土的物理力學(xué)性質(zhì)課件

土的物理性質(zhì)及分類2.1

概述2.2土的三相比例指標(biāo)2.3無粘性土的密實(shí)度2.4

粘性土的物理特征2.7土的壓實(shí)原理2.8土（巖）的工程分類2.5粉土的密度和濕度2.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性土的物理性質(zhì)及分類2.1概述2.2土的三相比例指標(biāo)2.土巖石風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積地質(zhì)成巖作用土的組成、結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)過程、條件2.1概述土巖石風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積地質(zhì)成巖作用土的組成、結(jié)構(gòu)過程、條件2土中氣體氣相次要作用固體顆粒固相構(gòu)成土體骨架起決定作用，大小和形狀、礦物成分及其組成是決定土的物理力學(xué)性質(zhì)的重要因素。

飽和土：土體孔隙完全被水充滿干土：土體孔隙完全被氣充滿非飽和土：孔隙中水和氣均存在土中水液相重要影響氣相固相液相++土體2.1概述土中氣體氣相次要作用固體顆粒固相構(gòu)成固體顆粒1.土粒的礦物成分原生礦物:母巖經(jīng)物理風(fēng)化而成,如石英、云母、長石；次生礦物：母巖經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成，如粘土礦物、鋁鐵氧化物、氫氧化物等。常見的粘土礦物有蒙脫石、伊里石、高嶺石；由于粘土礦物顆粒很細(xì)，比表面積很大，所以顆粒表面具有很強(qiáng)的與水作用的能力，因此，土中含粘土礦物愈多，則土的粘性、塑性和脹縮性也愈大。2.1概述固1.土粒的礦物成分2.1概述

2.土粒粒度與粒組

在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒組成的，土的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí),土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。土粒的大小稱為粒度，用粒徑表示。將大小相近，性質(zhì)相似的顆粒劃歸為一組，稱為粒組，劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。常用200、20、2、0.075、0.005mm把土粒分為六大粒組:漂石(塊石)顆粒、卵石(碎石)顆粒、圓礫（角礫）顆粒、砂粒、粉粒及粘粒。2.1概述2.1概述1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線2.1概述1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)結(jié)合水土中水液態(tài)水固態(tài)水：礦物晶體內(nèi)的結(jié)合水（結(jié)晶水），礦物的一部分，呈固態(tài)。自由水強(qiáng)結(jié)合水：緊靠土顆粒表面弱結(jié)合水：緊靠強(qiáng)結(jié)合水外圍重力水：能形成水壓力并能在土中流動(dòng)的水，位于地下水位以下毛細(xì)水：受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水，存在于地下水位以上的透水層中。氣態(tài)水：土中氣的一部分由于電分子引力作用而緊密吸附于土粒表面的水土中的水：2.1概述土中的水與粘粒有著復(fù)雜的相互作用產(chǎn)生細(xì)粒土的可塑性、結(jié)構(gòu)性、觸變性、脹縮性、濕陷性、凍脹性等。結(jié)合水土中水液態(tài)水固態(tài)水：礦物晶體內(nèi)的結(jié)合水（結(jié)晶水），礦物2.1概述土固相液相氣相三相組成物質(zhì)的性質(zhì)和三相比例指標(biāo)的大小。

三相組成物質(zhì)的性質(zhì)和三相比例指標(biāo)的大小，必然在土的輕重、松密、干濕、軟硬等一系列物理性質(zhì)有不同的反映。在一定程度上決定了土力學(xué)性質(zhì)。

2.1概述土固相液相氣相三相組成物質(zhì)的性質(zhì)和三相比例指標(biāo)的大土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度粘性土的軟硬狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標(biāo)(三相間的比例關(guān)系)力學(xué)特性影響表示2.2土的三相比例指標(biāo)表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo)，稱為土的三相比例指標(biāo),包括土粒比重、含水量，密度、孔隙比、孔隙率和飽和度等。三項(xiàng)成分的體積和質(zhì)量間的比例關(guān)系也決定著土的物理、力學(xué)性質(zhì)?！铩铩镂锢硇再|(zhì)是土的最基本的工程特性。土的物理狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標(biāo)力學(xué)特性影響表示2.2土的三相2.2土的三相比例指標(biāo)2.2.1土的三相簡圖

WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積2.2土的三相比例指標(biāo)2.2.1土的三相簡圖九個(gè)物理量:

VVvVsVaVw

msmwmam物性指標(biāo)是比例關(guān)系:可假設(shè)任一參數(shù)為1物理量關(guān)系:空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積其它指標(biāo)：三相草圖法計(jì)算實(shí)驗(yàn)室直接測定土粒相對密度ds土的含水量w土的密度2.2土的三相比例指標(biāo)九個(gè)物理量:物理量關(guān)系:空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)定義：土粒的密度與4?C時(shí)

純蒸餾水密度的比值表達(dá)式：單位:無量綱=1.0g/cm3土粒相對密度在數(shù)值上=土粒的密度空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積1.土粒相對密度測定：比重瓶法測定。變化幅度很小，通常按經(jīng)驗(yàn)值選用。2.2土的三相比例指標(biāo)定義：土粒的密度與4?C時(shí)

純蒸餾水密度的比值=1.0g/

定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)

量之比，用百分?jǐn)?shù)表示表達(dá)式：單位:無量綱一般范圍：變化范圍大2.土的含水量W空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積注意:

其實(shí)是含水比,可達(dá)到或超過100％測定:

烘干法2.2土的三相比例指標(biāo)定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)

量定義：土單位體積的質(zhì)量表達(dá)式：單位:kg/m3

或g/cm3一般范圍:1.60~2.20g/cm33.土的密度和天然重度空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積

相關(guān)指標(biāo):土的重度=g

單位:kN/m3

工程上更常用,用于計(jì)算土的

自重應(yīng)力土的密度用環(huán)刀法測定:2.2土的三相比例指標(biāo)定義：土單位體積的質(zhì)量3.土的密度和天然重度空氣水固體m土的孔隙比e和孔隙率n是反映土密實(shí)程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)，e或n越大，土越疏松，反之土越密實(shí)。一般e<0.6的土是密實(shí)的低壓縮性土，e>1.0的土是疏松的高壓縮性土。1.孔隙比e和孔隙率n2.2.2土的其他物理性質(zhì)指標(biāo)空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積砂類土：28-35%粘性土：30-50%，有的可達(dá)60-70%2.2土的三相比例指標(biāo)土的孔隙比e和孔隙率n是反映土密實(shí)程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)，e2.土的飽和度Sr砂土根據(jù)飽和度的指標(biāo)值分為稍濕、很濕與飽和三種濕度狀態(tài)。Sr<

0.5為稍濕；0.5

Sr0.8很濕；Sr>0.8飽和。空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積土中水的體積與孔隙體積的比值飽和度表示孔隙中充滿水的程度：對干土：Sr=0對飽和土：Sr=12.2土的三相比例指標(biāo)2.土的飽和度Sr砂土根據(jù)飽和度的指標(biāo)值分為稍濕、很濕與飽和干密度：土被烘干時(shí)的密度，

