃、不变形特点。绿色建材应用示例

建筑材料在建筑工程中的特点

建筑材料是发展建筑业的物质基础。

1.用量大，费用高：建筑材料的费用占整个建筑物的总造价的50～60%。

2.影响大：建筑材料的品种、质量及规格直接影响建筑的坚固性、耐久性和适用性，并在一定程度上影响着结构形式和施工方式。

3.更新换代快：新材料的出现，将促使结构设计及施工技术的革新。例如：粘土砖的出现，产生了砖木结构；水泥和钢筋的出现，产生了钢筋混凝土结构；轻质、高强建材的出现，推动了现代、高层建筑的发展。随着建筑技术的发展，对建筑材料又提出新的更高的要求。

建筑材料的标准化1.技术标准的内容包括建筑材料的规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存等方面。

标准代码：国家标准:GB—国家标准JC—建材局标准

JGJ—建设部标准

外国标准:BS—英国国家标准ASTM—美国国家标准DIN—德国国家标准JIS—日本国家标准ISO—国际标准

2.我国现行标准有三大类第一类是国家标准：用“GB”表示。

又分为强制性国家标准和非强制性标准。

强制性标准：《GB9776–88建筑石膏》,其中“GB”为国家标准的代号，“9776”为标准编号，“88”为标准颁布年号，“建筑石膏”为技术产品名称。《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175–1999，（如下图）所示。

非强制性推荐国家标准，以“GB/T”为标准代号。

第二类是行业标准,如《JC/T479–92建筑生石灰》,其中“JC”为建材行业的标准号，“T”表示推荐标准；“479”为此标准的二类类目顺序号；“92”为颁发年号。

针对工程建设的，常在标准代号后加上“J”,如“JGJ/T55–96普通混凝土配合比设计规程”表示为建工行业的工程建设推荐标准，其二级类目号为“55”，此为1996年颁布。

第三类是企业标准,代号为“QB/”,其后分别注明企业代号、标准顺序号、制定年代号。课程的学习目的和基本要求

建筑材料课程与其它课程的关系：建筑材料课程是其它专业课程的基础。

建筑材料在实践工程中的重要作用：

1.对于实际工程来说，建筑材料强调了材料的微观组织结构，而这种结构的性质又决定于材料的制造过程，并决定材料的使用性能。2.新型材料是新设计的物质基础，新型的建筑材料创造了新的设计理念。

使学生掌握有关材料技术性质、性能及应用的基础知识和必要理论，并获得主要材料实验的基本技能训练。

在材料性质方面，应了解建材及制品的作用及具备的性能，了解材料组成、结构及外界因素对其性质的影响；学会常用材料的实验方法。在材料应用方面,能够合理地选用材料,熟悉有关国家标准及应用技术规范；学会材料的运输、储存要点及混凝土和砂浆配合比设计等。学习目的基本要求第二部分道路建筑材料457条北京放射线11条纵向路线18条横向路线研究对象46研究对象桥梁工程结构用材料桥面桥台构造物所用材料（挡土墙等）道路工程结构（面层、基层、垫层）用材料桥梁工程结构用材料道路工程结构（面层、基层、垫层）用材料构造物所用材料，包括二、研究对象水泥混凝土 水泥+砂石材料沥青混合料 沥青+砂石材料半刚性材料 以少量水泥、石灰（粉煤灰）稳定土 或稳定碎（砾）石混合料砂石材料人工开采的岩石或轧制的碎石天然砂砾石各种工业冶金矿渣胶结料类水泥（石灰）沥青建筑钢材钢材与钢筋工程聚合物材料塑料（合成树脂）、橡胶和纤维等47研究对象1、物质基础

道路材料是道路、桥梁、隧道等工程结构物的物质基础，材料的性质对结构物的使用性能、坚固性和耐久性起着决定性的作用，材料质量的优劣、配置是否合理以及选用是否适当等，均直接影响结构物的质量。2、占工程造价比例大

道路材料费用在道路工程总造价中约占30-50％，某些重要工程甚至可达70-80%，因此，合理地选择和使用材料，尽量就地取材，充分发挥材料的性能，尽力降低工程造价并延长其使用寿命是重要的一环。3、是实现新设计、新技术、新工艺、新材料的必备环节

许多新型先进设计，由于材料关未能突破，因而长期未能实现。某些新材料的出现又推动了新技术的发展。所以，道路材料的研究，是道路与桥梁技术发展的重要基础。48道路材料发展历史与趋势49（1）发展历史

古代：土、木、石、竹，天然胶凝材料。早在公元前2000-3000年，人类就开始使用石膏和石灰砂浆作为粘结材料。已懂得夯土筑路，利用石灰稳定土。

1796年，罗马水泥问世，开始使用天然泥岩（黏土含量为20-25%的石灰石）煅烧、磨细，制的天然水泥。1824年，发明了波特兰水泥，进入人工配置胶凝材料的新时代据记载，世界上最早的沥青路面是距今约3000年钱的古巴比伦依仗大道。

