土力學(xué)第2章土的物理性質(zhì)及分類課堂PPT

1、1第二章 土的物理性質(zhì)及分類22.1 概述2.2 土的三相比例指標(biāo)2.3 黏性土的物理特性2.4 無黏性土的密實度2.7 土的分類2.6 土的脹縮性、濕陷性和凍脹性2.5 粉土的密實度和濕度2.8 土的壓實性3氣相固相液相+ + +構(gòu)成土骨架，起決定作用構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響重要影響土體次要作用次要作用2.1 概 述土的物理性質(zhì)又在一定程度上決定了土的力學(xué)性質(zhì)42.2 土的三相比例指標(biāo) 一類是必須通過試驗測定通過試驗測定的，稱為直接指標(biāo)（或基本指標(biāo)） ，有：含水率(water content; moisture content)密度(density)土粒比重(specific grav

2、ity of soil particles) 一類是根據(jù)直接指標(biāo)換算換算的，稱為間接指標(biāo)（換算指標(biāo)），有孔隙比（void rate）孔隙率（porosity）飽和度（degree of saturation）土的物理性質(zhì)指標(biāo)的分類5氣水土粒m質(zhì)量質(zhì)量體積體積vvvvsvavw土的三項組成示意圖土的三項組成示意圖msmw2.2.1 土的三相比例關(guān)系圖ms：土粒質(zhì)量mw：土中水質(zhì)量m：土的總質(zhì)量m=ms+mwvs：土粒體積vw：土中水體積va：土中氣體積vv：土中孔隙體積v：土的總體積6(1)土的密度和容重密度單位體積土的質(zhì)量，用表示定義：單位： mg/m3或 g/cm3表達(dá)式：awsawsvvv

3、mmmvm容重定義：單位體積土的重量，用表示單位：kn/m3表達(dá)式：gvgmvw2.2.2 指標(biāo)的定義7 測定方法：環(huán)刀法8(2)土的比重gs 定義： 土的質(zhì)量與同體積4時純水的質(zhì)量之比（無因次）。一般情況下，土粒比重等于土粒密度，但二者含義不同。 表達(dá)式 ：cwscwsssvmd44)()(cwsssvgmd4)(9 測定方法： 比重瓶法比重瓶法，事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質(zhì)量m1。然后把烘干土若干克(ms)裝入空比重瓶內(nèi)，再加純水至滿，稱瓶加水加土的質(zhì)量m2，按下式計算土粒比重21mmmmdsss土的名稱砂土粉土粘性土土粒比重2.652.692.702.712.722.751011（

4、3）土的含水率w 含水率： 土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示 表達(dá)式： %100swmmw12 測定方法： 烘干法烘干法。先稱出天然濕土的質(zhì)量，然后放在烘箱里，在100105下烘干，稱干土的質(zhì)量。 13間接換算的物理性質(zhì)指標(biāo) 定義： 土中孔隙的體積與土粒的體積之比，以小數(shù)表示 表達(dá)式： svvve （4）土的孔隙比e14（5）土中孔隙率n 定義： 土中的孔隙的體積孔隙的體積與土的總體積總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示 表達(dá)式： %100vvnv15（6）土的飽和度sr 定義： 土中孔隙水的體積孔隙水的體積與孔隙體積孔隙體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示 表達(dá)式： %100vwrvvs16（7）干密度d干容

5、重d 定義：單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量或重量 表達(dá)式： vmsdgvgmdsd17 土烘干，體積要減小，因而土的干密度不等于烘干土的密度。 土的干密度或干容重是評價土密實程度的指標(biāo)，干密度或干容重越大表明土越密實，反之越疏松。常用它來控制填土工程的施工質(zhì)量。 18（8）飽和密度sat與飽和容重sat 定義： 土中孔隙完全被水充滿，土處于飽和狀態(tài)時單位體積土的質(zhì)量或重量 表達(dá)式： vvmwvssatgvvwsatwvssat19（9）浮密度 與浮容重 定義： 單位體積內(nèi)土粒質(zhì)量與同體積水質(zhì)量之差 表達(dá)式： vvmwssgwsatdsat各種密度之間的比較:202.2.3 指標(biāo)的換算5、比重ds1、孔隙

