第二章土的物理性質(zhì)和工程分類

第二章土的物理性質(zhì)及分類2.1概述2.2土的形成和演變2.3土的基本特征2.4土的物質(zhì)組成2.5土的物理性質(zhì)指標2.6土的物理狀態(tài)指標2.7土的工程分類土是巖石風化的產(chǎn)物，就土木工程領(lǐng)域而言，土是指覆蓋在地表的沒有膠結(jié)和弱膠結(jié)的顆粒堆積物。土與巖石的區(qū)分僅在于顆粒間膠結(jié)的強弱。土的物質(zhì)成分包括作為土骨架的固態(tài)礦物顆粒、土骨架孔隙中的液態(tài)水及其溶解物質(zhì)以及土孔隙中的氣體。本章將介紹土的形成和演變、土的物質(zhì)組成、土的物理性質(zhì)和土的分類等。2.1概述2.2土的形成和演變巖石的風化作用

巖石在自然界各種因素和外力的作用下遭到破碎與分解，產(chǎn)生顆粒變小及化學成分改變等現(xiàn)象稱為巖石的風化。

通常把風化作用分為物理風化、化學風化、生物風化三類。這三類風化經(jīng)常是同時進行并且互相作用而發(fā)展的過程。巖石風化作用物理風化化學風化地質(zhì)構(gòu)造力溫差冰脹碰撞水解作用水化作用氧化作用溶解作用2.2土的形成和演變生物風化動植物及人類活動地質(zhì)作用物理風化僅使巖石產(chǎn)生量的變化巖石物理分化化學分化土化學風化僅使巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化粘土顆粒性質(zhì)土粒的粒徑由粗到細逐漸變化時，土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化原生礦物經(jīng)化學風化生成的新礦物，它的成分成分與母巖的完全不同。顆粒極細，性質(zhì)活潑，有較強的吸附水能力，具塑性。顆粒通常是由一種或幾種原生礦物所組成，它的成分成分與母巖的相同，顆粒一般較粗，吸附水的能力弱，性質(zhì)比較穩(wěn)，無塑性。原生礦物次生礦物土粒的大小及其組成土的搬運和沉積土從其形成的條件來看可以分為兩大類，一類為殘積土，另一類為搬運和沉積土。（1）殘積土殘積土是指母巖表層經(jīng)風化作用破碎成為巖屑或細小顆粒后，未經(jīng)搬運，殘留在原地的堆積物。特征：顆粒表面粗糙、多棱角、粗細不均、無層理。土的搬運和沉積搬運和沉積土搬運土是指風化所形成的土顆粒，受自然力的作用，被搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物。特征：顆粒經(jīng)過滾動和摩擦作用而變圓滑。在沉積過程中因受水流等自然力的分選作用而形成顆粒粗細不同的層次，粗顆粒下沉快，細顆粒下沉慢而形成不同粒徑的土層。土的搬運和沉積根據(jù)搬運的動力不同，介紹幾類搬運土：（1）坡積土坡積土是殘積土受重力和雨水或雪水的作用，被挾帶到山坡或坡腳處聚積起來的堆積物。特征：由于坡積土的搬運距離短，來不及在土粒和石塊尺寸上分選，因而土中各種組成物的尺寸相差很大，性質(zhì)很不均勻。土的搬運和沉積（2）風積土由風力帶動土粒經(jīng)過一段搬運再沉積下來的堆積物。一類是沙粒大小的土層，風力只能吹動沙粒在地面滾動，形成沙漠中的各種沙丘，這些沙丘在風力的推動下隨時改變形狀和位置。另一類是黃土。干旱地帶粉粒大小的土粒由于它很細小，土粒之間聯(lián)結(jié)力很弱，容易被風力帶動吹向天空，經(jīng)過長距離搬運后再沉積下來，形成黃土。黃土的特點是孔隙大，密度低。黃土分布于干旱地區(qū)，干燥時土粒間有膠結(jié)作用，其強度較大；但遇水后，其膠結(jié)作用降低或喪失，因而強度大多削弱并且產(chǎn)生較大的變形。土的搬運和沉積（3）沖積土由于江、河水流搬運所形成的沉積物，分布在山谷、河谷和沖積平原上的土都屬于沖積土。這類土由于經(jīng)過較長距離的搬運，渾圓度和分選性都更為明顯，常形成砂層和黏性土層交疊的地層。