英国1832-1838年，使用煤沥青修筑了碎石路。1858年法国巴黎修筑了第一条沥青碎石路。1920年，我国开始应用沥青铺装，1949年后，沥青逐渐背广泛用于路面的修筑。

科学的发展为人类提供了优质的工程材料，推动了国民经济和交通事业的发展。今天，水泥、沥青、水泥砼、沥青混合料、钢材等得以广泛应用。道路材料发展历史与趋势50（2）发展趋势高性能材料（≠高强度）研制：轻质、高强、高耐久、耐火、抗震、优异装饰性、防水、降噪等材料。多功能复合型材料利用复合技术研究：多功能、特殊性能、高性能材料。循环再利用材料工业废渣再利用，保护生态和环境。节能材料研制低能耗材料，例如温拌沥青混合料、免振自密实混凝土。课程主要内容石料与集料 1、技术性质和技术要求 2、级配理论 3、配合比组成设计无机结合料（水泥和石灰）

1、石灰生产工艺、水化硬化、技术要求和技术标准

2、硅酸盐水泥工艺、化学成分和矿物组成、水化、凝结硬化

3、技术性质和技术标准

4、腐蚀和防止

5、掺混合材水泥沥青材料 1、石油沥青工艺、组成和结构、技术性质和技术标准 2、其他沥青包括乳化沥青改性沥青基础篇51课程主要内容普通水泥混凝土

1、普通混凝土技术性质、材料组成

2、普通混凝土配合比设计、质量控制、其他混凝土简介

3、混凝土掺合料和外加剂无机结合料稳定类混合料

1、稳定类混合料的技术性质 2、稳定类混合料的组成设计无机混合料有机混合料沥青混合料

1、热拌沥青混合料的组成结构和强度形成原理 2、热拌沥青技术性质和技术标准 3、热拌沥青组成材料的技术要求 4、热拌沥青配合比设计方法 5、其他沥青混合料52课程主要内容建筑钢材

1、技术性质

2、桥梁用钢工程聚合物

1、高聚物改性水泥混凝土 2、高聚物改性沥青混合料土工合成材料桥面防水材料其他材料试验石料试验水泥试验沥青试验水泥混凝土试验沥青混合料试验53课程主要内容（1）道路材料的基本组成与结构

矿物组成

化学组成

组成结构

（2）基本技术性能

基本物理性质

基本力学性能

化学性质

耐久性

工艺性质

54课程主要内容（3）混合料组成设计方法

原材料选择：

（选用原则，满足性能，经济环保，可再生利用）

组成设计（最佳比例确定）

（设计目标，控制指标，设计流程，性能验证）

（4）性能检测与质量控制

性能检测：

试验室原材料与混合料性能检测

试验室模拟结构物性能检测

现场足尺结构物的性能检测

检测发展趋势：

单项-结构；手工-自动化；破坏性-非破坏性；静态-动态；宏观-微观。

材料质量控制：材料进场前；进场中；进场后

55课程主要内容（5）技术标准

是道路材料性能评价、生产、设计和施工的依据。

分为：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准

国家标准：GB

例如GBT1346-2001<水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法>

行业标准：JT、SH、JC

国际标准：ISO、ASTM（美国）、DIN（德国）、NF（法国）

56教学方法（1）理论教学---课堂授课

针对不同专业采用不同课时进行授课。在授课过程中，结合工程实际，引入科研的新成果，抓住同学的注意力，与学生达到互动状态。

同时，要求学生按时完成课程作业，并针对作业中普遍存在的问题进行课堂评述及纠正。

（2）实践教学---实验室实验授课

在实验教学环节中，学生必须亲自动手完成实验任务,并在一周内完成实验报告。

（3）巩固教学成果---综合考评

通过小测验、考试检验平时所学知识，通过学生毕业设计，检验学生综合运用道路建材知识的能力。57学习方法1.抓重点：基本性质、水泥、混凝土、钢材、沥青及沥青混合料

2.对比法

3.联系实际材料的组成、结构材料性质材料的应用敬请同学们课后抓紧复习！

祝大家学习愉快！！项目一材料的基本性质(4)能根据本项目所学知识，计算材料的孔隙率及空隙率2知识目标能说出各种材料的力学性质、耐久性及与水有关的性质1能应用各项指标对材料的性质进行初步判定1能根据现行规程及标准检测材料的真实密度、表观密度、体积密度及堆积密度2能力目标材料的力学性质2材料的耐久性33材料的基本物理性质31任务1.1