6、比e2、孔隙率n4、含水量w3、飽和度st6、天然密度t 天然重度t7、干密度d干重度d8、飽和密度sat飽和重度sat9、浮密度浮重度（烘干法測定）（比重瓶法測定）（環(huán)刀法測定）21swwg氣水土粒質(zhì)量m體積vv=1+evv=evs=1土的三項物理指標(biāo)換算圖土的三項物理指標(biāo)換算圖swge=vv/vsssswmgvwsmwmws)1 (wd22sw(1)1gwemvsswd11mgvewsw(1)1gweswd1gesvwswwswsat()11mvgegeveesswswwsw(1)11mvggvee 23sw(1)1gwesswswwsw(1)11mvggvee sswsvwsvwwsat

7、w()mvmvvmvvvvv v1venvewwswstvvwwvmgww gsvvee24孔隙比與孔隙率的關(guān)系 eevvnv1nne125干密度與濕密度和含水率的關(guān)系 wwvmddd11wd126孔隙比與比重和干密度的關(guān)系 evmssd11dwsde27飽和度與含水率、比重和孔隙比的關(guān)系 ewdevvsswvwrws當(dāng)土飽和時，即為sr=100則 ssatdwe satw飽和含水率28浮密度與比重和孔隙比的關(guān)系 edevvmwswswss11129土的三相比例指標(biāo)換算公式 1 名稱名稱 符號符號 三相比例表達(dá)式三相比例表達(dá)式 常用換算公式常用換算公式 單位單位sg土粒比重土粒比重含水量含水量

8、密密 度度飽和密度飽和密度有效密度有效密度干密度干密度g/cm3g/cm3 g/cm3g/cm3wdsatssswmgvrss egwws100%mwmrss ewgd1wvmsw(1)1gwed(1)wsvwsatmvvsdw1ged1wsdmvsvwmvv sw11ge satw ssatw1gee30kn/m3 名稱名稱 符號符號 三相比例表達(dá)式三相比例表達(dá)式 常用換算公式常用換算公式 單位單位重度重度干重度干重度飽和重度飽和重度孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率有效重度有效重度 kn/m3 kn/m3 kn/m3飽和度飽和度dsatenrsmggvsw(1)1gwesddmggvsvwsatsa

9、tmvggvsswmvggvsdw1gessatw1geeegs11vsvevv100%vnvwrv100%vsvswd1gesw(1)1gweeen1dsw1ng stwgsedtwwsn土的三相比例指標(biāo)換算公式 23132例題例題1.1 1.1 某工程地基勘探中，取原狀50cm3，重95.15g，烘干后重75.05g，土粒比重為2.67 。求：dsatr, , ,w e n s 解解：繪制三相比例圖質(zhì)量（g)體積(cm3)m = 95.15g95.15v = 50cm350ms = 75.05g75.0520.13www1 /mg cmv3w20.1vcm20.1ssswmgvssswmv

10、g311.28167. 205.75cm28.11vv = 5028.11= 21.89cm321.89va = 21.8920.1= 1.79cm31.79mw = 95.1575.05= 20.1g33質(zhì)量（g)體積(cm3)95.155075.05121.891.792、計算三相比例指標(biāo)mgv3/03.19105015.95mknsdmgv3/01.15105005.75mknsvwsatmvgv3/39.191050189.2105.75mknsatw =19.39-10=9.39kn/m3wsmwm%78.262678. 005.751 .20vsvev78.