干容重：天然密度

天然容重飽和密度：土飽和時(shí)的密度，

飽和容重：有效重度(浮容重：)空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積3.干密度

、飽和密度

、有效密度′有效密度:2.2土的三相比例指標(biāo)干密度：土被烘干時(shí)的密度，

天然密度飽和密度：土飽和時(shí)的密度天然密度干密度飽和密度有效密度天然容重干容重飽和容重浮容重空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積各種密度容重間的大小關(guān)系:2.2土的三相比例指標(biāo)天然密度天然容重空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVs令Vs=1，2.2.3指標(biāo)間的換算空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

所以VV=e,V=1+e2.2土的三相比例指標(biāo)令Vs=1，2.2.3指標(biāo)間的換算空氣水固體ma=由上式：氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)由上式：氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=e氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρ氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρ氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρ氣水土粒ms=

Vs＝V=質(zhì)量m體積VVv=mw=

m=

三相草圖2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒ms=Vs＝V=質(zhì)量m體積VVv=mw=m=三2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.3無粘性土的密實(shí)度無粘性土砂(類)土碎石(類)土★無粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度。2.3無粘性土的密實(shí)度無粘性土砂(類)土★無粘性土的物理密實(shí)

中密

稍密松散礫砂、粗砂、中砂e<0.60.6e0.750.75<

e0.85e0.85細(xì)砂e<0.70.7e0.850.85<

e0.95e0.95一、砂土的密實(shí)度

1.砂土的密實(shí)度可用天然孔隙比衡量。一般e小于0.6，屬密實(shí)的砂土，是良好的天然地基，當(dāng)e大于0.95時(shí)，為松散狀態(tài)，不宜作天然地基。根據(jù)e將砂土分為密實(shí)、中密、稍密和松散四種狀態(tài)(TJ7-74)：土的名稱密實(shí)度2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散礫砂、粗砂、中砂e<0

根據(jù)孔隙比e來評定砂土的密實(shí)度雖然簡單，但未考慮土顆粒級配的影響。同樣孔隙比的砂土,當(dāng)顆粒不均勻時(shí)較密實(shí),當(dāng)顆粒均勻時(shí)較疏松。若考慮級配因素，可采用相對密實(shí)度Dr來表示砂土的密實(shí)度：=1dminswswmax-=rrde1dmaxmin-rrde按Dr值可將砂土的密實(shí)狀態(tài)劃分如下三類：

Dr>2/3密實(shí)

2/3Dr>1/3中密

1/3Dr

松散Dr=0最松散狀態(tài)Dr=1最密實(shí)狀態(tài)2.3無粘性土的密實(shí)度根據(jù)孔隙比e來評定砂土的密實(shí)度雖然簡單，但未土的物理力學(xué)性質(zhì)課件2.3無粘性土的密實(shí)度2.3無粘性土的密實(shí)度砂土的密實(shí)度(GB50007-2002)注：表中N為實(shí)測平均值。密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散標(biāo)貫擊數(shù)NN>3030≥N>1515≥N>10N≤10按實(shí)測平均N劃分砂土的密實(shí)度(JTJ024-85)密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散標(biāo)貫擊數(shù)N50-3029-109-5<52.3無粘性土的密實(shí)度砂土的密實(shí)度(GB50007-2002)注：表中N2.碎石土的密實(shí)度

碎石土更不宜取得原狀土樣，也難于將貫入器擊入其中。對這類土可在現(xiàn)場進(jìn)行觀察,根據(jù)其骨架顆粒含量、排列、可挖性及可鉆性鑒別。將碎石土分為密實(shí)、中密、稍密和松散四種。碎石土密實(shí)度野外鑒別方法（GB50007-2002）：2.3無粘性土的密實(shí)度2.碎石土的密實(shí)度2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)度骨架顆粒含量和排列可挖性可鉆性密實(shí)骨架顆粒含量大于總重的70%，呈交錯(cuò)排列，連續(xù)接觸鍬鎬挖掘困難，用撬棍才能松動(dòng)；井壁一般較穩(wěn)定鉆進(jìn)極困難；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿、吊錘跳動(dòng)劇烈；孔壁較穩(wěn)定中密骨架顆粒含量等于總量的60%~70%，呈交錯(cuò)排列，大部分接觸鍬鎬可挖掘；井壁有掉塊現(xiàn)象；從井壁取出大顆粒處能保持顆粒凹面形狀鉆進(jìn)較困難；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿、吊錘跳動(dòng)劇烈；孔壁有坍塌現(xiàn)象稍密骨架顆粒含量等于總重的55%~60%，排列混亂，大部分不接觸鍬可以挖掘；井壁易坍塌；從井壁取出大顆粒后，砂土立即坍落鉆進(jìn)較容易；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿稍有跳動(dòng)；孔壁易坍塌松散骨架顆粒含量小于總重的55%，排列十分混亂，絕大部分不接觸鍬易挖掘；井壁極易坍塌鉆進(jìn)很容易；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿無跳動(dòng)；孔壁極易坍塌

碎石土密實(shí)度野外鑒別方法2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)度骨架顆粒含量可挖性可鉆性密實(shí)骨架顆粒含量大于總重密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)《規(guī)范》采用重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)來劃分碎石土的密實(shí)度。碎石土的密實(shí)度GB50021-2001(貫入深度10cm）——桿長修正系數(shù)。2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)《規(guī)范》采用重型重型和超重型動(dòng)力觸探是評價(jià)碎石和卵、礫石地層密實(shí)度的有效試驗(yàn)工具。穿心錘觸探桿尖錐頭錘墊4274重型圓錐動(dòng)力觸探2.3無粘性土的密實(shí)度重型和超重型動(dòng)力觸探是評價(jià)碎石和卵、礫石地層密實(shí)度的有效試驗(yàn)圓錐動(dòng)力觸探類型2.3無粘性土的密實(shí)度圓錐動(dòng)力觸探類型2.3無粘性土的密實(shí)度作業(yè)：課本2-1、2-2、2-4；

作業(yè)：例2某一施工現(xiàn)場需要填土，基坑的體積為2000m3，土方來源是從附近土丘開挖，經(jīng)勘察土的土粒相對密度為2.70,含水量為15%,孔隙比為0.60。要求填土的含水量為17%,干密度為1.76g/cm3,問:(1)取土場的土重度、干重度和飽和度是多少？(2)應(yīng)從取土場開采多少方土?(3)碾壓時(shí)應(yīng)灑多少水?填土的孔隙比是多少?（２）填土場取土場（３）灑多少水解（１）2.2土的三相比例指標(biāo)例2某一施工現(xiàn)場需要填土，基坑的體積為2000m3，土第二講第二講第二章土的物理性質(zhì)及工程分類防災(zāi)工程系王振宇第二章土的物理性質(zhì)及工程分類防災(zāi)工程系一般土的物理指標(biāo)中獨(dú)立變量有哪幾個(gè)？其它指標(biāo)還有哪些？它們是怎樣得到的？

空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積提問-1土的密度土粒比重（土粒相對密度）土的含水量實(shí)驗(yàn)室測定孔隙比和孔隙率土的飽和度干密度、飽和密度、有效密度三項(xiàng)草圖法計(jì)算一般土的物理指標(biāo)中獨(dú)立變量有哪幾個(gè)？空氣水固體ma=提問-2無粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度，那么對于砂土的密實(shí)程度一般可用哪些指標(biāo)或參數(shù)來判別？天然孔隙比e相對密實(shí)度Dr標(biāo)貫試驗(yàn)的錘擊數(shù)N提問-2無粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度