材料的物理性质1.1.1与质量有关的性质

大多数土木工程材料的内部都含有孔隙，孔隙的多少和孔隙的特征对材料的性能均产生影响，掌握含孔材料的体积组成是正确理解和掌握材料物理性质的起点。

孔隙特征指孔尺寸大小、孔与外界是否连通两个内容。孔隙与外界相连通的叫开口孔，与外界不相连通的叫闭口孔。

含孔材料的体积组成如图1.1所示。图1.1含孔材料体积组成示意图1.固体物质；2.闭孔；3.开孔从图1.1可知，含孔材料的体积包括以下三种。(1)材料绝对密实体积。用V表示，是指不包括材料内部孔隙的固体物质本身的体积。(2)材料的孔体积。用Vv表示，指材料所含孔隙的体积，分为开口孔体积(记为VK)和闭口孔体积(记为VB)。(3)材料在自然状态下的体积。用V0表示，是指材料的实体积与材料所含全部孔隙体积之和。上述几种体积存在以下的关系：

V0=V+Vv

其中

Vv=VK+VB

第一节材料的基本物理性质散粒状材料的体积组成如图1.2所示。其中V0′表示材料堆积体积，是指在堆积状态下的材料颗粒体积和颗粒之间的空隙体积之和，Vj表示颗粒与颗粒之间的空隙体积。散粒状材料体积关系如下：Vo′=Vo+Vj=V+Vv+Vj

图1.2散粒材料堆积体积组成示意图1.颗粒的固体物质；2.颗粒的闭口孔隙；3.颗粒的开口孔隙；4.颗粒间的间隙第一节材料的基本物理性质1.密度

材料在绝对密实状态下单位体积所具有的质量。其计算式如下：

(1-1)

式中——材料的密度(g/cm3)。

m——材料的质量(干燥至恒重)(g)。

V——材料的绝对密实体积(cm3)。多孔材料的密度测定，关键是测出绝对密实体积。在常用的土木工程材料中，除钢、玻璃、沥青等可近似认为不含孔隙外，绝大多数含有孔隙。测定含孔材料绝对密实体积的简单方法是将该材料磨成细粉，干燥后用排液法测得的粉末体积即为绝对密实体积。由于磨得越细，内部孔隙消除得越完全，测得的体积也就越精确，因此，一般要求细粉的粒径至少小于0.2mm。2.表观密度

材料在自然状态下单位体积的质量，称为材料的表观密度。其计算式如下：

(1-2)

式中:——材料的表观密度(kg/m3)。

m——材料的质量(kg)。

V0

——材料在自然状态下的体积(m3)。测定材料在自然状态下的体积的方法较简单，若材料外观形状规则，可直接度量外形尺寸，按几何公式计算；若外观形状不规则，可用排液法测得，为了防止液体由孔隙渗入材料内部而影响测定值，应在材料表面涂蜡。对于砂石，由于孔隙率很小，常把视密度叫作表观密度，如果要测定砂石真正意义上的表观密度，应蜡封开口孔后用排水法测定。

3.堆积密度

散粒材料在自然堆积状态下单位堆积体积所具有的质量，称为材料的堆积密度。其计算式如下：

(1-3)

式中——散粒材料的堆积密度(kg/m3)。

m——材料的质量(kg)。

——散粒材料的堆积体积(m3)。材料的堆积密度定义中亦未注明材料的含水状态。根据散粒材料的堆积状态，堆积体积分为自然堆积体积和紧密堆积体积(人工捣实后)。4.密实度材料中体积内被固体物质所充实的程度，也就是固体物质的体积占总体积的百分率。密实度反映了材料的致密程度，以D表示。其计算式如下：

(1-4)5.

孔隙率

材料中孔隙体积占材料总体积的百分率，称为材料的孔隙率(P

)。其计算式如下：

(1-5)

材料孔隙率的大小反映了材料的密实程度，孔隙率大，则密实度小。工程中对保温隔热材料和吸声材料，要求其孔隙率大，而高强度的材料，则要求孔隙率小。

工程上，一般通过测定材料的密度和表观密度来计算材料的孔隙率。6.填充率与空隙率（1）填充率散粒材料在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度，以D'表示。其计算式如下：

(1-6)

（2）空隙率

散粒材料在堆积状态下，颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率，称为材料的空隙率(P')。其计算式如下：

(1-7)

空隙率的大小反映了散粒材料堆积时的致密程度，与颗粒的堆积状态密切相关，可以通过压实或振实的方法获得较小的空隙率，以满足不同工程的需要。材料名称密度(g/cm3)表观密度(kg/m3)堆积密度(kg/m3)钢材花岗岩石灰石（碎石）砂水泥粉煤灰（气干）烧结普通砖烧结多孔砖粘土普通水泥混凝土红松木普通玻璃7.852.70~3.002.48~2.762.50~2.602.80~3.101.95~2.402.60~2.702.60~2.702.50~2.70——1.55~1.602.45~2.557800~78502500~29002300~2700————1600~19002000~2800900~1450——1950~2500400~6002450~2550————1400~17001500~17001600`1800550~800————1600~1800——————几种常用材料的密度、表观密度、堆积密度1.1.2与水有关的性质1.亲水性与憎水性