11、 011.2889.21vvnv%78.434378. 05089.21wrvvsv%8 .91918. 089.211 .2034 某土料孔隙比e=0.9，飽和度sr=40%，如果在體積不變的情況下，使飽和度增加到sr=90%，問1m3土料中應(yīng)加多少水。體積體積(m3)1加水后體積加水后體積(m3)vs0.9vevvv+vs=1m3vv=0.9vs=0.474m33s10.52610.9vm0.4740.526w1r1v0.4vsv加水前3w10.4 0.4740.19vmw2r2v0.9vsv加水后3w20.9 0.4740.43vm0.190.43所以所以1m3土加水量為土加水量為0.4

12、30.19=0.24(t)解：10.526例題例題1.21.235 同一種黏性土，含水量不同，可分別處于： 固態(tài)固態(tài) 半固態(tài)半固態(tài) 可塑狀態(tài)可塑狀態(tài) 流動狀態(tài)流動狀態(tài)2.3 黏性土的物理特性2.3.1 黏性土的可塑性及界限含水量36液限ll（liquid limit） 流動狀態(tài)流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)的界限含水率，可塑狀態(tài)的上限含水率 塑限pl(plastic limit) 可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)半固體狀態(tài)的界限含水率，可塑狀態(tài)的下限含水率 縮限sl(shrinkage limit) 半固體狀態(tài)半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)固體狀態(tài)的界限含水率，即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變的含水率。

13、lwpwsw黏性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一種狀態(tài)的界限含水量總稱atterberg 界限，有：縮限、塑限、液限縮限、塑限、液限。37流動狀態(tài)可塑狀態(tài)固體狀態(tài) 半固體狀態(tài) 剛沉積的粘土，本身不能保持其形態(tài)，極易流動 外力作用可改變其形狀，而不改變其體積，并在外力卸除后仍能保持已獲得的形狀 水分蒸發(fā)，上覆沉積層厚度增加，含水率減小，體積收縮 含水率減小,喪失可塑性，在外力作用下，易于發(fā)生破裂 體積不再收縮，空氣進(jìn)入土體，土的顏色變淡 含水量 減小wpwlwsw縮限縮限塑限塑限液限液限381. 液限測定方法 76g圓錐體經(jīng)5秒鐘恰好沉入10mm深度，這時杯內(nèi)土樣的含水量就是液限wl值。有些研究認(rèn)為沉入1

14、7mm深度與碟式結(jié)果同，公路土工試驗規(guī)程（jtj051-93）采用100g圓錐體沉入20mm深度。39 將碟子抬高10mm，使碟下落，連續(xù)下落25次后，如土槽合攏長度為13mm，這時試樣的含水量就是液限。 402.塑限測定方法 即用雙手將天然濕度的土樣搓成小圓球（球徑小于10mm），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢搓滾成小土條，若土條搓到直徑為3mm時恰好開始斷裂，這時斷裂土條的含水量就是塑限。（1）搓條法41 取代表性試樣，加入不同數(shù)量的純水，調(diào)制成三種不同稠度的試樣，用電磁落錐測定圓錐在自重作用下經(jīng)5秒后沉入試樣的深度。以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐入土深度為縱坐標(biāo)，在雙對數(shù)紙上繪制關(guān)系曲線。入土深度2

15、毫米所對應(yīng)的含水率為塑限。（二）液塑限聯(lián)合測定法2.塑限測定方法42 把土料的含水率調(diào)制到大于土的液限，然后將試樣分層填入收縮皿中，刮平表面，烘干，測出干土樣的體積并稱量至0.1克，按下式計算 10021wssmvvww3.縮限測定方法：收縮皿法43 液限和塑限之差的百分?jǐn)?shù)值百分?jǐn)?shù)值（去掉百分號去掉百分號）為塑性指數(shù)塑性指數(shù)表示處于可塑狀態(tài)時土的含水率可變化幅度可塑狀態(tài)時土的含水率可變化幅度。塑性指數(shù)越大，可塑狀態(tài)含水率變化范圍也大。塑性指數(shù)是反映粘性土性質(zhì)的一個綜合性指標(biāo)。一般地，塑性塑性指數(shù)越高，土的粘粒含量越高指數(shù)越高，土的粘粒含量越高，所以常常用作粘性土地分類指標(biāo) 2.3.2 黏性土的