2.4.1粘性土的界限含水量同一種粘性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)。由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量，叫界限含水量，總稱為阿太堡界限。界限含水量的測定方法：塑限：搓條法；液限：錐式液限儀（如下圖）。2.4粘性土的物理特征2.4.1粘性土的界限含水量2.4粘性土界限含水量的測定方法：塑限：搓條法；液限：錐式液限儀。塑限試驗(yàn)錐式液限儀2.4粘性土的物理特征界限含水量的測定方法：塑限試驗(yàn)錐式液限儀2.4粘性土的物理特上述測定塑限、液限的方法存在的主要缺點(diǎn)是手工操作，受人為影響大，結(jié)果不穩(wěn)定?！锻凉ぴ囼?yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50123－1999）（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)）介紹了塑限、液限聯(lián)合測定方法。121083圓錐入土深度mm2.4粘性土的物理特征上述測定塑限、液限的方法存在的主要缺點(diǎn)是手工操作，受人為影響2.4.2粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)

（1）塑性指數(shù)IP：（省去%）IP表示土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍大小。它與顆粒粗細(xì)、礦物成分和水中離子成分的濃度有關(guān)。土顆粒越細(xì)，則比表面越大，土的結(jié)合水含量越高，IP越大。當(dāng)水中高價(jià)陽離子濃度增加時(shí)，土粒表面吸附的反離子層厚度變薄,結(jié)合水含量相應(yīng)減少，IP也??；反之，IP變大。

IP與礦物成分的關(guān)系（如下圖）。2.4粘性土的物理特征2.4.2粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)（省去%）IP粘粒含量蒙脫石高嶺石伊利石蒙脫石粘粒含量IPIP與礦物成分的關(guān)系2.4粘性土的物理特征IP粘粒含量蒙脫石高嶺石伊利石蒙脫石粘粒含量IPIP與礦物成

由于Ip能反映土的塑性大小和反映影響粘性土特征的各種重要因素,因此,工程上常用它對粘性土進(jìn)行分類:塑性指數(shù)Ip土的名稱Ip17粘土10<Ip17粉質(zhì)粘土2.4粘性土的物理特征由于Ip能反映土的塑性大小和反映影響粘性土特征（2）液性指數(shù)ILIL是反映粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)。流動(dòng)狀態(tài);可塑狀態(tài);固態(tài)。流塑狀態(tài)2.4粘性土的物理特征（2）液性指數(shù)ILIL是反映粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)。流動(dòng)狀態(tài);粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（GB50007-2002）狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（JTJ024-85）分級堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬狀態(tài)可塑狀態(tài)流塑狀態(tài)硬塑軟塑液性指數(shù)2.4粘性土的物理特征粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（GB50007-2002）狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑（3）粘性土的稠度土的天然稠度可用于劃分路基的干濕狀態(tài)（見表2-5）（公路土工規(guī)程）2.4粘性土的物理特征（3）粘性土的稠度土的天然稠度可用于劃分路基的干濕狀態(tài)（見表2.4.3粘性土的活動(dòng)度、靈敏度和觸變性

活動(dòng)度：粒徑小于0.002mm顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比A<0.75 非活性粘土A=075–1.25 正常粘土A>1.25 活性粘土1、粘性土的活動(dòng)度：反應(yīng)粘性土中所含礦物的活動(dòng)性。2.4粘性土的物理特征2.4.3粘性土的活動(dòng)度、靈敏度和觸變性活動(dòng)度：粒徑小2、粘性土的靈敏度和觸變性天然狀態(tài)的粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低、壓縮性增大。土的結(jié)構(gòu)性對強(qiáng)度的這種影響，可用靈敏度衡量：根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分為：低靈敏中靈敏和高靈敏三類。飽和粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低，但當(dāng)擾動(dòng)停止后，強(qiáng)度又隨時(shí)間增大，這種特性稱為觸變性。觸變性：2.4粘性土的物理特征2、粘性土的靈敏度和觸變性根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分為：2.5粉土的密實(shí)度和濕度1、粉土：介于砂土和黏性土之間，粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重的50%，且塑性指數(shù)Ip10的土。2、粉土的密實(shí)度和濕度(GB50021-2001)密實(shí)度密實(shí)中密稍密孔隙比ee0.750.75e0.90e>0.90濕度稍濕濕很濕含水量2020

30>302.5粉土的密實(shí)度和濕度1、粉土：介于砂土和黏性土之間，一、土的脹縮性粘性土吸水膨脹失水收縮自由膨脹率ef：二、土的濕陷性濕陷系數(shù)s：s＜0.015，非濕陷性黃土s≥0.015，濕陷性黃土《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》GBJ112-87《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》GB50025-20042.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性hp：壓縮穩(wěn)定后高度h’p：加水浸濕壓縮高度一、土的脹縮性粘性土吸水膨脹失水收縮自由膨脹率ef：二、土2.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性3.凍脹性毛細(xì)水土顆粒結(jié)合水冰

機(jī)理---復(fù)雜,開始認(rèn)為是水變成冰的體脹.自由水凍結(jié)溫度0oc,結(jié)合水凍結(jié)溫度-0.5~-30oc2.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性3.凍脹性毛細(xì)水土顆粒吸引毛細(xì)水自由水+外層(弱)結(jié)合水凍結(jié),形成冰針,冰透鏡結(jié)合水膜變薄,離子濃度加大,吸力增加吸引地下水冰晶體不斷增大2.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性吸引毛細(xì)水自由水+外層(弱)結(jié)合水凍結(jié),形成冰針,冰透鏡結(jié)合按：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002《凍土地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ118-89Ⅰ級不凍脹地基土Ⅱ級弱凍脹Ⅲ級凍脹Ⅳ級強(qiáng)凍脹Ⅴ級特強(qiáng)凍脹平均凍脹率η：2.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性按：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002Ⅰ地基土2.7土的壓實(shí)原理在工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到填土壓實(shí)的問題，例如修筑道路，堤壩，飛機(jī)廠，運(yùn)動(dòng)場，擋土墻，埋設(shè)管道，建筑物地基的回填等。為了提高填土的強(qiáng)度，增加土的密實(shí)度，降低其透水性和壓縮性，通常用分層壓實(shí)的辦法來處理地基。

壓路機(jī)2.7土的壓實(shí)原理在工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到填土壓實(shí)的問題，壓實(shí)：指通過夯打、振動(dòng)、碾壓等，使土體變得密實(shí)、以提高土的強(qiáng)度、減小土的壓縮性和滲透性壓實(shí)性：指土在一定壓實(shí)能量作用下密度增長的特性研究壓實(shí)性的目的：

以最小的能量消耗獲得最大的壓實(shí)密度

壓實(shí)方法：室內(nèi)壓實(shí)試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn):夯打、振動(dòng)、碾壓2.7土的壓實(shí)原理壓實(shí)：指通過夯打、振動(dòng)、碾壓等，使土體變得密實(shí)、以提高土的強(qiáng)一.室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)二.細(xì)粒土的壓實(shí)性三.粗粒土的壓實(shí)性2.7土的壓實(shí)原理一.室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)二.細(xì)粒土的壓實(shí)性三.粗粒土的壓一.室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)