当水与材料表面相接触时，不同的材料被水所润湿的情况各不相同，这种现象是由于材料与水和空气三相接触时的表面能不同而产生的(如图1-1所示)。材料、水和空气三相接触的交点处，沿水表面的切线与水和固体接触面所成的夹角称为润湿角。当水分子间的内聚力小于材料与水分子间的分子亲合力时，≤90°，这种材料能被水润湿，表现为亲水性。当水分子间的内聚力大于材料与水分子间的分子亲合力时，≥90°，这种材料不能被水润湿，表现为憎水性。亲水性材料(b)憎水性材料图1-1材料的润湿角1)质量吸水率指材料吸水饱和时，所吸收水量占材料干质量的百分率。其计算式如下：

(1-8)

式中Ｗm——材料的质量吸水率(%)。

m1——材料在吸水饱和状态下的质量(g)。

m——材料在干燥状态下的质量(g)。2)体积吸水率指材料吸水饱和时，所吸收水分的体积占材料自然体积的百分率。其计算式如下：

(1-9)式中Ｗv——材料的体积吸水率(%)。

V0——材料的自然状态下体积(cm3)。

——水的密度，常温下取1.0g/cm3。2.吸水性与吸湿性

材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。材料的吸水性用吸水率表示，材料的吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种表达形式。

材料的吸水率一般用质量吸水率表示。体积吸水率与质量吸水率之间存在以下关系：

(1-10)

材料吸水率的大小主要取决于它的孔隙率和孔隙特征。水分通过材料的开口孔隙吸入，通过连通孔隙渗入其内部，通过润湿作用和毛细管作用等因素将水分存留住。

因此，具有较多细微连通孔隙的材料，其吸水率较大；而具有粗大孔隙的材料，虽水分容易渗入，但也仅能润湿孔壁表面，不易在孔内存留，其吸水率并不高；致密材料和仅有闭口孔隙的材料是不吸水的。3.吸湿性

材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示，材料的吸湿性是可逆的。含水率计算式如下：

（1-11）式中Ｗh——材料的含水率(%)。

ms——材料吸湿后的质量(g)。

m——材料在干燥状态下的质量(g)。3.耐水性

材料长期在水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称耐水性。材料的耐水性用软化系数来衡量，其计算式如下：（1-12）式中Ｋs——材料的软化系数。

fw——材料在吸水饱和状态下的抗压强度(MPa)。

f——材料在干燥状态下的抗压强度(MPa)。

材料吸水后，水分会吸附到材料内物质微粒的表面，减弱微粒间的结合力，从而致使其强度下降，这是吸水材料性质变化的重要特征之一，软化系数反映了这一变化的程度。软化系数Ｋs的范围在０～1之间，它是选择使用材料的重要参数。工程中通常将Ｋs＞0.85的材料看作是耐水材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要结构；用于受潮较轻或次要结构时，材料的Ｋs值也不得低于0.75。

5.抗渗性材料抵抗压力水渗透的能力称为抗渗性。材料的抗渗性常用渗透系数或抗渗等级来表示。渗透系数计算式如下：

(1-13)式中K——材料的渗透系数(cm/h)。

Q——时间内的渗水总量(cm3)。

d——材料试件的厚度(cm)。

A——材料垂直于渗水方向的渗水面积(cm2)。

t——渗水时间(h)。

H——材料两侧的水头高度(cm)。材料的抗渗性也可用抗渗等级表示。用标准方法进行渗水性试验，测得材料能承受的最大水压力，并依此划分成不同的等级，常用“Pn”表示，材料的抗渗等级越高，其抗渗性越好。材料的抗渗性与其孔隙多少和孔隙特征关系密切，开口并连通的孔隙是材料渗水的主要渠道。材料越密实、闭口孔越多、孔径越小，水越难渗透；孔隙率越大、孔径越大、开口并连通的孔隙越多的材料，其抗渗性越差。

5.抗冻性

材料在饱水状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，强度也不显著降低的性质称为抗冻性。当温度下降到负温时，材料内的水分会由表及里地冻结，内部水分不能外溢，水结冰后体积膨胀约9%，产生强大的冻胀压力，使材料内毛细管壁胀裂，造成材料局部破坏，随着温度交替变化，冻结与融化循环反复，冰冻的破坏作用逐渐加剧，最终导致材料破坏。

材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是用标准方法进行冻融循环试验，测得材料强度降低不超过规定值，且无明显损坏和剥落时所能承受的冻融循环次数来确定，常用“Fn”表示，其中n表示材料能承受的最大冻融循环次数，如F100表示材料在一定试验条件下能承受100次冻融循环。

材料的抗冻性与材料的孔隙率、孔隙特征、充水程度和冷冻速度等因素有关。材料的强度越高，其抵抗冰冻破坏的能力也越强，抗冻性越好；材料的孔隙率及孔隙特征对抗冻性影响较大，其影响与抗渗性相似。1.1.3与热有关的性质

