土力学-第二章土的物理性质及分类

1、第二章土的物理性质和分类，2.1概括，2.2土的三相比例指标，2.3粘性土的物理特征，2.4粘性土的密度和湿度，2.6土的膨胀收缩性，2.7土的分类，第二章土的物理性质和分类，2.1概括，2.2土的三相比例指标， 2.3粘性土的物理特征，2.4粘性土的密度和湿度，2.6土的膨胀收缩性，2.7土的分类，2.1概况，土，粗粒土，细粒土，碎石土，土砂，粉土，粘性土，非粘性土，粗粒土：土中粒径0.075mm的质量为总质量的50 细粒土：土中粒径0.075mm的质量低于总质量的50%。 粒径超过50%的称为碎石土，粒径 2mm的质量小于50%，大于0.075mm的质量超过50%的称为砂土，0.075mm

2、以上的质量小于50%的称为粉土或粘性土。 2.1概述，土的物理性质是三相的质量和体积之间的相互比例关系和固液二相相互作用所表现的性质。 前者被称为土的基本物理性质，主要研究土的密度和干湿状况，后者主要研究粘性土的可塑性、膨胀收缩性和透水性等。 土的物理性质在一定程度上决定着其力学性质，因为其指标经常直接应用于工程计算中，所以物理性质是土的最基本的工程特性。 对于种类多、性质不同的土，以一定的原则进行分类，标上适当的名称，就能够概略地评价土的工程性质。 第二章土的物理性质和分类、2.1概况、2.2土的三相比例指标、2.3粘性土的物理特征、2.4粘性土的密度和湿度、2.6土的膨胀收缩性、2.7土的

3、分类、指标的定义、2.2.2、土的三相比例关系图、2.2.1、和2.2.3、2.2土的三相比例指标，2.2.1土的三相比例关系图，质量m，体积v，指标的定义，2.2.2，土的三相比例关系图，2.2.1，指标的换算，2.2.3， 2.2土的三相比例指标，2.2.2指标的定义，1.3个基本的三相比例指标(实验室直接测定数值) (1)土粒相对密度ds (土粒比重):与土粒质量同体积的4下纯水的质量之比(无量纲)，土粒相对密度的变化范围不大：一般来说，砂系土2.652.69 粉性土2.702.71； 粉质粘土2.722.73； 粘土2.742.76。 测定方法：比重瓶法，s-土粒密度，单位体积土粒质量

4、w1 纯水40C时的密度，1g/cm3，土中有机质含量增加，土粒相对密度减少：无机矿物2.62.8； 有机质2.42.5； 泥炭1.51.8，1，1.3个基本三相比例指标(实验室直接测定其数值)，比重瓶法，dwttclc时纯水或中性液体的比重。 2.2.2指标的定义，1.3个基本三相比例指标(实验室直接测定其数值)，(2)用百分比表示土含水量:土水质量与土粒质量之比，测定方法：干燥法，土含水量是显示土含水量的重要物理指标。 天然土层含水量的变化范围很广，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。2.2.2指标的定义，1.3个基本三相比例指标(实验室直接测定其数值)，土含水量，箱质量m0

5、称量箱加湿土质量m1； 称量箱和干燥土的质量m2； 2.2.2指标的定义，1.3个基本的三相比例指标(实验室直接测定其数值)，(3)土的密度:单位体积土的质量(g/cm3 )，测定方法：环刀法，一般粘性土=1.82.0g/cm3砂土=1.62.0g/cm3腐植土=1. 1.3个基本的三相比例指标(实验室直接测定其数值)，环环铣刀的质量m1环刀和土的质量m2，环刃法，2.2.2指标的定义，(1)干密度d :单位体积中固体粒子部分的质量(密度)，2.2.2指标的定义，2 .特殊条件下的土的密度，(2) 饱和密度sat :土体中的空隙完全充满水时的土的密度，(3)有效密度(悬浮密度):地下水位以下，

6、土单位体积中的土粒质量与同体积水的质量之差ww1=1g/cm3，2.2.2指标的定义，2 .特殊条件下的土的密度，土的三相比例指标下的质量密度指标饱和密度sat，干密度d，浮游密度 (kg/m3 )，相应的重度也为4个，土的重度=g，饱和重度sat=satg，干重度d=DG浮重度=g(kn/m3 )，每土单位体积的重力(即土的密度和重力加速度的积)称为土的重力密度，简称为重。 各密度和重度指标以satdsatd，2.2.2指标的定义，3 .描述土的细孔体积相对含量的指标，(1)孔隙比e :土中细孔体积与土粒体积之比，(2)孔隙率n :土中细孔体积与总体积之比，用百分比表示，孔隙比用小数表示。

7、可以用于评价天然土层的致密性。 一般来说e1.0的土是稀疏的高压缩性土，用孔隙比和孔隙率的关系、2.2.2指标的定义、3 .描述土的孔隙体积的相对含量的指标、(3)土的饱和度Sr :土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比、百分率表示，饱和度表示土中孔隙充满水的程度。 干土Sr=0，饱和土Sr=100%。 砂土根据饱和度分为三种状态：Sr50%略湿50%Sr80%饱和，指标的定义，2.2.2，土的三相比例关系图，2.2.1，指标的换算，2.2.3，2. 假定导出：w1=w，Vs=1，换算关系式：2.2.3指标的换算，【例】在某土壤试验中体积为100cm3，湿润土质量为187g，干燥后， 如果测定干燥土