除此之外，常見的搬運土：洪積土、湖泊沼澤沉積土、海相沉積土以及冰積土等。土的沉積成巖作用巖石經(jīng)風化形成土，土經(jīng)過搬運和沉積，然后經(jīng)成巖作用，又形成了巖石（沉積巖）。成巖過程主要有以下作用：（1）壓固脫水作用下部沉積物，在上部均勻壓力下發(fā)生的排水固結(jié)現(xiàn)象（2）膠結(jié)作用松散的碎屑顆粒連結(jié)起來固結(jié)成巖石（3）重結(jié)晶作用非晶質(zhì)的膠體脫水轉(zhuǎn)化成晶體；細微晶質(zhì)顆粒在一定條件下能夠長成粗大的晶粒（4）新礦物的形成2.3土的基本特征（1）碎散性土體是由大小不同的顆粒組成的，顆粒之間存在著大量的孔隙，可以透水和透氣。顆粒之間有一定的粘聚力，但其粘聚力很弱。同其他材料相比（如巖石），可以近似地認為土體是碎散的，是一種摩擦為主的集聚性材料。2.3土的基本特征（2）自然變異性或不均勻性土是在漫長的地質(zhì)年代和自然界作用下所形成的性質(zhì)復雜、不均勻、各向異性并且隨時間而變化的物質(zhì)。由于形成過程的自然條件不同，也就產(chǎn)生了自然界中的多種不同的土。隨著土的生成條件和環(huán)境的不同，土體也會產(chǎn)生豎向和水平向的不均勻性，甚至還會產(chǎn)生各向異性。

PhotographedonSeptember26.2007注：相關(guān)資料來自関西國際空港用地造成株式會社KansaiInternationalAirportLandDevelopmentCo.,Ltd網(wǎng)站http://www.kald.co.jp/和關(guān)西國際機場公司網(wǎng)站http://www.kiac.co.jp/日本關(guān)西地區(qū)包括：大阪Osaka、京都Kyoto、奈良Nara、神戶Kobe等城市1.3km4.4km日本關(guān)西機場填海造地工程全新世沖積層更新世洪積層粘土和砂層、砂礫層交互日本關(guān)西機場墨西哥灣某石油鉆井平臺鉆孔土層為粘土沿深度方向測得土總?cè)葜?，?4個點SoilprofileandgeotechnicalparameterrangesinShanghaisoftground(Wangetal.2010)2.3土的基本特征（3）三相體土是由固體顆粒、水和氣三部分所組成的三相體系。飽和土體是由固體和水兩相物質(zhì)組成的。例如：對于同一飽和土體，受同樣剪力作用，孔隙比不同，孔隙比大的會發(fā)生“剪縮”；而孔隙比小的會發(fā)生“剪脹”等。飽和土體，在同樣剪切應(yīng)力作用下，隨土的孔隙比的變化，會產(chǎn)生不同的剛度、變形及強度，比單相固體復雜得多，如果再加上氣相，土的性質(zhì)就會變得更為復雜。2.4土的物質(zhì)組成土是由固體顆粒，土中水，土中氣組成的三相分散系