1.导热性

2.热容量

任务1.2

材料的力学性质1.2.1材料的强度、比强度

1.强度

材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强度。通常以材料在外力作用下失去承载能力时的极限应力来表示，亦称为极限强度。由于外力作用情况不同，材料主要有抗拉、抗压、抗弯、抗剪等四种强度，下表列出各种强度测定时，试件的受力情况和各种强度的计算公式。强度类别受力情况计算式备注抗拉强度F—破坏荷载，N；A—受荷面积，mm2；l—跨度，mm；b—断面宽度，mm；h—断面高度，mm。抗压强度抗弯强度抗剪强度比强度比强度是按单位体积质量计算的材料强度，即材料的强度与其表观密度之比，是衡量材料轻质高强的一项重要指标。比强度越大，材料轻质高强的性能越好。优质的结构材料，要求具有较高的比强度。轻质高强的材料是未来建筑材料发展的主要方向。

土木工程中结构材料主要用于承受结构荷载。多数传统结构材料的自重都较大，其强度相当一部分要用于抵抗自身和其上部结构材料的自重荷载，而影响了材料承受外荷载的能力，使结构的尺度受到很大的限制。随着高层建筑、大跨度结构的发展，要求材料不仅要有较高的强度，而且要尽量减轻其自重，即要求材料具有较高的比强度。轻质高强性能已经成为材料发展的一个重要方向。2.2材料的变形材料在外力作用下，由于质点间平衡位置改变，质点产生相对位移而形状与体积发生变化，称为材料的变形。

1.弹性与塑性

材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，又能恢复原来形状的性质称为弹性，这种能完全恢复的变形称为弹性变形(或瞬时变形)。

在外力作用下，材料产生变形，当外力取消后，材料不能恢复到原来形状，且不产生裂缝的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形(或永久变形)。2.脆性与冲击韧性

材料在外力作用下达到一定限度产生突然破坏，破坏时无明显塑性变形的性质称为脆性。

材料在冲击、振动荷载作用下抵抗破坏的性能，称为冲击韧性。冲击韧性以材料冲击破坏时消耗的能量表示。有些材料在破坏前有显著的塑性变形，如低碳钢、有色金属、木材等。3.徐变

固体材料在恒定外力长期作用下，变形随时间延长而逐渐增大的现象，称为徐变。2.3材料的硬度、磨损及磨耗1.硬度

材料抵抗其他较硬物体压入的能力，称为硬度。2.2磨损及磨耗

材料受摩擦作用而减少质量和体积的现象称为磨损。

材料同时受摩擦和冲击作用而减少质量和体积的现象称为磨耗。

材料的耐久性是指其在长期的使用过程中，能抵抗环境的破坏作用，并保持原有性质不变、不破坏的一项综合性质。由于环境作用因素复杂，耐久性也难以用一个参数来衡量。工程上通常用材料抵抗使用环境中主要影响因素的能力来评价耐久性，如抗渗性、抗冻性、抗老化和抗碳化等性质。

环境对材料的破坏作用，可分为物理作用、化学作用和生物作用，不同材料受到的环境作用及程度也不相同。影响材料耐久性的内在因素很多，除了材料本身的组成结构、强度等因素外，材料的致密程度、表面状态和孔隙特征对耐久性影响很大。一般来说，材料的内在结构密实、强度高、孔隙率小、连通孔隙少、表面致密，则抵抗环境破坏能力强，材料的耐久性好。工程上常用提高密实度、改善表面状态和孔隙结构的方法来提高耐久性。任务1.3

材料的耐久性思考题1.何谓材料的真实密度、毛体积密度、表观密度堆积密度?各种密度如何测定?2.材料的孔隙率和孔隙特征对材料的哪些性能有影响?3.何谓材料的强度?影响材料强度的因素有哪些?4.材料的耐久性包括哪些?项目二土的性质及检测能应用三相比例关系换算土的物理指标2知识目标能简述土的形成、结构和三相组成1能根据试验结果正确判定土的类别及对土正确命名1能根据规范及设计文件合理选择路基填料2能力目标学习土的物理性质及检测2学习黏性土的水理性质及检测33认识土的组成31命名工程土34认识土的路用性能及检测35任务2.1土的组成

土是地壳表层母岩风化后的产物，是各种矿物颗粒的集合体，包括岩石经物理风化崩解而成的碎块及经化学风化后形成的细粒物质，粗至巨砾、细至黏粒统称为土。土岩石风化、搬运、沉积地质成岩作用土的组成、结构和物理力学性质过程、条件2.1.1

土的形成及类型1.风化生物风化物理风化化学风化无粘性土原生矿物粘性土次生矿物有机质特征：物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗；化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。2.搬运、剥蚀与沉积残积土无搬运土质较好残积土强风化弱风化微风化母岩体颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无层理运积土有搬运风：风积土重力:

坡积土

流水:洪积土冲积土湖泊沼泽沉积土海相沉积物冰川:

冰积土土粒粗细不同，性质不均匀有分选性，近粗远细浑圆度分选性明显，土层交迭含有机物淤泥，土性差颗粒细，表层松软，土性差土粒粗细变化较大，性质不均匀颗粒均匀，层厚而不具层理冰川冰碛湖沼残积和坡积物洪积平原坡积物沙漠云南红土沙滩黄土2.1.2

土的结构絮状结构蜂窝结构单粒结构2.1.3

土的三相组成土中气体（气相）

土中水（液相）固体矿物颗粒（固相）

土是由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)三部分组成。土中的固体矿物颗粒物质构成了土体的骨架结构，骨架之间贯穿大量的孔隙，空隙中充填着液体水和气体。固相液相气相土颗粒土中水土中气三相因素名称状态固相+气相干土黏质土呈干硬状态，砂类土呈松散状态固相+液相+气相湿土黏质土多为可塑状态，砂类土具有一定的黏接性固相+液相饱和土黏质土多为流塑状态，砂类土仍呈松散状态，但遇强烈地震时可能产生液化，使工程结构物遭到破坏

三相因素与土的状态关系1.土的固相

土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成土的骨架最基本的物质。土中的无机矿物成分又可以分为原生矿物和次生矿物两大类

1.土粒的矿物成分原生矿物：石英、长石、云母等次生矿物固体颗粒矿物质有机质粘土矿物：蒙脱石、伊利石、高岭石等可溶盐：NaCl、CaCO3等无定形氧化物胶体2.

土的液相（1）结合水强结合水、弱结合水（2）自由水重力水、毛细水土的液相是指存在于土孔隙中的水。土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水。（3）气态水（4）固态水双电层结合水概念强结合水：性质接近于固体，冰点很低（-78℃），沸点很高（150℃

），且不能传递压力。弱结合水：呈粘滞状态，不能传递压力，不能自由流动，但可以发生转移。双电层概念

3.

土的气相

土的气相是指充填在土孔隙中的气体，包括与大气连通和不连通两类气体。土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。（1）自由气体受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大。

（2）封闭气体受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时。任务2.2土的物理性质及检测2.2.1土的三相比例指标土的物理性质直接反映土的干湿、松密、软硬等物理状态，也间接反映土的工程性质。土的松密和软硬程度主要取决于土的三相各自在数量上所占的比例。2.2.2土的三相比例指标及检验土的物理性质指标的分类一类是必须通过试验实测的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接指标；一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标。1.试验测定指标:土的密度、土粒比重和含水率。

1）土的密度(ρ)

：单位体积土的质量

土的密度常用环刀法测定，其单位通常为g/cm3.一般土的密度为1.60～2.20g/cm3。

方法适用条件原理环刀法适用于细粒土以环刀体积作为土体体积进行计算电动取土器法适用于硬塑土密度的快速测定以套筒体积作为土体体积进行计算蜡封法适用于易破裂土和形态不规则的坚硬土根据“阿基米德定律”求得蜡土封试件体积减去石蜡体积作为土体的体积灌水法适用于现场测定粗粒土和巨粒土的密度现场挖坑，向坑内灌水（用聚乙烯膜防止水损失）并测出水的质量，计算水的体积作为土体的体积灌砂法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径一般不得超过15mm，测定密度层的厚度为150～200mm现场挖坑，向坑内灌砂并测出砂的质量，计算沙的体积作为土体的体积土体的天然密度的试验方法数值：不同土类的土粒密度变化范围不大,有经验的地区可按经验值选用。随着土中有机质含量增加，土粒密度减小.2）土粒密度Gs

:土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比.测定方法：比重瓶法求得。土粒密度主要取决于土矿物成分，与土的孔隙大小和含水多少无关。（ρw）4℃近似取1g/cm3

土的比重ds测定方法：比重瓶法事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量m1。然后把烘干土若干克(ms)装入空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加水加土的质量m2，按下式计算土粒比重。土的名称砂土粉土粘性土粉质粘土粘土土粒相对密度2.65~2.692.70~2.712.72~2.732.74~2.763）土的含水率w：土的含水率是土中水的质量mw与土粒质量ms之比，以百分数表示.

数值：天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。天然状态下土的含水率称土的天然含水率。一般砂土天然含水率都不超过40%，以10~30%最为常见；一般粘土大多在10~80%之间，常见值20~50%。但近代沉积的松软粘性土的天然含水率可到到100%以上。

方法适用范围原理烘干法测定黏质土、粉质土、砂类土、砂砾石、有机质土和冻土的含水率加热烘干酒精燃烧法快速简易测定细粒土（含有机质土除外）的含水率加热烘干比重法仅适用于砂类土已知砂类土比重的情况下利用水测出湿土的比重，两者作差求出水的质量土体的含水率常用测定方法可以通过计算求得，称为换算指标。干密度（

ρd

）饱和密度（

）有效重度（

）孔隙比（e）2

间接换算指标孔隙率（

n）饱和度（Sr）(2)饱和密度ρsat

(SaturatedDensity)

土体中孔隙完全被水充满时的土的密度.(1)干密度ρd(DryDensity)

固相质量ms与土的总体积V之比.