在試驗(yàn)室內(nèi)通過擊實(shí)試驗(yàn)研究土的壓實(shí)性。擊實(shí)試驗(yàn)有輕型和重型兩種。擊實(shí)筒護(hù)筒擊錘導(dǎo)筒土2.7土的壓實(shí)原理一.室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)在試驗(yàn)室內(nèi)通過擊實(shí)試驗(yàn)研究土的壓實(shí)輕型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于5mm的土，擊實(shí)筒容積為947cm3，擊錘質(zhì)量為2.5kg。把制備成一定含水量的土料分三層裝入擊實(shí)筒，每層土料用擊錘均勻錘擊25下，擊錘落高為30.5cm

重型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于40mm的土，擊實(shí)筒容積為2104cm3，擊錘質(zhì)量為4.5kg，擊錘落高為45.7cm

。分五層擊實(shí)，每層56擊。根據(jù)擊實(shí)后土樣的密度和實(shí)測含水量計(jì)算相應(yīng)的干密度

注意：僅適用于細(xì)粒土；對粗粒土，可用較大尺寸的擊實(shí)儀2.7土的壓實(shí)原理輕型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于5mm的土，擊實(shí)筒容積為947cm1.擊實(shí)曲線特點(diǎn)：①具有峰值②位于飽和曲線之下

0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmax=1.86wop=12.1最大干密度:在擊數(shù)一定的條件下，當(dāng)含水率較低時(shí)，擊實(shí)后的干密度隨著含水率的增加而增大；而當(dāng)含水率達(dá)到某一值時(shí)，干密度達(dá)到最大值，此時(shí)含水率繼續(xù)增加反而招致干密度的減小。這個(gè)最大值稱為最大干密度，與它對應(yīng)的含水率稱為最優(yōu)含水率

二.細(xì)粒土的壓實(shí)性2.7土的壓實(shí)原理擊實(shí)曲線1.擊實(shí)曲線特點(diǎn)：04812.理論分析壓實(shí)機(jī)理：顆粒被擊碎，土粒定向排列;土粒破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破壞而發(fā)生孔隙體積減小;氣被擠出或被壓縮等0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmax=1.86wop=12.1二.細(xì)粒土的壓實(shí)性2.理論分析壓實(shí)機(jī)理：顆粒被擊碎，土粒定向排列;03.影響因素a.擊實(shí)功能二.細(xì)粒土的壓實(shí)性b.土的級配、含水量

c.擊實(shí)方式夯實(shí)、輾壓、振動(dòng)；輾壓對粘土比較合適

E-r-w-max,dOp,,E3.影響因素a.擊實(shí)功能二.細(xì)粒土的壓實(shí)性b.土二.細(xì)粒土的壓實(shí)性4.土的壓實(shí)度土的壓實(shí)度定義為現(xiàn)場土質(zhì)材料壓實(shí)后的干密度與室內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)最大干密度之比，或稱為壓實(shí)系數(shù)：在工程中，填土的壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)常以壓實(shí)度來控制，要求壓實(shí)度接近于1，表明對壓實(shí)質(zhì)量的要求越高。二.細(xì)粒土的壓實(shí)性4.土的壓實(shí)度土的壓實(shí)度定義為現(xiàn)場①不存在最優(yōu)含水量；②在完全風(fēng)干和飽和兩種狀態(tài)下易于擊實(shí)；

三.無粘性土的壓實(shí)性1.擊實(shí)曲線特點(diǎn)100%粗砂

ω

=4~5%中砂

ω=7%；時(shí)，干密度最小

2.理論分析

對粗粒土，擊實(shí)過程中可以自由排水，不存在細(xì)粒土中出現(xiàn)的現(xiàn)象。在潮濕狀態(tài)下，存在著假凝聚力，加大了阻力。3.壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

常用相對密實(shí)度控制Dr>0.7~0.75

施工過程中要么風(fēng)干，要么就充分灑水，使土料飽和2.7土的壓實(shí)原理三.無粘性土的壓實(shí)性1.擊實(shí)曲線特點(diǎn)100%粗砂ω目的：依據(jù)：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002分類法公路橋涵地基土分類法是將工程性質(zhì)相近的土進(jìn)行分類便于研究及應(yīng)用－簡明能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)－工程特征差異土的組成土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)公路路基土分類法一、土的分類原則和標(biāo)準(zhǔn)2.8土的工程分類目的：依據(jù)：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002分類工程用土一般土特殊土黃土膨脹土紅粘土凍土鹽漬土有機(jī)土無機(jī)土巨粒土含巨粒的土粗粒土細(xì)粒土漂石卵石混合巨粒土巨?；旌贤恋[類土砂類土粉土粘土土的總分類體系國際-卡薩格蘭特開始國內(nèi)-《土的分類標(biāo)準(zhǔn)》定量2.8土的工程分類工程用土一般土特殊土黃土有機(jī)土無機(jī)土巨粒土含巨粒的土粗粒土細(xì)巨粒土和粗粒土粒組含量級配指標(biāo)細(xì)粒塑性細(xì)粒土塑性圖C—clayM—moO--organicH—highliquidlimitL—lowliquidlimitW—wellgradedP—poorgraded圖中液限為17mm液限2.8土的工程分類巨粒土和粗粒土粒組含量細(xì)粒土塑性圖C—clayM—m建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002分類法（按粒度成分和塑性指數(shù)劃分）二、建筑地基土的分類巖石；碎石類土；粒徑>2mm的顆粒含量超過50%；砂土；粒徑>0.075mm的顆粒含量超過50%；粉土；IP10、粒徑>0.075mm的顆粒含量不超過50%；粘性土；IP10，當(dāng)10<IP17為粉質(zhì)粘土,當(dāng)IP>17為粘土;人工填土六大類。2.8土的工程分類建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002分類法（按粒度1.巖石的工程分類：（1）巖石按成因條件分:巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。（2）巖石按堅(jiān)固性分：堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖、極軟巖。飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值極軟巖軟巖較軟巖較硬巖堅(jiān)硬巖堅(jiān)硬程度類別2.8土的工程分類1.巖石的工程分類：飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值極軟巖軟巖較軟巖較巖漿巖沉積巖

變質(zhì)巖

2.8土的工程分類巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖2.8土的工程分類巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分名稱定性鑒定代表性巖石硬質(zhì)巖堅(jiān)硬巖錘擊聲清脆，有回彈，震手，難擊碎；浸水后，大多無吸水反應(yīng)末風(fēng)化～微風(fēng)化的花崗巖、正長巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、片麻巖、石英片巖、硅質(zhì)板巖、石英巖、硅質(zhì)膠結(jié)的礫巖、石英砂巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等較堅(jiān)硬巖錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍震手，較難擊碎；浸水后，有輕微吸水反應(yīng)1.弱風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；2.未風(fēng)化～微風(fēng)化的：熔結(jié)凝灰?guī)r、大理巖、板巖、白云巖、石灰?guī)r、鈣質(zhì)膠結(jié)的砂巖等軟質(zhì)巖較軟巖錘擊聲不清脆，無回彈，較易擊碎；浸水后，指甲可刻出印痕1.強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；2.弱風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖；3.未風(fēng)化～微風(fēng)化的：凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、頁巖等軟巖錘擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎；浸水后，手可掰開1.強(qiáng)風(fēng)化的堅(jiān)硬巖；2.弱風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化的較堅(jiān)硬巖；3.弱風(fēng)化的較軟巖；4.未風(fēng)化的泥巖等極軟巖錘擊聲啞，無回彈，有較深凹痕，手可捏碎；浸水后，可捏成團(tuán)1.全風(fēng)化的各種巖石；2.各種半成巖當(dāng)缺乏單軸飽和抗壓強(qiáng)度時(shí),可在現(xiàn)場通過觀察定性劃分:2.8土的工程分類巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分名稱定性鑒定代風(fēng)化程度野外特征風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)波速比風(fēng)化系數(shù)未風(fēng)化巖質(zhì)新鮮，偶見風(fēng)化痕跡0.9～1.00.9～1.0微風(fēng)化結(jié)構(gòu)基本未變，僅解理面有渲染或略有變色，有少量風(fēng)化裂隙0.8～0.90.8～0.9中等風(fēng)化結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面有次生礦物，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊。用鎬難以挖動(dòng)，巖芯鉆方可鉆進(jìn)0.6～.080.4～0.8強(qiáng)風(fēng)化結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分顯著變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體破碎，用鎬可以挖動(dòng)，干鉆不易鉆進(jìn)0.4～0.6＜0.4全風(fēng)化結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，用鎬可挖，干鉆可鉆進(jìn)0.2～0.4——?dú)埛e土組織結(jié)構(gòu)全部破壞，已風(fēng)化成土狀，鍬鎬易挖掘，干鉆易鉆進(jìn)，具可塑性＜0.2——(3)巖石按風(fēng)化程度分:GB50021-2001。注：1.波速比為風(fēng)化巖石與新鮮巖石壓縮波速度之比

