土的物理性質(zhì)與工程分類

土的物理性質(zhì)與工程分類第一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二二、土的三相組成

四、土的物理性質(zhì)指標(biāo)

五、土的物理狀態(tài)指標(biāo)

六、土的壓實性

七、地基土（巖）的工程分類

一、土的成因

三、土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造第二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二學(xué)習(xí)目標(biāo):了解土的成因，掌握土的三相組成的基本概念（如土的粒組、顆粒級配）。理解并掌握土的物理性質(zhì)指標(biāo)、物理狀態(tài)指標(biāo)的含義以及指標(biāo)的測定方法。掌握土的結(jié)構(gòu)類型，熟悉土的構(gòu)造了解土的壓實特性，掌握土的壓實標(biāo)準(zhǔn)。掌握地基土的工程分類。第三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因本節(jié)主要內(nèi)容：土的生成、土的成因類型、土的工程特性（一）土的生成1.概念：是指地球巖石圈經(jīng)風(fēng)化形成的散粒堆積物。包括巖石經(jīng)物理風(fēng)化形成的碎塊、經(jīng)化學(xué)分化形成的細(xì)粒物質(zhì)。散粒性，是土區(qū)別于巖石的的特性。土的工程特性：壓縮性大、強(qiáng)度低、滲透性大。第四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因（一）土的生成2.土的生成：（1）物理風(fēng)化：巖石在溫度和濕度的影響下，僅體積和形狀改變，形成原生礦物（2）化學(xué)風(fēng)化：原生礦物與周圍的O2、CO2、H2O等接觸，并受到有機(jī)物、微生物的作用，形成次生礦物（3）生物風(fēng)化:動植物的生長使得巖石破碎第五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因（二）土的成因類型1.殘積土：殘積土：巖石風(fēng)化后殘留在原地形成的土。殘積土的特征：成分與下臥母巖一致；均質(zhì)性差；孔隙度較大。作為工程地基，要注意不均勻沉降。2、坡積土：山坡上巖體風(fēng)化的碎屑物質(zhì)，在流水或重力作用下運(yùn)移到斜坡下部或山麓處的堆積物。坡積土的特征：礦物成分與下臥基巖沒有直接關(guān)系；新近堆積的坡積物經(jīng)常具有垂直的孔隙，結(jié)構(gòu)比較疏松，一般具有較高的壓縮性。進(jìn)行工程建設(shè)，要注意考慮其本身的穩(wěn)定性和施工開挖后的邊坡穩(wěn)定；3、洪積土:由暫時性洪流，將山區(qū)高地的碎屑物質(zhì)攜帶至溝口或平緩地帶堆積形成的土。第六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因（二）土的成因類型

洪積土作為建筑物地基，一般認(rèn)為是較理想的，尤其是離山前較近的洪積土顆粒較粗，地下水位埋藏較深，具有較高的承載力，壓縮性低，是工業(yè)與民用建筑物的良好地基。在離山區(qū)較遠(yuǎn)的地帶，洪積物的顆粒較細(xì)、成分較均勻、厚度較大，一般也是良好的天然地基。但應(yīng)注意的是上述兩地段的中間過渡地帶，常因粗碎屑土與細(xì)粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成泉或沼澤地，因此土質(zhì)較差，承載力較低，作為建筑物地基時應(yīng)慎重對待。第七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因（二）土的成因類型：4、沖積土：由水流搬運(yùn)堆積形成的土。又分為：平原河谷沖積土、山區(qū)河谷沖積土、三角洲沖積土

5、其他沉積土：除了上述三種類型的沉積土外，還有海洋沉積土、湖泊沉積土、冰川沉積土等。第八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因（三）土的工程特性：1、土的高壓縮性指在壓力作用下，土顆粒位置發(fā)生重新排列，導(dǎo)致孔隙體積減小和孔隙中水和氣排出的結(jié)果。反映材料壓縮性高低的指標(biāo)為彈性模量（土稱為變形模量）。彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小。