土体三相模型(3)有效重度γ’（浮重度，Submerged

density）

扣除浮力后的固相重量与土的总体积之比。浮密度ρ

(kg/m3)小结：土的三相比例指标中质量密度指标(kN/m3)共有五个：土粒密度ρs

,土的密度ρ,饱和密度ρsat,干密度ρd

,浮密度ρ

。g=9.8N/kg2.孔隙比e和孔隙率n孔隙比e

土中孔隙体积Vv与固体体积Vs之比。

(2)孔隙率n

土中孔隙体积与土的总体积之比，以百分数表示。

土体三相模型3.土的饱和度Sr土中孔隙水的体积Vw与孔隙总体积Vv之比，以百分数表示。

饱和度描述土中孔隙被水充满的程度,它在0~100%。干土Sr=0,孔隙全部为水充填时，Sr=100%。应用：工程上将砂土根据饱和度分为三种状态:

Sr≤50%稍湿；

50％＜Sr≤80%很湿；

Sr＞80%饱和.而对于天然粘性土，一般将Sr大于95%才视为完全饱和土。

土的三相指标中，土粒密度ρs

，含水量w和密度ρ是通过试验测定的，可以根据三个基本指标换算出其余各指标.

推算时，首先令土体内固相（土粒）体积=1。

换算关系式如下：2.2.3指标间的换算任务2.3黏性土的水理性质及检测2.3.1黏性土的稠度状态及检测稠度是黏性土在某一含水率时表现出的稀稠或软硬程度，可划分为固态、半固态、塑态和流态。土的状态与含水量的关系黏性土的稠度流动状态可塑状态固体状态半固体状态刚沉积的粘土，本身不能保持其形态，极易流动外力作用可改变其形状，而不改变其体积，并在外力卸除后仍能保持已获得的形状

水分蒸发，上覆沉积层厚度增加，含水率减小，体积收缩含水率减小,丧失可塑性，在外力作用下，易于发生破裂体积不再收缩，空气进入土体，土的颜色变淡

界限含水率

1.定义

粘性土由某一种状态过渡到另一状态的含水率分界点称为界限含水率。

液限w

L、塑限w

p、缩限w

s2.测定方法塑限wp—搓条法液限wL—锥式液限仪

综合—液塑限联合测定法固态半固态塑态流态土的稠度与界限含水率含水率w

液限w

L塑限w

p缩限w

s粘性土的可塑性指标塑性指数IP：是液限和塑限的差值(省去%)，即土处在可塑状态的含水量变化范围。说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高。

粘性土的可塑性指标液性指数IL：是粘性土天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。

《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当IL≤0时,w≤wP,土处于坚硬状态;当IL＞1时,w＞wL,土处于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态.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

例题：已知黏性土的液限为41%，塑限为22%，土粒比重为2.75，饱和度为98%，孔隙比为1.55，试计算塑性指数、液性指数，并确定黏性土的状态。解根据液限和塑限可以求得塑性指数：Ip=wL-wP=41-22=19土的含水率及液性指数可由下式求得：

=19

1.74＞1由于>1，故黏性土的状态应为流塑状态。2.3.2粘性土的其他性质活性指数A：区分粘性土含粘土矿物种类与数量。灵敏度：表征粘性土扰动性的指标。胀缩性：黏性土中水分的增加或减少会引起土体积的增大或减小的性质统称为胀缩性。（A＜0.75）非活性黏土；（0.75＜A≤1.25）正常黏土；（A＞1.25）活性黏土St＜1，不灵敏；1＜St≤2，低灵敏；2＜St≤4，中灵敏；4＜St≤8，灵敏；8＜St≤16，很灵敏某新建高速公路为土质路基，在施工中考虑到当地的地理条件和工程运输的影响，拟从A、B两个取土场地进行取土作为路基填料，试判定A、B两种土的类型，为路基施工填料选择提供依据。工作任务

任务2.4命名工程土2.4.1工程土的分类

土的工程分类是公路工程、岩土工程设计及施工的前提，科学的设计和施工必须建立在对土的正确评价的基础上，而土的工程分类正是岩土工程勘测评价的基本内容。土的分类是把不同的土系统安排到各个具有相近性质的组合中去，其目的是为了使人们有可能根据同类土已知的性质去评价其使用性能，或为工程师提供一个可供采用的描述与评价土的方法。分类原则：1.分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，使用方便。2.土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性。分类目的：土的总分类体系ïïïïïïïïïîïïïïïïïïïíìïîïíìïïïïïïïîïïïïïïïíìïïïïïïîïïïïïïíìîíìîíìîíìîíì红粘土等膨胀土湿陷性黄土特殊土有机土粘土粉土细粒土砂类石砾类石粗粒土巨粒混合土混合巨粒土含巨粒的土卵石漂石巨粒土无机土一般土土2.4.2