土中氣——主要是空氣，水蒸氣，有時還有沼氣等。

固體顆?！ǘ喾N礦物成分組成土的骨架，骨架間的空隙為液相和氣相填滿，這些空隙是相互連通的形成多孔介質(zhì)。

土中水——主要是水(溶解有少量的可溶鹽類)。由巖石經(jīng)物理風化生成的顆粒通常是由一種或幾種原生礦物所組成，它的成成分與母巖的相同，常見的有石英，長石和云母。顆粒一般較粗，多呈渾圓形，塊狀或板狀。吸附水的能力弱，性質(zhì)比較穩(wěn)，無塑性。由原生礦物經(jīng)化學風化生成的新礦物，它的成分成分與母巖的完全不同。次生礦物主要是粘土礦物，即高嶺石，伊利石和蒙脫石。顆粒極細，且多呈片狀。性質(zhì)活潑，有較強的吸附水能力（尤其是由蒙脫石組成的顆粒），具塑性。土是巖石風化的產(chǎn)物。因此土粒的礦物組成將取決于成土母巖礦物組成及其后的風化作用。原生礦物次生礦物2.4.1固體顆粒1.顆粒大小和粒徑分組隨著顆粒大小不同，土可以具有很不相像的性質(zhì)。顆粒的大小通常以粒徑表示。工程上按粒徑大小分組，稱為粒組，即某一級粒徑的變化范圍。實際上，土常是各種大小不同顆粒的混合物，可以籠統(tǒng)的分為：1.顆粒大小和粒徑分組粗粒土指以礫石和砂粒為主的土，又稱為無粘性土。細粒土指以粉粒、粘粒和膠粒為主的土，又稱為粘性土?；旌贤恋男再|(zhì)取決于土中不同粒組的相對含量。土中各粒組的相對含量就稱為土的粒徑級配。工程中，實用的粒徑級配分析方法：篩分法和水分法2.顆粒級配試驗為了了解各粒組的相對含量，必須先將各粒組分離開，再分別稱重，這就是粒徑級配分析方法篩分法適用于顆粒大于0.1mm(或0.074mm，按篩的規(guī)格而定)的土。利用一套孔徑大小不同的篩子，將事先稱過重量的烘干土樣過篩，稱留在各篩上的土重，然后計算相應(yīng)的百分數(shù)。

水分法用于分析粒徑小于0.1mm(或0.074mm)的土。根據(jù)斯托克斯(stokes)定理，球狀的細顆粒在水中的下沉速度與顆粒直徑的平方成正比。因此可以利用粗顆粒下沉速度快，細顆粒下沉速度慢的原理，把顆粒按下沉速度進行粗細分組。2.顆粒級配試驗比重計(hydrometer)

例題2-1取烘干土200g（全部通過10mm篩），用篩分法求各粒組含量和小于某種粒徑（以篩眼直徑表示）土量占總土量的百分數(shù)。【解】（1）篩分結(jié)果列于例表2-121.050.075200g10161824223872P%958778665536水分法（2）將例表2-1中篩分試驗的篩余量，即顆粒小于0.1mm的土顆粒72g，用比重計法進行分析，得到細粒土的粒組含量，如例表2-2。（3）兩種分析方法相結(jié)合，就可以將一個混合土樣分成若干個粒組，并求得各粒組的含量，如例表2-3。綜合上述篩分試驗和比重計試驗的全部結(jié)果，在例表2-3中，除提供某試樣的全部粒組含量，還算出小于某粒徑土的累積含量及占總土量的百分數(shù)。將表中的結(jié)果繪制成土的粒徑級配累積曲線如圖2-1所示。粒徑級配累積曲線的橫坐標為土顆粒的直徑，以mm表示。級配曲線的縱坐標為小于某粒徑土的累積含量，用百分比表示。3.粒徑級配曲線3.粒徑級配曲線土粒質(zhì)量累計百分數(shù)為10%時，相應(yīng)的粒徑稱為有效粒徑d10。小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計百分數(shù)為30%時的粒徑用d30表示。當小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計百分數(shù)為60%時，該粒徑稱為控制粒徑d60。4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用土的粒徑級配累積曲線是土工上最常用的曲線，可以直接了解土的粗細、粒徑分布的均勻程度和級配的優(yōu)劣。利用顆粒級配累積曲線可以確定土粒的級配指標

不均勻系數(shù):

不均勻系數(shù)Cu反映大小不同粒組的分布情況。Cu越大表示土粒大小的分布范圍越大，其級配越良好。4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用Cu愈大，表示土愈不均勻，即粗顆粒和細顆粒的大小相差愈懸殊。如果粒徑級配曲線是連續(xù)的，Cu愈大，則曲線愈平緩，表示土中含有許多粗細不同的粒組，也即粒組的變化范圍寬。Cu＞5的土稱為不均勻土，反之稱為均勻土。不均勻土經(jīng)壓實后，細顆粒充填于粗顆粒所形成的孔隙中，容易得出較高的密度和較好的力學持性。4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用如果粒徑級配累積曲線斜率不連續(xù)，在該曲線上的某一位置出現(xiàn)水平段，如圖2-2曲線②和③所示，顯然水平段范圍所包含的粒組含量為零。這種土稱為缺少中間粒組的土。如果水平段的范圍較大，這種土的組成特征是顆粒粗的較粗，細的較細。在同樣的壓密條件下，得到的密度不如級配連續(xù)的土高，其它的工程性質(zhì)也較差。土的粒徑級配累積曲線的斜率是否連續(xù)可用曲率系數(shù)Cc表示曲率系數(shù)Cc:4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用下面分析曲率系數(shù)