2.風(fēng)化系數(shù)為風(fēng)化巖石與新鮮巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度之比2.8土的工程分類風(fēng)化野外特征風(fēng)化程度參數(shù)指標(biāo)波速比風(fēng)化名稱結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度主要結(jié)構(gòu)面的結(jié)合程度主要結(jié)構(gòu)面類型相應(yīng)結(jié)構(gòu)類型

組數(shù)平均間距(m)完整1～2＞1.0結(jié)合好或結(jié)合一般節(jié)理、裂隙、層面整體狀或巨厚層狀結(jié)構(gòu)較完整1～2＞1.0結(jié)合差節(jié)理、裂隙、層面塊狀或厚層狀結(jié)構(gòu)2～31.0～0.4結(jié)合好或結(jié)合一般塊狀結(jié)構(gòu)較破碎2～31.0～0.4結(jié)合差節(jié)理、裂隙、層面、小斷層裂隙塊狀或中厚層狀結(jié)構(gòu)≥30.4～0.2結(jié)合好鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)結(jié)合一般中、薄層狀結(jié)構(gòu)破碎≥30.4～0.2結(jié)合差各種類型結(jié)構(gòu)面裂隙塊狀結(jié)構(gòu)≤0.2結(jié)合一般或結(jié)合差碎裂結(jié)構(gòu)極破碎無序

結(jié)合很差

散體狀結(jié)構(gòu)(4)巖石按完整程度分:GB50021-2001。2.8土的工程分類名稱結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度主要結(jié)構(gòu)面主要結(jié)構(gòu)面類型相應(yīng)結(jié)2.碎石土分類:碎石土為粒徑大于2mm的顆粒含量超過總量50%的土。（1）按粒組含量及顆粒形狀分為六種：漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫。（2）按密實(shí)度分：1.按重型圓錐動(dòng)力觸探分為松散、稍密、中密、密實(shí)四種。

2.按超重型圓錐動(dòng)力觸探分為松散、稍密、中密、密實(shí)、很密五種。2.8土的工程分類2.碎石土分類:碎石土為粒徑大于2mm的顆粒含量超過總量50棱角形為主角礫粒徑大于2mm的顆粒超過總量的50%圓形及亞圓形為主圓礫棱角形為主碎石粒徑大于20mm的顆粒超過總量的50%圓形及亞圓形為主卵石棱角形為主塊石粒徑大于200mm的顆粒超過總量的50%圓形及亞圓形為主漂石粒組含量顆粒形狀土的名稱碎石土按粒組含量及顆粒形狀分類注:分類時(shí)應(yīng)根據(jù)粒組含量由大到小以最先符合者確定.2.8土的工程分類棱角形為主角礫粒徑大于2mm的顆粒超過總量的50%圓形及亞圓密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)碎石土的密實(shí)度(錘重63.5kg,落距76cm,貫入深度10cm）——桿長修正系數(shù)。通常碎石土的強(qiáng)度大、壓縮性小、滲透性大、為良好的地基。2.8土的工程分類密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)碎石土的密實(shí)稍密密實(shí)度松散碎石土的密實(shí)度

很密密實(shí)中密超重型圓錐動(dòng)力觸探(錘重120kg,落距100cm,貫入10cm)——桿長修正系數(shù)。2.8土的工程分類稍密密實(shí)度松散碎石土的密實(shí)度3.砂土分類:粒徑大于2mm的顆粒含量不超過總量的50%，而粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過總量50%的土。土的名稱粒組含量礫砂粒徑大于2mm的顆粒占總量的25%-50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒超過總量的50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒超過總量的50%細(xì)砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過總量的85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過總量的50%（1）砂土按粒徑大小分類2.8土的工程分類3.砂土分類:粒徑大于2mm的顆粒含量不超過總量的50%，而（2）砂土密實(shí)度按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)分類注：表中N為實(shí)測值。2.8土的工程分類（2）砂土密實(shí)度按標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)分類注：表中N為實(shí)測值。2.8通常礫砂、粗砂、中砂為良好的地基；細(xì)砂和粉砂要具體分析，如果處于密實(shí)狀態(tài)，仍為良好地基；如為飽和疏松狀態(tài)，在地震和其他動(dòng)力荷載作用下易產(chǎn)生液化，為不良地基。（3）砂土的濕度按飽和度可劃分為飽和、很濕、和稍濕三種。5080很濕的稍濕的飽和的（%）2.8土的工程分類通常礫砂、粗砂、中砂為良好的地基；細(xì)砂和粉砂要具體分析，如果4.粉土:

、粒徑大于0.075mm的顆粒不超過總量50%的土。粉土的性質(zhì)介于砂土和粘性土之間，可分為粘質(zhì)粉土和砂質(zhì)粉土。土的名稱粒組含量粘質(zhì)粉土粒徑小于0.005mm的顆粒超過總量的10%砂質(zhì)粉土粒徑大于0.075mm的顆粒超過總量的30％2.8土的工程分類4.粉土:、粒徑大于0.075mm的顆粉土的密實(shí)度按e劃分為三等：天然孔隙比密實(shí)度密實(shí)中密稍密粉土的濕度按劃分為三等：含水量粉土的濕度稍濕濕很濕密實(shí)粉土性質(zhì)良好，飽和稍密的粉土在地震時(shí)易產(chǎn)生液化，為不良地基。2.8土的工程分類粉土的密實(shí)度按e劃分為三等：天然孔隙比密實(shí)度密實(shí)中密稍密粉土5.粘性土:IP10，當(dāng)10<IP17為粉質(zhì)粘土,當(dāng)IP>17為粘土。粘性土按液性指數(shù)分為：堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑狀態(tài)。硬塑狀態(tài)粘性土為良好地基，流塑狀態(tài)的粘性土為軟弱地基。粘性土軟硬狀態(tài)的劃分2.8土的工程分類5.粘性土:IP10，當(dāng)10<IP17為粉質(zhì)粘土,當(dāng)I6.人工填土:由于人類活動(dòng)堆積而形成的土,其物質(zhì)成分雜亂,均勻性差。根據(jù)成因及堆積成分不同可分為三類：（1）素填土：由碎石土、砂土、粉土、粘性土等組成的填土。（2）雜填土：含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土。（3）沖填土：由水力沖填泥沙形成沉積土。以上六大類巖土是工程中經(jīng)常遇到的。2.8土的工程分類6.人工填土:由于人類活動(dòng)堆積而形成的土,其物質(zhì)成分雜亂,均7.特殊土:包括以下幾種。(1)淤泥和淤泥質(zhì)土:在靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積并經(jīng)生物化學(xué)作用形成、其的粘性土。當(dāng)時(shí)為淤泥，為淤泥質(zhì)土。（2）紅粘土：碳酸巖系的巖石經(jīng)過紅土化作用形成以高嶺石為主，含有大量氧化鐵的棕紅、褐黃的高塑性粘土。其一般大于50%，密度低、含水量高、具有明顯的收縮性，但力學(xué)性質(zhì)一般良好。當(dāng)40%~50%時(shí)稱為次生紅粘土。2.8土的工程分類7.特殊土:包括以下幾種。2.8土的工程分類（3）膨脹土：土中粘粒成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮特性的粘性土。（4）濕陷性土：浸水后產(chǎn)生附加沉降，其自重濕陷系數(shù)大于0.015的土。濕陷系數(shù)：飽和自重壓力下，變形穩(wěn)定后高度飽和自重壓力下，浸水濕陷變形穩(wěn)定后高度土樣原始高度2.8土的工程分類（3）膨脹土：土中粘粒成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有顯著碎石土（CrushedStone）砂土（Sands）粘性土（ClayeySoil）三、公路橋涵地基土的工程分類——按顆粒級配和塑性指數(shù)

《公路橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ024-852.8土的工程分類碎石土（CrushedStone）三、公路橋涵地基土的工1、碎石土2、砂土與《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002》完全相同2.8土的工程分類1、碎石土2、砂土與《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-23、粘性土2.8土的工程分類3、粘性土2.8土的工程分類——按顆粒級配

《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTJ051-93巨粒土（CrushedStone）粗粒土（Sands）細(xì)粒土（ClayeySoil）特殊土（SpecialSoil）四、公路路基土的工程分類2.8土的工程分類——按顆粒級配

《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JT小結(jié)1.土的定義、組成、性質(zhì)。2.顆粒級配判斷指標(biāo)：不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)3.土的三相比例指標(biāo)及換算方法：直接測定指標(biāo)、換算指標(biāo)。4.土的物理狀態(tài)指標(biāo)：砂土的密實(shí)度、粘性土的特性及指標(biāo)5.地基土的工程分類：粗粒土（粒徑>0.075mm)按顆粒形狀和粒徑大小分類，細(xì)粒土(粒徑<0.075mm)按塑性指數(shù)分類。小結(jié)1.土的定義、組成、性質(zhì)。作業(yè)：

一、課本p612-5；二、熟悉課本2.7土的分類。作業(yè)：土的物理性質(zhì)及分類2.1

概述2.2土的三相比例指標(biāo)2.3無粘性土的密實(shí)度2.4

粘性土的物理特征2.7土的壓實(shí)原理2.8土（巖）的工程分類2.5粉土的密度和濕度2.6土的脹縮性、濕陷性和凍脹性土的物理性質(zhì)及分類2.1概述2.2土的三相比例指標(biāo)2.土巖石風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積地質(zhì)成巖作用土的組成、結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì)過程、條件2.1概述土巖石風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積地質(zhì)成巖作用土的組成、結(jié)構(gòu)過程、條件2土中氣體氣相次要作用固體顆粒固相構(gòu)成土體骨架起決定作用，大小和形狀、礦物成分及其組成是決定土的物理力學(xué)性質(zhì)的重要因素。

飽和土：土體孔隙完全被水充滿干土：土體孔隙完全被氣充滿非飽和土：孔隙中水和氣均存在土中水液相重要影響氣相固相液相++土體2.1概述土中氣體氣相次要作用固體顆粒固相構(gòu)成固體顆粒1.土粒的礦物成分原生礦物:母巖經(jīng)物理風(fēng)化而成,如石英、云母、長石；次生礦物：母巖經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成，如粘土礦物、鋁鐵氧化物、氫氧化物等。常見的粘土礦物有蒙脫石、伊里石、高嶺石；由于粘土礦物顆粒很細(xì)，比表面積很大，所以顆粒表面具有很強(qiáng)的與水作用的能力，因此，土中含粘土礦物愈多，則土的粘性、塑性和脹縮性也愈大。2.1概述固1.土粒的礦物成分2.1概述

2.土粒粒度與粒組

在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒組成的，土的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí),土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。土粒的大小稱為粒度，用粒徑表示。將大小相近，性質(zhì)相似的顆粒劃歸為一組，稱為粒組，劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。常用200、20、2、0.075、0.005mm把土粒分為六大粒組:漂石(塊石)顆粒、卵石(碎石)顆粒、圓礫（角礫）顆粒、砂粒、粉粒及粘粒。2.1概述2.1概述1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線2.1概述1009080706050403020100小于某粒徑之土質(zhì)結(jié)合水土中水液態(tài)水固態(tài)水：礦物晶體內(nèi)的結(jié)合水（結(jié)晶水），礦物的一部分，呈固態(tài)。自由水強(qiáng)結(jié)合水：緊靠土顆粒表面弱結(jié)合水：緊靠強(qiáng)結(jié)合水外圍重力水：能形成水壓力并能在土中流動(dòng)的水，位于地下水位以下毛細(xì)水：受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水，存在于地下水位以上的透水層中。氣態(tài)水：土中氣的一部分由于電分子引力作用而緊密吸附于土粒表面的水土中的水：2.1概述土中的水與粘粒有著復(fù)雜的相互作用產(chǎn)生細(xì)粒土的可塑性、結(jié)構(gòu)性、觸變性、脹縮性、濕陷性、凍脹性等。結(jié)合水土中水液態(tài)水固態(tài)水：礦物晶體內(nèi)的結(jié)合水（結(jié)晶水），礦物2.1概述土固相液相氣相三相組成物質(zhì)的性質(zhì)和三相比例指標(biāo)的大小。

三相組成物質(zhì)的性質(zhì)和三相比例指標(biāo)的大小，必然在土的輕重、松密、干濕、軟硬等一系列物理性質(zhì)有不同的反映。在一定程度上決定了土力學(xué)性質(zhì)。

2.1概述土固相液相氣相三相組成物質(zhì)的性質(zhì)和三相比例指標(biāo)的大土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度粘性土的軟硬狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標(biāo)(三相間的比例關(guān)系)力學(xué)特性影響表示2.2土的三相比例指標(biāo)表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo)，稱為土的三相比例指標(biāo),包括土粒比重、含水量，密度、孔隙比、孔隙率和飽和度等。三項(xiàng)成分的體積和質(zhì)量間的比例關(guān)系也決定著土的物理、力學(xué)性質(zhì)?！铩铩镂锢硇再|(zhì)是土的最基本的工程特性。土的物理狀態(tài)土的物理性質(zhì)指標(biāo)力學(xué)特性影響表示2.2土的三相2.2土的三相比例指標(biāo)2.2.1土的三相簡圖

WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積2.2土的三相比例指標(biāo)2.2.1土的三相簡圖九個(gè)物理量:

VVvVsVaVw

msmwmam物性指標(biāo)是比例關(guān)系:可假設(shè)任一參數(shù)為1物理量關(guān)系:空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積其它指標(biāo)：三相草圖法計(jì)算實(shí)驗(yàn)室直接測定土粒相對密度ds土的含水量w土的密度2.2土的三相比例指標(biāo)九個(gè)物理量:物理量關(guān)系:空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)定義：土粒的密度與4?C時(shí)

純蒸餾水密度的比值表達(dá)式：單位:無量綱=1.0g/cm3土粒相對密度在數(shù)值上=土粒的密度空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積1.土粒相對密度測定：比重瓶法測定。變化幅度很小，通常按經(jīng)驗(yàn)值選用。2.2土的三相比例指標(biāo)定義：土粒的密度與4?C時(shí)

純蒸餾水密度的比值=1.0g/

定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)

量之比，用百分?jǐn)?shù)表示表達(dá)式：單位:無量綱一般范圍：變化范圍大2.土的含水量W空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積注意:

其實(shí)是含水比,可達(dá)到或超過100％測定:

烘干法2.2土的三相比例指標(biāo)定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)

量定義：土單位體積的質(zhì)量表達(dá)式：單位:kg/m3

或g/cm3一般范圍:1.60~2.20g/cm33.土的密度和天然重度空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積

相關(guān)指標(biāo):土的重度=g

單位:kN/m3

工程上更常用,用于計(jì)算土的

自重應(yīng)力土的密度用環(huán)刀法測定:2.2土的三相比例指標(biāo)定義：土單位體積的質(zhì)量3.土的密度和天然重度空氣水固體m土的孔隙比e和孔隙率n是反映土密實(shí)程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)，e或n越大，土越疏松，反之土越密實(shí)。一般e<0.6的土是密實(shí)的低壓縮性土，e>1.0的土是疏松的高壓縮性土。1.孔隙比e和孔隙率n2.2.2土的其他物理性質(zhì)指標(biāo)空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積砂類土：28-35%粘性土：30-50%，有的可達(dá)60-70%2.2土的三相比例指標(biāo)土的孔隙比e和孔隙率n是反映土密實(shí)程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)，e2.土的飽和度Sr砂土根據(jù)飽和度的指標(biāo)值分為稍濕、很濕與飽和三種濕度狀態(tài)。Sr<

0.5為稍濕；0.5

Sr0.8很濕；Sr>0.8飽和。空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積土中水的體積與孔隙體積的比值飽和度表示孔隙中充滿水的程度：對干土：Sr=0對飽和土：Sr=12.2土的三相比例指標(biāo)2.土的飽和度Sr砂土根據(jù)飽和度的指標(biāo)值分為稍濕、很濕與飽和干密度：土被烘干時(shí)的密度，

干容重：天然密度

天然容重飽和密度：土飽和時(shí)的密度，

飽和容重：有效重度(浮容重：)空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積3.干密度

、飽和密度

、有效密度′有效密度:2.2土的三相比例指標(biāo)干密度：土被烘干時(shí)的密度，

天然密度飽和密度：土飽和時(shí)的密度天然密度干密度飽和密度有效密度天然容重干容重飽和容重浮容重空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積各種密度容重間的大小關(guān)系:2.2土的三相比例指標(biāo)天然密度天然容重空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVs令Vs=1，2.2.3指標(biāo)間的換算空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

所以VV=e,V=1+e2.2土的三相比例指標(biāo)令Vs=1，2.2.3指標(biāo)間的換算空氣水固體ma=由上式：氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)由上式：氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=e氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρ氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρ氣水土粒dsρw

Vs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒dsρwVs＝11+e質(zhì)量m體積VVv=eωdsρ氣水土粒ms=

Vs＝V=質(zhì)量m體積VVv=mw=

m=

三相草圖2.2土的三相比例指標(biāo)氣水土粒ms=Vs＝V=質(zhì)量m體積VVv=mw=m=三2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.2土的三相比例指標(biāo)2.3無粘性土的密實(shí)度無粘性土砂(類)土碎石(類)土★無粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度。2.3無粘性土的密實(shí)度無粘性土砂(類)土★無粘性土的物理密實(shí)

中密

稍密松散礫砂、粗砂、中砂e<0.60.6e0.750.75<

e0.85e0.85細(xì)砂e<0.70.7e0.850.85<

e0.95e0.95一、砂土的密實(shí)度

1.砂土的密實(shí)度可用天然孔隙比衡量。一般e小于0.6，屬密實(shí)的砂土，是良好的天然地基，當(dāng)e大于0.95時(shí)，為松散狀態(tài)，不宜作天然地基。根據(jù)e將砂土分為密實(shí)、中密、稍密和松散四種狀態(tài)(TJ7-74)：土的名稱密實(shí)度2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散礫砂、粗砂、中砂e<0

根據(jù)孔隙比e來評定砂土的密實(shí)度雖然簡單，但未考慮土顆粒級配的影響。同樣孔隙比的砂土,當(dāng)顆粒不均勻時(shí)較密實(shí),當(dāng)顆粒均勻時(shí)較疏松。若考慮級配因素，可采用相對密實(shí)度Dr來表示砂土的密實(shí)度：=1dminswswmax-=rrde1dmaxmin-rrde按Dr值可將砂土的密實(shí)狀態(tài)劃分如下三類：

Dr>2/3密實(shí)

2/3Dr>1/3中密

1/3Dr

松散Dr=0最松散狀態(tài)Dr=1最密實(shí)狀態(tài)2.3無粘性土的密實(shí)度根據(jù)孔隙比e來評定砂土的密實(shí)度雖然簡單，但未土的物理力學(xué)性質(zhì)課件2.3無粘性土的密實(shí)度2.3無粘性土的密實(shí)度砂土的密實(shí)度(GB50007-2002)注：表中N為實(shí)測平均值。密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散標(biāo)貫擊數(shù)NN>3030≥N>1515≥N>10N≤10按實(shí)測平均N劃分砂土的密實(shí)度(JTJ024-85)密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散標(biāo)貫擊數(shù)N50-3029-109-5<52.3無粘性土的密實(shí)度砂土的密實(shí)度(GB50007-2002)注：表中N2.碎石土的密實(shí)度

碎石土更不宜取得原狀土樣，也難于將貫入器擊入其中。對這類土可在現(xiàn)場進(jìn)行觀察,根據(jù)其骨架顆粒含量、排列、可挖性及可鉆性鑒別。將碎石土分為密實(shí)、中密、稍密和松散四種。碎石土密實(shí)度野外鑒別方法（GB50007-2002）：2.3無粘性土的密實(shí)度2.碎石土的密實(shí)度2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)度骨架顆粒含量和排列可挖性可鉆性密實(shí)骨架顆粒含量大于總重的70%，呈交錯(cuò)排列，連續(xù)接觸鍬鎬挖掘困難，用撬棍才能松動(dòng)；井壁一般較穩(wěn)定鉆進(jìn)極困難；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿、吊錘跳動(dòng)劇烈；孔壁較穩(wěn)定中密骨架顆粒含量等于總量的60%~70%，呈交錯(cuò)排列，大部分接觸鍬鎬可挖掘；井壁有掉塊現(xiàn)象；從井壁取出大顆粒處能保持顆粒凹面形狀鉆進(jìn)較困難；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿、吊錘跳動(dòng)劇烈；孔壁有坍塌現(xiàn)象稍密骨架顆粒含量等于總重的55%~60%，排列混亂，大部分不接觸鍬可以挖掘；井壁易坍塌；從井壁取出大顆粒后，砂土立即坍落鉆進(jìn)較容易；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿稍有跳動(dòng)；孔壁易坍塌松散骨架顆粒含量小于總重的55%，排列十分混亂，絕大部分不接觸鍬易挖掘；井壁極易坍塌鉆進(jìn)很容易；沖擊鉆探時(shí)，鉆桿無跳動(dòng)；孔壁極易坍塌