16、物理狀態(tài)指標(biāo)1. 塑性指數(shù)pi( plasticity index)plpwwi442. 液性指數(shù)li (liquidity index) 粘性土即使具有相同的含水率，也未必處于同樣的狀態(tài)，粘性土的狀態(tài)用液性指數(shù)來判別粘性土的狀態(tài)用液性指數(shù)來判別。液性指數(shù)表征了土的天然含水率與界限含水率之間的相對關(guān)系，表達(dá)了天然土所處的狀態(tài)。黏性土根據(jù)液性指數(shù)值劃分軟硬狀態(tài)。gb50007-2002分成五種狀態(tài)（要記住?。ㄒ涀。。?ppplpliwwwwwwi45堅硬 0li可塑流塑狀態(tài) 硬塑 軟塑 液性指數(shù)75. 025. 0li25. 00li0 . 175. 0li0 . 1li黏性土的狀態(tài)（gb5

17、0007-2002） 表2-346注意 由于液限和塑限目前都是用擾動土測定的，土的結(jié)構(gòu)已徹底破壞，而天然土一般在自重作用已有很長的歷史，它獲得了一定的結(jié)構(gòu)強度，以至于土的天然含水率大于它的液限也未必一定會發(fā)生流動。含水率大于液限只是意味著：若土的結(jié)構(gòu)遭到破壞，它將轉(zhuǎn)變?yōu)檎硿酀{。473. 天然稠度 plpllliwwwwwwi482.3.3 黏性土的活動度、靈敏度、觸變性衡量黏土中所含黏粒礦物活動性的指標(biāo)miapa：黏性土的活動度；ip：黏性土的塑性指數(shù)；m：粒徑0.002mm的顆粒含量百分?jǐn)?shù)。分成三類： 不活動黏性土：a0.75 正常黏性土：0.75a1.251. 黏性土的活動度49靈敏度靈

18、敏度 =utuqsqt12st24st4s低靈敏中靈敏高靈敏重塑土的無側(cè)限抗壓強度重塑土的無側(cè)限抗壓強度(kpa)(kpa)uq 原狀土的無側(cè)限抗壓強度原狀土的無側(cè)限抗壓強度(kpa)(kpa)uq原狀土的無側(cè)限抗壓強原狀土的無側(cè)限抗壓強度度重塑土的無側(cè)限抗壓強重塑土的無側(cè)限抗壓強度度2. 黏性土的靈敏度表示土的結(jié)構(gòu)性對強度影響的指標(biāo)靈敏度越高，土靈敏度越高，土的結(jié)構(gòu)性就越強，的結(jié)構(gòu)性就越強，受擾動后對其影受擾動后對其影響大，挖基坑等響大，挖基坑等工程應(yīng)注意！工程應(yīng)注意！50 飽和黏性土的結(jié)構(gòu)受到擾動，導(dǎo)致其強度降低，但當(dāng)擾動停止后，土的強度又隨時間而部分恢復(fù)土的強度又隨時間而部分恢復(fù)。黏性土

19、的這種抗剪強度隨時間恢復(fù)的膠體化學(xué)性質(zhì)稱為土的觸變性。打樁3. 黏性土的觸變性51 對無粘性土（碎石和砂石）來說，黏粒含量少、呈單粒結(jié)構(gòu)、不具可塑性。其物理性質(zhì)取決于土的密實狀態(tài)。 無黏性土的密實度越高越高，壓縮性越小越小，其工程特性越好。 土的密實程度越低越低，壓縮性越大越大，其工程特性越差。尤其是飽和的粉砂、細(xì)砂，穩(wěn)定性很差，在振動荷載下將發(fā)生液化。 表示無黏性土密實程度的指標(biāo)是相對密實度相對密實度。 2.4 無黏性土的密實度52 無粘性土的孔隙比的范圍受土粒的大小、形狀和級配的影響很大。因此即便兩種無粘性土具有同樣的孔隙比也未必表明他們處于同樣的狀態(tài)。 在工程上一般用相對密實度相對密實度