所表示的物理概念:假定在圖2-2中級配曲線上代表d60的a點和代表d10的b點位置不變,則土的不均勻系數(shù)Cc也不變。圖中曲線①表示級配連續(xù)的曲線，在此曲線上讀得

由式（2-2）得4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用圖中曲線②表示土的級配不連續(xù)，出現(xiàn)水平段，水平段所代表的粒徑大于曲線①的d30。從曲線②讀得4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用曲線③表示另一種土的級配不連續(xù)曲線，其水平段所代表的粒徑小于曲線①的d30。從曲線③讀得4.粒徑級配累積曲線的應(yīng)用經(jīng)驗表明，當級配連續(xù)時，Cc的范圍約為1~3。因此，當Cc＜1或Cc＞3時，均表示級配曲線不連續(xù)。從工程觀點看，土的級配不均勻（Cu≥5），且級配曲線連續(xù)（Cc=1~3）的土，稱為級配良好的土，不能同時滿足上述兩個要求的土，稱為級配不良的土。土中水處于不同位置和溫度條件下，可具有不同的物理狀態(tài)—固態(tài)，液態(tài)、氣態(tài)。土中水結(jié)合水強結(jié)合水弱結(jié)合水重力水毛細水自由水2.4.2土中水1.土粒表面結(jié)合水受顆粒表面電場作用力吸引而包圍在顆粒四周，不傳遞靜水壓力，不能任意流動的水，稱為結(jié)合水。黏土顆粒在水介質(zhì)中表現(xiàn)出帶電的特性，在其四周形成電場，水分子是極性分子，在電場范圍內(nèi)，水中的陽離子和極性水分子被吸引在顆粒的四周，定向排列。隨著遠離顆粒表面，作用力很快衰減，直至電場以外不受電場力所作用。結(jié)合水強結(jié)合水:排列致密、定向性強密度>1g/cm3冰點處于零下幾十度具有固體的的特性溫度高于100°C時可蒸發(fā)弱結(jié)合水:位于強結(jié)合水之外，電場引力作用范圍之內(nèi)外力作用下可以移動不因重力而移動，有粘滯性不受顆粒表面電場引力作用的水稱為自由水。自由水又可分為毛細水和重力水兩類。在介紹毛細水之前，首先討論表面張力的概念。2.自由水2.自由水1）表面張力水-氣分界面，也稱為收縮膜或非飽和土中的第四相。表面張力的產(chǎn)生是因為收縮膜內(nèi)的水分子受力不平衡，見圖2-3。收縮膜2.自由水2）毛細水分布在土粒內(nèi)部間相互貫通的孔隙，可以看成是許多形狀不一，直徑互異，彼此連通的毛細管，如圖2-4所示。在毛細管周壁，水膜與空氣的分界處存在著上述的表面張力

。水膜表面張力

的作用方向與毛細管成夾角

。由于表面張力的作用，毛細管內(nèi)的水被提升到自由水面以上高度

處。下面分析高度

的水柱的靜力平衡條件。因為毛細管內(nèi)水面處即為大氣壓，若以大氣壓力為基準，則該處壓力為02）毛細水（2-3）上式表明，毛細水高

與毛細管半徑成反比。顯然土顆粒的直徑愈小，孔隙的直徑愈細，則毛細水的高度愈大。不同土類，土中毛細水高度也不同。在黏土中，因為土中還受顆粒四周電場作用力的吸引，毛細水高不能簡單地上式計算。2）毛細水2）毛細水若彎液面處毛細水的壓力為uc，分析該處水膜的平衡條件。取鉛垂方向力的總和為0，則有若取

