土的物理力学性质及其指标.ppt

1、4.2土壤的物理和机械性质及其指标，4.2.1土壤的三相比例指数2.2.2非粘性土壤的刚性状态4.2.3粘性土壤的物理特性4.2.4土壤的力学性质，土壤的三相组成和比例指标，固相、组成和结构不同的土壤中三相之间的比例不同。土壤三相组成的重量和体积的比例关系不同，土壤的重量特性(轻、重)、含水量(含水量)和极性(密度)等基本物理特性各不相同，并随各种条件的变化而变化。例如，对于具有相同成分和结构的土壤，提高或降低地下水的水位会改变土壤的含水量。压缩后气孔体积减小。这种情况可以通过该指标的具体数字反映出来。表示土壤三相比例关系的指标，即土壤的三相比例指数，即土壤的基本物理特性指标，包括土壤的颗粒率

2、、严重、含水量、饱和度、孔隙比、孔隙率等。定义液体、天气、土壤的三相比指数，粒子比g:土壤重量与相同体积的摄氏4度的比率，单位体积土壤粒子(固体部分)的重量和数值。严重：单位容积土壤的重量干重、饱和重量和浮动严重含水量w:土壤水分与土壤重量的比率；饱和率Sr:土壤中装满水的孔隙体积与孔隙总体积的比率；孔隙比e:孔隙体积与土壤体积(固体部分)的比率。孔体积与多孔n:总体积的比率。颗粒的比重取决于土壤的矿物成分，其值一般为2.65-2.75。有机物土壤为2425；泥炭地为15 1 185，铁含量高的粘性土壤达到28 1 Loc等种类的土壤，颗粒比重很少变化。粒子比重可以在考场中用比重板法测量。普通

3、土壤的颗粒比重见表23。粒子的变化幅度不大，所以一般可以凭经验选择。A，5，非粘性土的紧密状态，非粘性土：砾石土、砂、粉土非粘性土的紧密状态是决定其工程特性的重要指标，综合反映了粘性土颗粒的岩石和矿物组成、粒度组成、颗粒形状和排列等对其工程性质的影响。决定无粘性土附着力的因素无粘性土附着力的指标及其测定方法；A，6，决定无粘性土附着力的因素；电荷历史：年代久远、有超固结历史的、致密的形成环境：红赤比、冲积比、冰积山、海积的致密小颗粒组成：粗糙、不均匀测量天然的严重程度，比换算天然孔隙力的自然更严重的测量方法：地下水位以上的湿沙：沙粒地下水位以上的干沙：沙粒方法(注水法)地下水位以下的沙：困难的

4、例子：分割沙密度的P81，表4-6分分分土密度P83，表4-9，表4-9例如：松散、分级好的沙子的孔隙比致密，颗粒比均匀的沙子的孔隙比小。相对密度更具代表性。公式：P82(4-14)1:稠密状态；0:松散状态的优点：改善指标，综合反映各方面的特征缺点：难以实际应用，应用不广。例如：砂的坚硬状态分割P83，表4-7，A，9，天然孔隙比相对密度，例外：通过标准渗透或静态渗透评估砂的压缩状态。P83表4-8碎石土压实状态评价的现场识别方法。P84表4-10，要取原始土壤样品的A，10，4.2.3粘土的物理特性，1黏土的边界含水量2黏土的塑性指数和液体指数，A，11，1黏土的边界含水量，粘性土可能处于

5、不同的物理状态，其工程性质也会相应地有很大变化。固体状态：塑性状态：流动塑料-流动状态：A，12，一致性：由于含水量的变化而产生的粘土的各种物理状态。可塑性：土壤是随着外力作用而揉成某种形状，可能产生裂纹，当外力释放时，保持既得权形状的一种性能。边界含水量(一致性限制):随着含水量的变化，粘性土壤从一个一致性状态过渡到另一个状态，对应于变异点的含水量。P84图4-23缩小；塑料限制(塑料下限)；液体极限(流动极限，塑料上限)，A，13，液体极限测量，圆锥液体极限测量：P85图4-24圆盘液体极限测量：P85图4-25两个仪器比较：随着液体极限的增加，两个仪器之间的差异变大，一般来说，圆盘装置测

6、量的液体极限大于圆锥装置。A，14，收缩限制测量，收缩盘方法收缩=液体限制-干燥过程中水损失，A，15，塑料限制测量，搓纸方法缺点：手动操作，人为因素影响，结果不稳定。探索新方法，A，16，(1)液体限制，塑料限制，P86图4-26圆锥米；电磁发射锥法；双对数纸：土壤深度与含水量的关系曲线10毫米：液体限制2毫米：塑料限制，A，17，(2)根据液体限制与塑料限制的相关性确定塑料限制，液体限制根据经验公式确定塑料限制P86，A，18，2黏土的塑性指数和液体指数，塑料指数，A土壤处于塑性状态的含水量变化范围越大，可塑性越强。大小与土壤水分发育程度和含量有关，即土壤的颗粒组成(粘性含量)、矿物组成和