20、dr來衡量無粘性土的松緊程度。它是用無粘性土自身最松和最密兩種極限狀態(tài)作為判別的基準(zhǔn)。 2.4.1 無粘性土的相對密實度53相對密實度dr 定義 定義（理論表達(dá)式）minmaxmaxeeeedrl定義（實用表達(dá)式）emax無粘性土處于最松狀態(tài)時的孔隙比，可由其最小干密度換算 emin無粘性土處于最密狀態(tài)時的孔隙比，可由其最大干密度換算 e無粘性土的天然孔隙比或填筑孔隙比 dmax無粘性土的最大干密度 dmin無粘性土的最小干密度 d無粘性土的天然干密度或填筑干密度 ddddddrdminmaxmaxmin541rdminee 無粘性土處于最密實的狀態(tài) 0rdmaxee 無粘性土處于最松散的狀態(tài)

21、 在工程上，用相對密實度劃分無粘性土狀態(tài)如下： 310rd3231rd132rd疏松中密密實由于測定最大、最小干密度存在人為因素，還有原狀土的取樣問題，造成即使對同一種土試驗，結(jié)果離散性也很大。還有其他劃分標(biāo)準(zhǔn)。551. 按天然孔隙比劃分砂土密實度2.4.2 無粘性土密實度劃分的其它方法2. 按標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)n劃分砂土密實度 將63.5kg63.5kg的穿心錘以76cm76cm的落距自由下落，將貫入器垂直打入土層中30cm30cm的錘擊數(shù)為n值。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的n值563. 按重型動力觸探擊數(shù)劃分碎石土的密實度（gb50007-2002）574. 按野外鑒別方法劃分碎石土的密實度58 粉土粉土為介

22、于砂土（粉砂）和黏土（粉質(zhì)粘土）砂土（粉砂）和黏土（粉質(zhì)粘土）之間的土類。 粉土中的粉粒（0.075mm0.005mm）和極細(xì)砂粒（0.075mm0.01mm）占絕對優(yōu)勢，黏粒和大于0.1mm砂粒的含量極少。易于液化，這方面與砂土類似，又易于濕陷、凍脹，這方面與黏土類似。 過去對土分類沒有粉土，現(xiàn)行國標(biāo)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gb 50007-2002）和巖土工程勘察規(guī)范（gb 50021-2001）把原亞砂土亞砂土和輕亞黏土輕亞黏土歸于粉土一類（砂砂質(zhì)粉土質(zhì)粉土、黏質(zhì)粉土黏質(zhì)粉土）。 山區(qū)重力堆積風(fēng)力堆積的黃土和黃土狀土黃土和黃土狀土，大多為粉土，具有大孔結(jié)構(gòu)及一定的濕陷性；水力堆積的飽和粉土

23、（廣泛分布于沖積平原、河流三角洲、沿海平原、湖積平原），極易振動液化。2.5 粉土的密實度和濕度2.5.1 粉土的概念59 巖土工程勘察規(guī)范（gb50021-2001）規(guī)定：粉土的密實度和濕度根據(jù)孔隙比e和含水量w(%)劃分，如下表。2.5.2 粉土的密實度和濕度60 膨脹土一般強度高、壓縮性低，易被誤認(rèn)為是建筑性能較好的土。 膨脹性強弱指標(biāo)：2.6 土的脹縮性、濕陷性和凍脹性2.6.1 土的脹縮性（expansibility and contractility）%10000wefvvvvw土樣原有體積v0土樣在水中膨脹穩(wěn)定后的體積 土的脹縮性是指黏性土具有吸水膨脹、失水收縮的兩種變形特征，也

24、稱“膨脹土”。61 膨脹土：土中蒙脫石、小于0.002mm的黏粒含量多，且吸附較多的na+ 、ca2+。 膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范（gbj 112-87）規(guī)定，具有下列工程地質(zhì)特征的場地，且自由膨脹率大于或等于40%的土，應(yīng)判定為膨脹土，裂隙發(fā)育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填著灰白、灰綠色黏土，在自然條件下呈堅硬或硬塑狀態(tài)；多出露于二級或二級以上階地、山前和盆地邊緣丘陵地帶，地形平緩，無明顯自然陡坎；常見淺層塑性滑坡、地裂，新開挖坑（槽）壁易發(fā)生坍塌等；建筑物裂隙隨氣候變化而張開和閉合。62 濕陷性黃土（濕陷性黃土（collapsible loess）：）：具有多孔隙結(jié)構(gòu)、含碳酸鹽類膠結(jié)物是