，由式（2-3）可知，

，代入式（2-4），得（2-4）（2-5）uauw=

uc式(2-5)表明，毛細水區(qū)域的孔隙水壓力與一般靜水壓力的概念相同，它與水頭高度

成正比，負號表示負孔隙水壓力。這樣，自由水位上下的水壓力分布如圖2-5所示。自由水位以下為壓力，自由水位以上毛細水區(qū)域內(nèi)為拉力。2）毛細水顆粒骨架承受水的反作用力。因此，自由水位以下，土骨架受孔隙水的壓力作用，會減小顆粒間的壓力；在自由水位以上，毛細區(qū)域內(nèi)，土骨架受孔隙水的拉力作用，顆粒間受壓，這種孔隙水壓力稱為毛細水壓力。2）毛細水土骨架的孔隙內(nèi)不完全充滿水，水受拉力，顆粒受壓力，產(chǎn)生類似粘聚力的效果。自由水面以下、土顆粒電分子引力范圍以外（結(jié)合水以外）的水，僅在本身重力作用下運動，稱為重力水3）重力水4）固態(tài)水在常壓下，當溫度低于0℃時，孔隙中的水凍結(jié)呈固態(tài)，以冰夾層、冰透鏡體、細小的冰晶體等形式存在于土中。固態(tài)水在土中起膠結(jié)作用，提高了土的強度。但解凍后，土結(jié)構(gòu)變得松散，土體的強度往往低于結(jié)冰前的強度。分類:

1.自由氣體

2.四周為水和顆粒表面所封閉的密閉氣體3.吸附于土顆粒表面的氣體

4.溶解于水中的氣體

特點:通常認為自由氣體與大氣連通，對土的性質(zhì)無大影響。密閉氣體的體積與壓力有關(guān)，壓力增加，則體積縮小，壓力減小，則體積脹大。因此，密閉氣體的存在增加了土的彈性，同時還可阻塞土中的滲流通道，減小土的滲透性。2.4.3土中氣2.4.4三相圖（a）實際土體（b）土的三相圖V—土的總體積；

Vv—土的孔隙部分的體積；Vs—土的固體顆粒的體積；

Vw—水的體積；Va—氣體體積；

m—土的總質(zhì)量；mw—水的質(zhì)量；

ms—固體顆粒質(zhì)量。（c）各相的質(zhì)量與體積2.5土的物理性質(zhì)指標1.土粒密度/土粒比重（2-6）2.5土的物理性質(zhì)指標2.土的密度和重度（2-7）土的干密度：土單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量土的飽和密度：土孔隙中充滿水時的單位體積質(zhì)量這幾種密度的關(guān)系如下：2.5土的物理性質(zhì)指標（2-8）（2-9）天然重度飽和重度干重度土的浮重度：靜水下的土體受水的浮力作用，其重

度等于土的飽和重度減去水的重度，稱為浮重度

這幾種重度數(shù)值的關(guān)系如下：2.5土的物理性質(zhì)指標（2-10）土的孔隙比：土中孔隙體積與土粒體積之比土的孔隙率：土中孔隙所占體積與總體積之比不難證明孔隙比和孔隙率二者相互轉(zhuǎn)換關(guān)系：2.5土的物理性質(zhì)指標3.土的孔隙性（2-11）（2-12）（2-13）（2-14）土的含水量：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比土的飽和度：土中被水充滿的孔隙體積與孔隙總體積之比4.土的含水性2.5土的物理性質(zhì)指標（2-15）（2-16）例題2-2某原狀土樣，經(jīng)試驗測得天然密度

，含水量

，土粒比重

，求孔隙比e，孔隙度n和飽和度Sr?！窘狻坷L三相草圖，見例圖2-1。（1）設(shè)土的體積

，根據(jù)密度定義，由式（2-7）得（2）根據(jù)含水量定義，由式（2-15）（3）根據(jù)土粒比重定義，由式（2-6）土粒密度（4）水的密度

，故水體積（5）從三相草圖知：至此，三相圖中，三相組成的量，無論是體積或質(zhì)量，均已算出，將計算結(jié)果填入三相圖中。（6）根據(jù)孔隙比定義，按式（2-11）（7）孔隙度定義，由式（2-12）（8）根據(jù)飽和度定義，由式（2-16）如何計算？方便計算的假定5.基本物理性質(zhì)指標的關(guān)系物理指標關(guān)系推導試證明：土體處在飽和狀態(tài)時，含水量與干容重之間存在著如下關(guān)系：證明: 因為土處于飽和狀態(tài)且