第九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因（三）土的工程特性：2、土的強(qiáng)度低：是指土的抗剪強(qiáng)度。土的強(qiáng)度來源無粘性土：土粒表面的產(chǎn)生的摩擦力粘性土：土粒表面的產(chǎn)生的摩擦力、土顆粒之間的黏聚力無論是摩擦力還是黏聚力，其強(qiáng)度均小于材料本身強(qiáng)度，因此，土的強(qiáng)度比其他工程材料的強(qiáng)度要低得多第十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第一節(jié)土的成因（三）土的工程特性：3、土的透水性大：由于土體中固體礦物顆粒之間有無數(shù)孔隙，這些空隙是透水的，導(dǎo)致土的透水性大。第十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)、土的三相組成本節(jié)主要內(nèi)容：闡明組成土的三相（固體顆粒、水、氣）的特性及其與工程性質(zhì)的關(guān)系。（一）土的固體顆粒1.土粒的礦物成分（1）原生礦物：母巖經(jīng)物理風(fēng)化而成。eg.石英、云母、長石。其成分與母巖相同，分為單礦物顆粒，多礦物顆粒。（2）次生礦物：母巖經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成。eg.高嶺石、伊里石、蒙脫石。其成分與母巖不同，為一種新礦物顆粒，主要是黏土礦物。D<0.005mm。第十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二漂石、卵石、圓礫等粗大土粒都是母巖的碎屑，其礦物成分與母巖相同。砂粒大部分是母巖中的單礦物顆粒，如如石英、云母、長石。粉粒的礦物成分是多樣性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等難溶鹽的顆粒。黏土的礦物成分主要有粘土礦物、氧化物、氫氧化物和各種難溶鹽類，它們都是次生礦物。第二節(jié)、土的三相組成第十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二2.土顆粒的大小和形狀

粒組：土的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時,土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。因此可將大小相近，性質(zhì)相似的顆粒劃歸為一組，稱為粒組。界限粒徑：劃分粒組的分界尺寸。常用（mm）200、20、2、0.075、0.005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，見下表。第二節(jié)、土的三相組成第十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)、土的三相組成200~6060~2020~5第十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

3.土的顆粒級配（粒徑級配）顆粒級配：

土粒大小及其組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量（各粒組占土粒總量的百分?jǐn)?shù)）來表示，稱為土的顆粒級配。用途：這是決定無粘性土工程性質(zhì)的主要因素，是確定土的名稱和選用建筑材料的重要依據(jù)。第二節(jié)、土的三相組成第十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二4.粒徑分析方法

顆分試驗：（1）篩分法：粒徑>0.075mm。（2）密度計法：粒徑<0.075mm。

顆分曲線：根據(jù)顆分試驗成果，可以繪制顆粒級配曲線，如下圖。第二節(jié)、土的三相組成第十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)、土的三相組成第十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第二節(jié)土的三相組成第十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二級配良好的判別：由曲線的坡度大致可判別土的均勻程度，如曲線較陡，則表示粒徑大小相差不多，土粒較均勻；反之，曲線平緩，則表示粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻，即級配良好。第二節(jié)土的三相組成第二十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二利用不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc定量判別：Cu<5級配不良；Cu>5級配良好。Cc反應(yīng)曲線的整體形狀，過大或過小都表示缺乏中間粒徑。對礫類土和砂類土，當(dāng)同時滿足Cu>5和Cc

=1~3時，級配良好。60102301060/dddCddCcu==.第二節(jié)土的三相組成第二十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（二）土中的水和氣1.土中水：（1）結(jié)晶水