25、其產(chǎn)生濕陷性的根本原因。濕陷性黃土分為自重濕陷性黃土、非自重自重濕陷性黃土、非自重濕陷性黃土。濕陷性黃土。 干旱或半干旱地區(qū)的某些濕陷性碎石類土、砂類土。2.6.2 土的濕陷性（collapsibility） 土的濕陷性土的濕陷性是指土在自重應(yīng)力作用下或自重應(yīng)力和附加應(yīng)力綜合作用下，受水浸濕后土的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下陷的特征。63 濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范（gb50025-2003）規(guī)定： s 0.015時 非濕陷性黃土 s 0.015時 濕陷性黃土0pphhhsh0土樣原始高度hp土樣在壓力 p下的高度hp 土樣在壓力 p下加水濕陷下沉穩(wěn)定后的高度 濕陷性系數(shù)由室內(nèi)固結(jié)試驗測定：642

26、.6.3 土的凍脹性（frost heaving） 土的凍脹性土的凍脹性是指土的凍脹和凍融給建（構(gòu)）筑物帶來危害的變形特征。凍土不同土層含水量分布65土中水向凍結(jié)區(qū)的遷移和積集（2）凍結(jié)區(qū)冰晶體周圍土中結(jié)合水膜因結(jié)冰變薄，土粒產(chǎn)生剩余吸力；并使水膜中的離子濃度增加，加強了滲透壓力。未凍結(jié)區(qū)結(jié)合水膜較厚處的結(jié)合水被吸引到薄水膜處，又被凍結(jié)，使冰晶體增大。（3）季節(jié)性凍土的凍害程度取決于：土性、土的天然含水率多少、地下水位高低、毛細(xì)補水通道是否順暢等。問：1 為何有些黏土不是凍脹土？ 2 為何粗粒土也不是凍脹土？ 3 為何凍脹土大都是粉砂和粉土？天氣暖了，冰融化了，可下面還凍著呢，融化的水發(fā)生凍融

27、現(xiàn)象（1）凍區(qū)自由水先結(jié)冰，隨氣溫再下降，弱結(jié)合水最外層開始凍結(jié)，形成冰晶。治理措施：降排水、土性改良。66季節(jié)性凍土分為：一級：不凍脹一級：不凍脹二級：弱凍脹二級：弱凍脹三級：凍脹三級：凍脹四級：強凍脹四級：強凍脹五級：特級凍脹五級：特級凍脹672.7 土的分類 (soil classification)2.7.1 土的分類原則和標(biāo)準(zhǔn) 自然界的土類眾多，工程性質(zhì)各異，土的工程分類就是根據(jù)土的工程性質(zhì)差異將土劃分成一定的類別，其目的在于： (1) 根據(jù)土類，可以大致判斷土的基本工程特性，并可結(jié)合其它因素對地基土作出初步評價初步評價。 (2) 根據(jù)土類，可以合理確定不同的研究內(nèi)容和方法確定不同的

28、研究內(nèi)容和方法。 (3) 當(dāng)土的工程性質(zhì)不能滿足工程要求時，也需根據(jù)土類確定相應(yīng)的改良和處理方法相應(yīng)的改良和處理方法。 68工程分類原則 目前國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的土分類標(biāo)準(zhǔn)，各部門根據(jù)其用途和實踐經(jīng)驗采用各自的分類方法，但一般應(yīng)遵循下列基本原則： （1） 簡明的原則：簡明的原則：即分類采用的指標(biāo)，要既能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要測定簡單、應(yīng)用方便。 （2）工程特性差異的原則：）工程特性差異的原則：即分類應(yīng)綜合考慮土的主要工程特性，并采用影響土的工程特性的主要因素作為分類依據(jù)，以使劃分的土類之間有一定的質(zhì)或顯著的量的差別。69 影響土的工程性質(zhì)的三個主要因素是土的三相組成，物理狀態(tài)和結(jié)構(gòu)性。因