例題1補充例題一擊實試驗：擊實筒體積1000cm3，測得濕土質(zhì)量為1.95kg，取一質(zhì)量為17.48g的濕土，烘干后質(zhì)量為15.03g，計算含水量和干重度。解：天然重度含水量例題2干重度補充例題

一體積為50cm3的土樣，濕土質(zhì)量0.09kg，烘干后質(zhì)量為0.068kg，土粒相對密度，求其孔隙比，若將土樣壓縮，使其干密度達到1.61t/m3，土樣孔隙比將減少多少？解：孔隙比減小值土樣的天然密度土樣的含水量例題3補充例題2.6.1粗粒土的密實度：粗顆粒土，如砂土、卵石、礫石等，均為單粒結(jié)構(gòu)，密實度是指這類土固體顆粒排列的緊密程度。土顆粒排列緊密，其結(jié)構(gòu)就穩(wěn)定，強度高且不易壓縮，工程性質(zhì)良好；反之，顆粒排列疏松，其結(jié)構(gòu)常處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為不良地基。2.6土的物理狀態(tài)指標1.相對密度：相對密度常被用來描述粗粒土在天然狀態(tài)下的密實和松散程度。其定義式為在工程上用相對密度

判別砂土密實度的標準如表2-3所示相對密度能綜合反映土的顆粒級配、土粒形狀和結(jié)構(gòu)等因素，在理論上是比較完善的一個指標。由式（2-17）可知：當e=emax時,Dr=0，表示土處于最松狀態(tài)；當e=emin時，Dr=1，表示土處于最密狀態(tài)。在實驗室條件下實際上很難取得準確的emax和emin值，有時會出現(xiàn)不合理的Dr值。2.標準貫入度試驗錘擊數(shù)N：2.6.1粗粒土的密實度天然砂土的密實度常采用在現(xiàn)場原位用標準貫入試驗測得的標準貫入度試驗錘擊數(shù)N來評價。現(xiàn)行《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》給出如表2-4所示的判別標準。顯然，N值愈大，說明土的貫入阻力愈大，土的密實度愈高，反之密實度則愈低。標準貫入試驗SPT用規(guī)定的錘重（63.5kg）和落距（76cm）把標準貫入器（帶有刃口的對開管，外徑50mm，內(nèi)徑35mm）打入土中，記錄貫入一定深度（30cm）所需的錘擊數(shù)N值的原位測試方法。圖片來自http://civcal.media.hku.hk某砂土土樣的密度為1.77g/cm3