碎石土密實(shí)度野外鑒別方法2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)度骨架顆粒含量可挖性可鉆性密實(shí)骨架顆粒含量大于總重密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)《規(guī)范》采用重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)來劃分碎石土的密實(shí)度。碎石土的密實(shí)度GB50021-2001(貫入深度10cm）——桿長修正系數(shù)。2.3無粘性土的密實(shí)度密實(shí)度密實(shí)中密稍密松散重型圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)《規(guī)范》采用重型重型和超重型動(dòng)力觸探是評價(jià)碎石和卵、礫石地層密實(shí)度的有效試驗(yàn)工具。穿心錘觸探桿尖錐頭錘墊4274重型圓錐動(dòng)力觸探2.3無粘性土的密實(shí)度重型和超重型動(dòng)力觸探是評價(jià)碎石和卵、礫石地層密實(shí)度的有效試驗(yàn)圓錐動(dòng)力觸探類型2.3無粘性土的密實(shí)度圓錐動(dòng)力觸探類型2.3無粘性土的密實(shí)度作業(yè)：課本2-1、2-2、2-4；

作業(yè)：例2某一施工現(xiàn)場需要填土，基坑的體積為2000m3，土方來源是從附近土丘開挖，經(jīng)勘察土的土粒相對密度為2.70,含水量為15%,孔隙比為0.60。要求填土的含水量為17%,干密度為1.76g/cm3,問:(1)取土場的土重度、干重度和飽和度是多少？(2)應(yīng)從取土場開采多少方土?(3)碾壓時(shí)應(yīng)灑多少水?填土的孔隙比是多少?（２）填土場取土場（３）灑多少水解（１）2.2土的三相比例指標(biāo)例2某一施工現(xiàn)場需要填土，基坑的體積為2000m3，土第二講第二講第二章土的物理性質(zhì)及工程分類防災(zāi)工程系王振宇第二章土的物理性質(zhì)及工程分類防災(zāi)工程系一般土的物理指標(biāo)中獨(dú)立變量有哪幾個(gè)？其它指標(biāo)還有哪些？它們是怎樣得到的？

空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積提問-1土的密度土粒比重（土粒相對密度）土的含水量實(shí)驗(yàn)室測定孔隙比和孔隙率土的飽和度干密度、飽和密度、有效密度三項(xiàng)草圖法計(jì)算一般土的物理指標(biāo)中獨(dú)立變量有哪幾個(gè)？空氣水固體ma=提問-2無粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度，那么對于砂土的密實(shí)程度一般可用哪些指標(biāo)或參數(shù)來判別？天然孔隙比e相對密實(shí)度Dr標(biāo)貫試驗(yàn)的錘擊數(shù)N提問-2無粘性土的物理性質(zhì)主要決定于土的密實(shí)程度

2.4.1粘性土的界限含水量同一種粘性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)。由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量，叫界限含水量，總稱為阿太堡界限。界限含水量的測定方法：塑限：搓條法；液限：錐式液限儀（如下圖）。2.4粘性土的物理特征2.4.1粘性土的界限含水量2.4粘性土界限含水量的測定方法：塑限：搓條法；液限：錐式液限儀。塑限試驗(yàn)錐式液限儀2.4粘性土的物理特征界限含水量的測定方法：塑限試驗(yàn)錐式液限儀2.4粘性土的物理特上述測定塑限、液限的方法存在的主要缺點(diǎn)是手工操作，受人為影響大，結(jié)果不穩(wěn)定。《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50123－1999）（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)）介紹了塑限、液限聯(lián)合測定方法。121083圓錐入土深度mm2.4粘性土的物理特征上述測定塑限、液限的方法存在的主要缺點(diǎn)是手工操作，受人為影響2.4.2粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)

（1）塑性指數(shù)IP：（省去%）IP表示土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍大小。它與顆粒粗細(xì)、礦物成分和水中離子成分的濃度有關(guān)。土顆粒越細(xì)，則比表面越大，土的結(jié)合水含量越高，IP越大。當(dāng)水中高價(jià)陽離子濃度增加時(shí)，土粒表面吸附的反離子層厚度變薄,結(jié)合水含量相應(yīng)減少，IP也??；反之，IP變大。

IP與礦物成分的關(guān)系（如下圖）。2.4粘性土的物理特征2.4.2粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)（省去%）IP粘粒含量蒙脫石高嶺石伊利石蒙脫石粘粒含量IPIP與礦物成分的關(guān)系2.4粘性土的物理特征IP粘粒含量蒙脫石高嶺石伊利石蒙脫石粘粒含量IPIP與礦物成

由于Ip能反映土的塑性大小和反映影響粘性土特征的各種重要因素,因此,工程上常用它對粘性土進(jìn)行分類:塑性指數(shù)Ip土的名稱Ip17粘土10<Ip17粉質(zhì)粘土2.4粘性土的物理特征由于Ip能反映土的塑性大小和反映影響粘性土特征（2）液性指數(shù)ILIL是反映粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)。流動(dòng)狀態(tài);可塑狀態(tài);固態(tài)。流塑狀態(tài)2.4粘性土的物理特征（2）液性指數(shù)ILIL是反映粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)。流動(dòng)狀態(tài);粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（GB50007-2002）狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑可塑軟塑流塑粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（JTJ024-85）分級堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬狀態(tài)可塑狀態(tài)流塑狀態(tài)硬塑軟塑液性指數(shù)2.4粘性土的物理特征粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（GB50007-2002）狀態(tài)堅(jiān)硬硬塑（3）粘性土的稠度土的天然稠度可用于劃分路基的干濕狀態(tài)（見表2-5）（公路土工規(guī)程）2.4粘性土的物理特征（3）粘性土的稠度土的天然稠度可用于劃分路基的干濕狀態(tài)（見表2.4.3粘性土的活動(dòng)度、靈敏度和觸變性

活動(dòng)度：粒徑小于0.002mm顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比A<0.75 非活性粘土A=075–1.25 正常粘土A>1.25 活性粘土1、粘性土的活動(dòng)度：反應(yīng)粘性土中所含礦物的活動(dòng)性。2.4粘性土的物理特征2.4.3粘性土的活動(dòng)度、靈敏度和觸變性活動(dòng)度：粒徑小2、粘性土的靈敏度和觸變性天然狀態(tài)的粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低、壓縮性增大。土的結(jié)構(gòu)性對強(qiáng)度的這種影響，可用靈敏度衡量：根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分為：低靈敏中靈敏和高靈敏三類。飽和粘性土當(dāng)受擾動(dòng)后，其強(qiáng)度降低，但當(dāng)擾動(dòng)停止后，強(qiáng)度又隨時(shí)間增大，這種特性稱為觸變性。觸變性：2.4粘性土的物理特征2、粘性土的靈敏度和觸變性根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分為：2.5粉土的密實(shí)度和濕度1、粉土：介于砂土和黏性土之間，粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過