29、其工程性質(zhì)則主要取決于土的吸附結(jié)合水的能力三相組成、物理狀態(tài)方面的指標(biāo)采用粒度成分指標(biāo)采用可塑性指標(biāo)因其工程性質(zhì)取決于土粒的個體顆粒特性粗粒土細(xì)粒土70采用以成因、地質(zhì)年代為基礎(chǔ)的分類方法。 因為土是自然歷史的產(chǎn)物，土的工程性質(zhì)受土的成因與形成年代控制。不同成因、不同年代的土，其工程性質(zhì)有顯著差異。結(jié)構(gòu)性指標(biāo)71 土的工程分類體系，目前國內(nèi)外主要有兩種兩種：（1）建筑工程系統(tǒng)的分類體系）建筑工程系統(tǒng)的分類體系側(cè)重于把土作為建筑地基和環(huán)境，故以原狀土為基本對象，因此，對土的分類除考慮土的組成外，很注重土的天然結(jié)構(gòu)性，即土的粒間連接性質(zhì)和強度。 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（gb50007-2002） 巖

30、土工程勘察規(guī)范(gb50021-2001) （2）材料系統(tǒng)的分類體系）材料系統(tǒng)的分類體系側(cè)重于把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土地基等工程，故以擾動土為基本對象，對土的分類以土的組成為主，不考慮土的天然結(jié)構(gòu)性。 土的分類標(biāo)準(zhǔn)(gbj145-90) 72我國主要的土分類標(biāo)準(zhǔn) 土的分類標(biāo)準(zhǔn) (gbj145-90) 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 （gb50007-2002） 巖土工程勘察規(guī)范 (gb50021-2001) 水利水電工程地質(zhì)勘探規(guī)范（gb 50287-99）國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 鐵路工程地質(zhì)勘探規(guī)范 (tb 10012-2001) 公路工程地質(zhì)勘探規(guī)范 (tb 10077-20

31、01) 港口工程地質(zhì)勘探規(guī)范 （jtj 240-97） 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 (jtj 024-85) 公路土工試驗規(guī)程（jtj 051-93）73 該分類體系與國際的土分類體系在原則上沒有大的差別，只是在某些細(xì)節(jié)上作了一些變動。土的分類標(biāo)準(zhǔn)(gbj 145-90)7475 巨粒土和含巨粒土的分類 1. 巨粒土和粗粒土的分類標(biāo)準(zhǔn)b： bouldercb： cobblebsi：boulder with blende soilcbsi： cobble with blende soilsib： blende soil with bouldersicb： blende soil with cob

32、ble76 礫類土的分類 gw： well graded gravelgp： poorly graded gravelgf：gravel with finesgc： clayed gravelgm： silty gravel1. 巨粒土和粗粒土的分類標(biāo)準(zhǔn)77 砂類土的分類 sw： well graded sandsp： poorly graded sandsf：sand with finessc： clayed sandsm： silty sand1. 巨粒土和粗粒土的分類標(biāo)準(zhǔn)782. 細(xì)粒土的分類標(biāo)準(zhǔn)(塑性圖分類法)粗粒組（0.075mmd60mm）含量少于25%的土。采用錐尖入土17mm對

33、應(yīng)含水量時chhigh liquid limit claycllower liquid limit claymhhigh liquid limit mo mllower liquid limit mo細(xì)粒土的塑性圖分類法最早由casagrande于1942年提出。792. 細(xì)粒土的分類標(biāo)準(zhǔn)粗粒組（0.075mmd10的土土的名稱土的名稱顆粒級配顆粒級配砂質(zhì)粉土砂質(zhì)粉土粒徑小于粒徑小于0.005mm0.005mm的顆粒不超過全重的的顆粒不超過全重的1010黏質(zhì)粉土黏質(zhì)粉土粒徑小于粒徑小于0.005mm0.005mm的顆粒超過全重的的顆粒超過全重的1010粒徑大于粒徑大于 0.075mm0.075