，含水量為9.8%，土粒比重為2.67，烘干后測定最小孔隙比為0.461，最大孔隙比為0.943，試求孔隙比和相對密實度，判斷該砂土的密實程度。例題2-4【解】由已知條件，可得孔隙比為：相對密實度為：因為所以該砂土的密實度為中密。細粒土的三種狀態(tài)1、固態(tài)或半固態(tài)---土中含水量很低時，水都被顆粒表面的電荷緊緊吸著于顆粒表面，成為強結(jié)合水。強結(jié)合水的性質(zhì)接近于固態(tài)，土表現(xiàn)為固態(tài)或半固態(tài)。2、塑態(tài)---含水量增加，被吸附在顆粒周圍的水膜加厚，土粒周圍除強結(jié)合水外還有弱結(jié)合水，弱結(jié)合水不能傳遞靜水壓力，不能自由流動，但受力時可以變形，土體受外力作用可以被捏成任意形狀而不破裂，外力取消后仍然保持改變后的形狀。這種狀態(tài)稱為塑態(tài)。3、液態(tài)---當含水量繼續(xù)增加，土中除結(jié)合水外，已有相當數(shù)量的水處于電場引力影響范圍以外，成為自內(nèi)水。這時土粒之間被自由水所隔開，土體不能原受任何剪應(yīng)力，而呈液態(tài)?？梢姡瑥奈锢砀拍罘治?，土的稠度實際上是反應(yīng)土中水的形態(tài)。2.6.2細粒土的稠度1.稠度界限/界限含水量2.6.2細粒土的稠度黏性土從一種狀態(tài)進入另一種狀態(tài)的分界含水量稱為土的稠度界限或界限含水量。黏性土有液限wL、塑限wP和縮限wS三種稠度界限，如圖2-8所示。固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)流動狀態(tài)含水量ω縮限塑限液限0塑限WP土從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時的含水量。土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐盒誀顟B(tài)時的含水量?？s限WS土從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)時的含水量。液限WL2.液性指數(shù)粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比（2-19）液性指數(shù)IL狀態(tài)堅硬硬塑可塑軟塑流塑工程上，按IL的大小，把黏性土分成5種狀態(tài)液性指數(shù)反映土的軟硬狀態(tài)液限和塑限的差值，即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍3.塑性指數(shù)（2-20）由式（2-20）可見，塑性指數(shù)反映了黏性土處于可塑狀態(tài)的含水量變化的最大范圍。IP愈大，表明土的顆粒愈細，比表面積也愈大，土中粘?；蛴H水礦物的含量愈高，土處于可塑狀態(tài)的含水量的變化范圍就愈大。2.7土的工程分類2.7.1工程分類的一般原則和類型一是簡明的原則：土的分類體系采用的指標，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要其測定方法簡單，且使用方便。二是工程特性差異的原則：土的分類采用的指標要在一定程度上區(qū)分不同類工程用土的不同特性。2.7.1工程分類的一般原則和類型1.巨粒土和粗粒土的分類標準表2-6中巨粒土包括漂石（B）、卵石（Cb），混合巨粒土包括混合土漂石（BSI-boulderwithblendesoil）、混合土卵石（CbSI-cobblewithblendesoil），巨?；旌贤涟ㄆ旌贤粒⊿IB-blendesoilwithboulder）、卵石混合土（SICb-blendewithcobble）?；旌贤潦侵复?、細粒土合稱。1.巨粒土和粗粒土的分類標準表2-7中礫類土包括級配良好礫（GW-wellgradedgravel）、級配不良礫（GP-poorlygradedsand）含細粒土礫（GF-gravelwithfines）、黏土質(zhì)礫（GC-clayeygravel）和粉土質(zhì)礫（GM-siltygravel）。2.巨粒土和粗粒土的分類標準表2-8中砂類土包括級配良好砂（SW-wellgradedsand）、級配不良砂（SP-poorlygradedsand）、含細粒土砂（SF-sandwithfines）、黏土質(zhì)砂（SC-clayeysand）和粉土質(zhì)砂（SM-siltysand）。2.細粒土的分類標準細粒土是指粗粒組（0.075mm<d≤60mm）含量少于25%的土，參照塑性圖可進一步劃分為4種土名：高液限黏土（CH-highliquidlimitclay）、低液限黏土（CL-lowerliquidlimitclay）、高液限粉土（MH-highliquidlimitmo）和低液限粉土（ML-lowerliquidlimitmo）。2.細粒土的分類標準當采用76g、錐角30°液限儀，以錐尖入土17mm對應(yīng)的含水量為液限（即相當于蝶式液限儀測定值）時，可用圖2-10塑性圖分類（或表2-9）2.細粒土的分類標準2.細粒土的分類標準當用76g、錐角30°液限儀入土10mm對應(yīng)的含水量為液限時，可用圖2-11塑性圖分類（或表2-10）。2.細粒土的分類標準我國《地基規(guī)范》和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001），下簡寫為《勘察規(guī)范》，分類體系的主要特點是，在考慮劃分標準時，注重土的天然結(jié)構(gòu)特性和強度，并始終與土的主要工程特性—變形和強度特征緊密聯(lián)系。2.7.2我國建筑地基土分類1.按沉積年代和地址成分劃分地基土按沉積年代可劃分為：①老沉積土：第四紀晚更新世

及其以前沉積的土，一般呈超固結(jié)狀態(tài)，具有較高的結(jié)構(gòu)強度；②新近沉積土：第四紀全新世近期沉積的土，一般呈欠固結(jié)狀態(tài)，結(jié)構(gòu)強度較低。根據(jù)地質(zhì)成因土可分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、湖積土、海積土、風積土和冰積土。2.7.2我國建筑地基土分類

1）碎石土：粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50％的土。分為漂石或塊石、卵石或碎石、圓礫或角礫。碎石類土的劃分表1-18土的名稱顆粒形