土的颗粒分析相关概念（1）粒径：天然土是由大小不同的颗粒所组成的，土粒的大小通常以其平均直径表示，称为粒径，又称为粒度。（2）粒组：天然土的粒径一般是连续变化的，为了描述的方便，工程上常把大小相近的土粒合并为组，称为粒组。（3）粒度成分：指土中不同粒径颗粒的相对含量，它是描述土的基本物理性质之一。（4）土的颗粒分析：测定土中不同粒径颗粒的相对含量，以确定土的粒度成分的试验方法。1.土粒粒组的划分粒组划分表2.土粒组成的表示方法（1）表格法是以列表的形式直接表达各粒组的相对含量。它用于粒度成分的分类是十分方便的。以累计含量百分比表示以粒组表示两种表示方法以累计含量百分比表示粒径di（mm）粒径≤di的累计百分含量Pi（%）粒径di（mm）粒径≤di的累计百分含量Pi（%）土样A土样B土样C土样A土样B土样C101001001000.1920.6925100751000.07501989298.9551000.0109.951.4192.942.71000.00506.740.30.576.534.71000.00102.521.40.253528.5100<0.001000以粒组表示

粒组（mm）粒度成分(以质量%计)粒组（mm）粒度成分(以质量%计)土样A土样B土样C土样A土样B土样C10～502500.1～0.07591.635～21.12000.075～0.0109.137.62～1612.300.01～0.00503.211.11～0.516.4800.005～0.00104.218.90.5～0.2541.56.20<0.00102.521.40.25～0.1267.98（2）累计曲线法累计曲线法是一种图示的方法，通常用半对数坐标纸绘制，横坐标（按对数比例尺）表示粒径di；纵坐标表示小于某一粒径的土粒的累计百分数Pi（注意：不是某一粒径的百分含量）。粒度成分累计曲线

为了衡量土的级配是否良好，常用不均匀系数Cu和曲率系数Cc两个判别指标。式中：d10、d30、d60——土的特征粒径（mm），在土的粒径分布曲线上，小于该粒径的土粒质量分别为土总质量的10%、30%和60%。土的级配情况判定与在土的级配情况判断中的应用

指标范围判定结果说明<5均粒土，级配不良值越大，表明土粒大小分布范围大，土的级配良好；值越小，表明土粒大小相近似，土的级配不良≥5非均粒土，其级配良好1～3级配良好当累计曲线呈阶梯状时，说明粒度不连续，即主要由大颗粒和小颗粒组成，缺少中间颗粒，表明土的级配不好，其工程地质性质也较差<1或>3级配不好3）三角坐标法三角坐标法可用来表达黏粒、粉粒和砂粒三种粒组的百分含量。它是利用几何上的等边三角形中的任意点到三边的垂直距离之和横等于三角形的高的原理，即h1+h2+h3=H来表达粒度成分。三角坐标法三角坐标法表格法累计曲线法清楚地用数据说明土样的各粒组含量，但对于大量土样之间的比较就显得过于冗长，且无直观概念，使用比较困难用一条曲线表示一种土的粒度成分，而且可以在一张图上同时表示多种土地粒度成分，能直观地比较其级配情况用一点表示一种土的粒度成分，在一张图上能同时表示许多种土的粒度成分，便于进行土料的级配设计方法适用粒径范围原理筛分法粒径di>0.074mm利用筛孔限制不同粒径颗粒的通过密度计法粒径di<0.074mm粒径为d的颗粒以速度v经过时间t后，下降距离为L=vt,粒径大于d的下降距离肯定大于L，所以L平面以上只有粒径小于d的颗粒，测出此处的比重与原来的比重相比较，即可求出粒径小于d的颗粒百分数（颗粒越大下沉越快）移液管法粒径di<0.074mm，比重大预先计算好t1、t2、t3……，然后按规定时间在虚线断面上吸取一定量的悬浮液(通常为10ml)，那么，第一次取出的悬浮液中已缺少粒径大于d1的尘粒；第二次取出的悬浮液中已缺少大于d2的尘粒，因此两次悬浮液中所含粉尘的质量差就是在d1～d2这个粒径范围内的尘粒质量。根据悬浮液中原始的粉尘质量，即可算出不同粒径尘粒的质量百分数3.土的颗粒级配的分析方法2.4.3工程土的命名土的分类总体系特殊土的分类1.土的总体分类2.鉴别巨粒土、粗粒土和细粒土

试样中巨粒组质量大于总质量的15%时，为巨粒土；试样中巨粒组土粒质量少于或等于总质量15%，且巨粒组土粒与粗粒组土粒质量之和多于总质量50%的土称粗粒土；试样中细粒组土粒质量多于或等于总质量50%的土称细粒土。3.巨粒土分类巨粒土按巨粒组中漂石粒与卵石粒占总质量的比例（即两者之间的关系）进行细分。巨粒土的分类粒组含量土类代号土类名称巨粒含量>75％漂石粒组>卵石粒组B漂石漂石粒组<卵石粒组Cb卵石巨粒含量50%～75%漂石粒组