7、土壤的水分离子组成和浓度。塑性指数在一定程度上综合反映了影响黏土特性的各种重要因素，常用作粘土分类的标准。A，20，(1)液体指数，P86(4-17)表征粘土所在的硬件和软件状态。值越大，土质越软。相反，土质越坚硬。P87表4-11，按液体指数分割黏土状态。自然结构土和扰动结构土的差别瓦圆锥系统进入深度决定黏土的自然状态，A，21，4.2.4土的力学性质决定地基变形和失稳风险的主要因素：上部荷载的特性、大小、分布面积、形状和时间因素地基土的力学性质：变形、强度、A，22，土的变形和强度特性从土的应力和变形的基本关系进行研究近似：非线性-线性近似异质性-同质性近似，A，23，基本概念：可压缩性：

8、压力下降低托价体积的特性。固体土粒和水的可压缩性小土的压缩性可以因土速孔隙体积的减少而被盗用。土壤固结：土壤压实随时间增加。非粘性土：透水性，快速固结。黏土透水性小，固结速度慢。对饱和软土来说，土的固结问题很重要。变形可压缩性，A，24，变形可压缩性，室内压缩实验：压缩机的压缩容器示意图，压缩试验时用金属环切割以保持自然结构的原状，放置在圆柱压缩容器的坚固防护圈内部，土质的每个垫上都有透水性石头，土质压缩后土壤中的水可以自由排出。由于金属环刀具和固定环的限制，圆环在压力下只能发生垂直压缩，而不会发生横向变形。土样在自然状态下或经过人工饱和后，根据各级压力管道的作用，进行逐步压力强化，以测量土样

9、压缩稳定后的孔隙比变化。A，25，土壤的孔隙比与相应压力的关系曲线，即土壤的压缩曲线。压缩曲线的两种方法：正交坐标系；双对数坐标系通用试验中P0.05，0.1，0.2，0.3，0.4MPa五阶段载荷；从较小的压力开始，以较小的增量承受多级载荷，然后添加到较大的载荷(例如1-1.6MPa)。土壤的压缩曲线，A，26，压缩系数，压缩性不同的土壤具有不同的压缩曲线造型。曲线陡峭意味着随着压力的增加，土壤孔隙比减少，土壤可压缩性越高。因此，曲线任意点处的切线斜率表示该压力下土壤的可压缩性，这称为压缩系数。值越大，压缩性越高。将、A、27、压缩指数、土壤中的e-p曲线变更为半对数压缩曲线e-logp时，

10、其后面的线段接近直线。梯度Cc对土壤的压缩指数值越大，压缩性越高。直线段内不取决于压力，考试时要慎重决定斜率。否则，分歧很大。低可压缩土壤的Cc值通常小于0.2，Cc值大于0.4，通常属于高可压缩土壤。A、28、压缩系数、完全限制条件下垂直附加压缩应力与其变形增量之比。值越小，压缩性越高。通常是压力间隔p10.1MPa和p20.2MPa的压缩系数，A，29，强度-基本上是土壤的剪切强度问题，工程实践中土壤的强度问题包括基础的承载力。堤坝、土坝的坡度和自然土坡的稳定性以及作为工程结构的土壤环境、作用于结构对象的土压力和山岩压力等问题，如图所示。在一般应力状态下，土体的损坏表现为塑性破坏或剪切破坏

11、。也就是说，在土壤的自重或外部载荷下，土壤一个表面产生的剪切应力值达到了土壤对剪切破坏的极限阻力(称为土壤的剪切强度)，土壤沿该曲面相对滑动导致了土壤不稳定。因此，土壤的强度问题实质上是土壤的剪切强度问题。A，30，非粘性土的剪切强度，非粘性土的剪切强度，粘性土的剪切强度不仅取决于内部摩擦角的大小，而且随着正压应力的增加而增加。内摩擦角的大小与粘性土的密度、土的粒度、形态、粗糙度和矿物组成、粒度等级的好坏有关。原生土的密度越大，土壤颗粒越大，形态不规则，表率越粗，无计，级配越高，内部摩擦角越大。此外，未干土壤水分含量对内摩擦角的影响是水分在较粗糙的颗粒之间起到滑动的作用，减少了摩擦阻力。但是，

12、原点、A、31、抗剪强度的库仑定律被称为土壤的剪切强度指标，该指标反映了在特定测试条件下获得的凝聚力和内部摩擦角通常是土壤的剪切强度大小。对过去的食物(4-23)和食物(4-24)的更简单解释是，非粘性土壤的测试结果显示，c0没有粘性。黏土的测试结果显示c，因此将c理解为凝聚力。经过长时间的测试，土壤的剪切强度指标取决于试验时的多种条件，最重要的是，检验时的排水条件，即同一土壤在不同的排水条件下进行测试，得到不同的c和fai值，这一事实得到了承认。因此，还有一个c叫做“表观凝聚力”。也就是说，表面看起来有凝聚力，但实际上不能表示粘土的凝聚力，只能表示粘性土剪切强度的一部分，在特定测试条件下，应力应变关系曲线在应力轴上切变，fai只是来自测试结果的应力应变关系线的倾斜角，实际上不能表示粒子之间的内摩擦角。但是，由于库仑定律确立的概念在应用方面更方便，许多分析方法也是基于