8、质量的土粒的相对密度ds为2.66，则求出该土样的含水量、密度、重度、干重度d、空隙比e、饱和重度sat和浮重度，【解】，第2章土的物理性质和分类、2.1概说、2.2土的三相比例指标、2.3粘性土的物理特征、2.4粘性土的实体2.5粉土的实体度和湿度，2.6土的膨胀收缩性，湿陷性和冻结膨胀性，2.7土的分类，粘性土的物理状态指标，2.3.2，粘性土的可塑性和界限含水量，2.3.1，粘性土的活性度，灵敏度和触变性，2.3.3，2.3粘性土的物理特征所谓的可塑状态、粘性土含水量在某个范围内时，在外力下不发生龟裂，外力下能成形为什么样的形状，固体半固体可塑状态的流动状态、粘性土从某个状态变化到另一个

9、状态时的极限含水量统称为Atterberg limits。 如果土中的半固体持续蒸发水分，体积会逐渐缩小，直到体积不收缩为止，与土的极限含水量相对应。表示土从可塑状态转变为半固体状态的极限含水量，表示土从可塑状态转变为流动状态的极限含水量。 注：极限含水量以百分比表示(省略符号)，2.3.1粘性土的可塑性和极限含水量，液塑限联合测定器，与下沉深度为17mm相对应的含水量为液限的下沉深度2mm相对应的含水量，可塑限，粘性土的物理状态指标，2.3.2，粘性土的可塑性和极限含水量，2.3.1 粘性土的活动度、灵敏度和触变性、2.3.3、2.3粘性土的物理特征、2.3.2粘性土的物理状态指标、1 .塑

10、性指数、塑性指数IP为液限和塑限之差(省略% )，即土处于可塑状态的含水量的变化范围， 说明了塑性指数的大小依赖于土粒子吸附结合水的能力，粘粒的含量越多，塑性指数越高，在一定程度上，塑性指数综合地反映了粘性土及其三相组成的基本特性。 在工程上对粘性土进行了塑性指数分类，2.3.2粘性土的物理状态指标，2 .液态指数，液态指数IL表示粘性土的天然含水量和塑性指数之差和塑性指数之比，液态指数表示土的天然含水量和界限含水量的相对关系。 IL0时，P，土处于坚硬状态IL1时，L，土处于流动状态IL在01之间时，pil为0.75，得土处于松软状态。 粘性土的物理状态指标、2.3.2、粘性土的可塑性和极限

11、含水量、2.3.1、粘性土的活动度、灵敏度和触变性、2.3.3粘性土的物理特征、2.3.3粘性土的活动度、灵敏度和触变性、1 .粘性土的活动度、活动度a是塑性指数和粘性粒(粒径0.00 按含有率的比，活性度接近塑性指数，但能够区别性质差异大的土，说明了可以区别塑性指数接近的高岭土(以高岭土系矿物为主的土，A=0.29 )和皂石(以蒙脱土系矿物为主的土，A=1.11 )。 粒径2mm粒子的含量不超过总重量的50%，粒径0.075mm的粒子的含量超过总重量的50%的土； 粉砂是粒径0.075mm的粒子含量不超过总重量的85%，超过总重量的50%的土，粉土是粒径0.075mm的粒子含量不超过总重量的

12、50%，塑性指数IP10的土，是现行国标建筑地基基础设计规范 (GB5007-2002 )和岩土工程勘察规范 (GB 5 避开复杂的沉降分析法测定了土粒径。 粒子倾斜中的极细粒(0.10.075mm )和粒粒(0.0750.005mm粒组的含量压倒性地多，由于土粒和土水的相互作用，容易液化在砂土中的性质湿沉，冻结的是接近粘土的性质，这种土被命名为粉性土，简称为粉土2.5粉土的致密度和湿度、2.5.1粉土的致密度和湿度、岩土工程勘察规范 (GB50021-2001 )中所规定的粉土的致密度和湿度分别根据空隙比e和含水量(% )分开，下表：第2章土的物理性质和分类、2.1概要、2.2土的三相比例2

13、.3粘性土的物理特征，2.4无粘性土的实体度，2.5粉土的实体度和湿度，2.6土的膨胀收缩性，湿润凹陷性和冻结膨胀性，2.7土的分类，2.6土的膨胀收缩性，湿润凹陷性和冻结膨胀性，2.6.1土的膨胀收缩性， 土的膨胀收缩性是指粘性土具有吸水膨胀和脱水收缩两种变形特性的膨胀土，主要由亲水矿物构成，具有显着膨胀收缩性的粘性土，研究表明，自由膨胀率ef很好地反映了土中的粘土矿物成分、粒子组成、化学成分和交换阳离子性质的基本特征。自由膨胀率ef，v0-土样元体积(ml) VW-土样在水中膨胀稳定后的体积(ml )，自由膨胀率小的膨胀土，膨胀潜力弱，建筑物的破损轻微，自由膨胀率高的土，具有强的膨胀潜力，建筑物被严重破坏，2.6土的膨胀收缩性土的湿原性是指土在自重压力下，或者在自重压力和附加压力下被水淋湿后，土的结构迅速被破坏，发生显着的附加凹陷的特征，研究