34、mm的顆粒含量不超過全重的顆粒含量不超過全重 5050且塑性指數(shù)且塑性指數(shù) ip 10的土的土土的名稱土的名稱塑性指數(shù)塑性指數(shù)粉質(zhì)黏土粉質(zhì)黏土1060%有機質(zhì)土：有機質(zhì)含量 50%l,1.5wwel,1.0 1.5wwe特性e大，一般e1；壓縮性高；天然含水量高，天然含水量接近或大于液限；強度低，透水性差，變形穩(wěn)定時間長。具有一定分布區(qū)域或工程意義，具有特殊成分、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土具有一定分布區(qū)域或工程意義，具有特殊成分、狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土3.其他87（2）人工填土（3）濕陷性土由人類活動堆積而成的土。素填土：雜填土：沖填土： 土體在一定壓力下受水浸濕時產(chǎn)生的濕陷變形量達(dá)到一定數(shù)值（濕陷變形量

35、大）的土。水壓力濕陷 由碎石、砂或粉土、粘性土等一種或幾種材料組成 的填土，不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少。由含大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾組成的填土。是由水力沖填泥砂形成的填土。88（4）膨脹土（5）紅粘土 膨脹土是指粘粒成分主要由親水性粘粒礦物組成的粘性土。具有吸水膨脹，失水收縮的特性。 紅粘土是指碳酸鹽系出露的巖石，經(jīng)紅土化作用形成并覆蓋于基巖上的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土。液限一般大于50，上硬下軟，具明顯收縮性，裂隙發(fā)育。（6）多年凍土 三年以上溫度低于00c。雖凍土本身強度高，但受建筑物的影響，氣溫等自然條件變化可使其凍融或凍脹。89特殊性土的主要工程性質(zhì)特殊性土的主要工程性質(zhì)特殊性土是指

36、某些具有特殊物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)、工程性質(zhì)也較特殊的土。是在一定的條件下形成的，其分布有明顯的區(qū)域性特征。90特殊性土特殊性土的種類有：沿海及內(nèi)陸靜水沉積的淤泥類軟土南方和中南地區(qū)的膨脹土西南亞熱帶濕熱氣候條件下的紅粘土西北、華北干旱氣候區(qū)的黃土西北、華北干旱氣候區(qū)的鹽漬土高緯度、高海拔寒冷氣候區(qū)的凍土各地人類工程活動的人工填土91淤泥類粘土淤泥類粘土( mucky soil)： 是在靜水或水流緩慢的環(huán)境中沉積，并有微生物的參與，含有較多有機質(zhì)的疏松軟弱粘性土。 分布:沿海地區(qū)濱海相、瀉湖相、三角洲相； 內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相和沖積洪積沼澤相。 92分類：孔隙比e 1.5時,稱淤泥; 1.5e1.0

37、時,稱淤泥質(zhì)土; 10%有機質(zhì)含量5%時,稱有機質(zhì)土; 60%有機質(zhì)含量10%時,稱泥炭質(zhì)土; 有機質(zhì)含量60%時,稱泥炭.93工程特性：工程特性：含水量高，天然含水量液限，軟塑流塑狀態(tài)。透水性低，水平向滲透系數(shù)較大。壓縮性大，強度低，欠壓密狀態(tài)。顯著的蠕變和觸變性(高靈敏度)。 蠕變?nèi)渥?creep)：在一定荷載下，土的剪切變形隨時間增長的特性。1. 觸變觸變(thixotropy)：土受擾動后強度降低，但隨時間增長強度能部分恢復(fù)的性能。94膨脹土膨脹土(expansive soil)： 是一種富含親水性粘土礦物,且隨含水量的增減體積發(fā)生顯著脹縮變形的硬塑性粘土。 分布:全國,云南、廣西、貴州、湖北最具代表性。 一般位于山前丘陵地區(qū)或河谷高階地上。 95特征：特征：1)呈黃褐、灰白、花斑等顏色. 2)粘粒含量高，且為親水性很強的蒙脫石等粘土礦物，土中可溶鹽及有機質(zhì)含量較低，常含鐵錳或鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)構(gòu)致密. 3)表面有大量網(wǎng)狀裂隙，裂面有臘狀光澤的擠壓面。96工程特性：工程特性：低含水量，呈堅硬硬塑狀態(tài)孔隙比小，密度大高塑性，含粘粒及粉粒為主具膨脹力,自由膨脹量40%1. 天