存在于礦物結(jié)晶中的水，只有在高溫（>105C）下，才能從礦物中吸出，故可把它視作礦物本身的一部分。（2）結(jié)合水

受電分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。o-毛細(xì)水重力水自由水弱結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水與土粒表面結(jié)合的水結(jié)合水土粒礦物內(nèi)部的水-結(jié)晶水土中水第二節(jié)土的三相組成第二十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水1）強(qiáng)結(jié)合水：沒有溶解鹽類的能力，不能傳遞靜水壓力，牢固地吸附于土粒表面，其性質(zhì)接近于固體，具有極大的粘滯度、彈性和抗剪強(qiáng)度。第二節(jié)土的三相組成2）弱結(jié)合水：厚度較強(qiáng)結(jié)合水大，具有較高的粘滯度、抗剪強(qiáng)度，仍不能傳遞靜水壓力。當(dāng)含量較多時，使土具有一定的可塑性。第二十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（3）自由水1）重力水：在土中流動的水，受重力作用。2）毛細(xì)水：由于水和空氣分界處彎液面上產(chǎn)生的表面張力作用，土中自由水從地下水位通過土的細(xì)小通道逐漸上升，形成毛細(xì)水。它不僅受重力作用而且還受到表面張力的支配。第二節(jié)土的三相組成第二十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二2.土中氣（1）開敞氣體：對土無影響。（2）封閉氣體：使土的滲透性減小，彈性增大和拖延了土的壓縮和膨脹變形隨時間的發(fā)展。第二節(jié)、土的三相組成第二十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二單粒結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)1.土的結(jié)構(gòu)（如上圖）土的結(jié)構(gòu)：單粒結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)（粒徑0.075~0.005mm）絮狀結(jié)構(gòu)（粒徑<0.005）第三節(jié)土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造第二十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二分散構(gòu)造裂隙構(gòu)造

2.土的構(gòu)造

土的構(gòu)造分為層理構(gòu)造、分散構(gòu)造和裂隙構(gòu)造。第三節(jié)土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造第二十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo),稱為土的物理性質(zhì)指標(biāo)。土的物理性質(zhì)指標(biāo)分類為兩大類：一是由試驗直接測定的指標(biāo)：即基本的物理性質(zhì)指標(biāo)，包括土的密度及重力密度，土的相對密度，土的含水率；另一類是換算指標(biāo)，包括土的孔隙比和孔隙率，圖的干密度、飽和密度，有效密度，土的飽和度；第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)第二十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo),稱為土的物理性質(zhì)指標(biāo)。（一）土的三相草圖為了便于說明和計算，用三相組成示意圖來表示各部分之間的數(shù)量關(guān)系。氣水土

粒第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)第二十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二1.土的密度ρ和重力密度γ第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)式中:重力加速度g工程中可取10m/s2。天然狀態(tài)下，土的密度變化范圍較大，一般介于1.60～2.20

g/cm3之間

。測定方法:

環(huán)刀法和灌水法。環(huán)刀法適用于黏性土、粉土與砂土；灌水法適用于卵石、礫石與原狀砂。（二）由試驗直接測定的指標(biāo)第三十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二2.土粒比重（土粒相對密度）ds土粒的密度與40C時純水的密度的比值（無量綱）即式中：ρw=1g/cm3。取值：在有經(jīng)驗的地區(qū)可按經(jīng)驗值選用。一般砂土為2.65~2.69，粉土為2.70~2.71，黏性土為2.72~2.75。測定方法：有比重瓶法和經(jīng)驗法。第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)第三十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)第三十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二3.土的含水量w

土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，稱為土的含水量，以百分?jǐn)?shù)表示，即表示土的濕度。取值：它與土的種類、埋藏條件及其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。一般砂土：0%~40%，粘性土：20%~60%。一般來說，同一類土含水量越大，則其強(qiáng)度就越低。測定方法：一般采用烘干法，適用于粘性土、粉土和砂土的常規(guī)試驗。第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)第三十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)（三）換算指標(biāo)

（6個）1.反映土的松密程度的指標(biāo)孔隙比、孔隙率。2.特定條件下土的密度（重度）干密度（干重度）、飽和密度（飽和重度）、有效密度（有效重度）。3.反映土的含水程度的指標(biāo)飽和度。第三十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)1、土的孔隙率n（以百分?jǐn)?shù)表示

）反映土中孔隙大小的程度，一般粗粒土的孔隙率小，細(xì)粒土的孔隙率大，砂類土的孔隙率一般為28%~35%，黏性土的孔隙率可高達(dá)60%~70%第三十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)（1）土的干密度ρd和干重度γd取值：一般為1.3~2.0g/cm3。工程應(yīng)用:

填方工程土體壓實質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)。土的干密度越大，土體壓的越密實，土的工程質(zhì)量就越好。物理意義：單位體積的土在水分烘干后的重力，即干土的重力密度。2.特定條件下土的密度（重度）第三十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)（2）土的飽和密度ρsat和飽和重度γsat取值：一般為1.8~2.3g/cm3。（3）土的有效密度ρ'和有效重度γ'扣除水的浮力后單位體積土的質(zhì)量取值：一般為0.8~1.3g/cm3。第三十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)討論：同種類土

γsat，γd，γ‘

，γ四個指標(biāo)的大小排序。結(jié)論：

同種類土

γsat>γ>

γd>γ‘第三十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)3.反映土的含水程度的指標(biāo)——飽和度Sr

（以百分?jǐn)?shù)表示

）工程應(yīng)用：砂土與粉土以飽和度作為濕度劃分的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)Sr≤50%時，土為稍濕的；當(dāng)50%＜Sr≤80%時，土為很濕的；當(dāng)Sr＞80%時，土為飽和的。

第三十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)2.反映土的松密程度的指標(biāo)（1）土的孔隙比e（以小數(shù)表示

）取值：一般砂土為0.5~1.0，黏性土為0.5~1.2。工程應(yīng)用：

用來評價天然土層的密實程度。當(dāng)砂土e＜0.6時，呈密實狀態(tài)，為良好地基；當(dāng)黏性土e＞1.0時，為軟弱地基。第四十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)（四）指標(biāo)的換算第四十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第四節(jié)、土的物理性質(zhì)指標(biāo)第四十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

上節(jié)講述土的物理性質(zhì)指標(biāo)，本節(jié)講述土的物理狀態(tài)指標(biāo)，即要研究土的松密和軟硬。

第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)

無黏性土為單粒結(jié)構(gòu)，土粒與土中水的相互作用不明顯，影響其工程性質(zhì)的主要因素是密實度。

第四十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)

無黏性土呈密實狀態(tài)時，強(qiáng)度較大，是良好的天然地基；呈松散狀態(tài)時則是一種軟弱地基，尤其是飽和粉土、細(xì)砂，穩(wěn)定性很差。第四十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二一、無粘性土的密實度

密實度：單位體積土中固體顆粒的含量。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)1.砂土的密實度

（1）孔隙比e（土中孔隙的體積與土顆粒體積的比值）

以孔隙比e作為砂土密實度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，分為密實、中密、稍密、松散四狀態(tài)。局限性：無法考慮土顆粒級配的影響

第四十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)（2）相對密實度法

為了考慮顆粒級配的影響，引入砂土相對密實度的概念。即用天然孔隙比e與該砂土的最松狀態(tài)孔隙比emax和最密實狀態(tài)孔隙比emin進(jìn)行對比，比較e靠近emax或靠近emin，以此來判別砂土的密實度。第四十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)（2）相對密實度法

相對密實度Dr=0時，表示砂土的天然孔隙比接近最大孔隙比，砂土處于最松散狀態(tài)Dr=1時，表示砂土的天然孔隙比接近最小孔隙比，砂土處于最密實狀態(tài)

第四十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二根據(jù)Dr值將砂土密實度劃分為以下三種狀態(tài)。0.67＜Dr≤1，密實；0.33＜Dr≤0.67，中密；0＜Dr≤0.33，松散。

由于砂土的原狀土樣很難取得，天然孔隙比難以準(zhǔn)確測定，故相對密實度的精度也就無法保證。目前，它主要用于填方質(zhì)量的控制。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第四十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（3）現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗法

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2002），以下均簡稱《規(guī)范》）采用未經(jīng)修正的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)N來劃分砂土的密實度，見下表。N是用質(zhì)量63.5kg的重錘自由下落76cm，使貫入器豎直擊入土中30cm所需的錘擊數(shù)，它綜合反映了土的貫入阻力的大小，亦即密實度的大小。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第四十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)重型動力觸探儀主要用于檢測地基承載力，該試驗設(shè)備主要由探頭、觸探桿及穿心錘3部分組成。觸探桿一般采用直徑42mm鉆桿，穿心錘重63.5Kg，同時附錘擊數(shù)與地基承載力對照表。

第五十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)輕型動力觸探儀（N10）該儀器主要是利用一定的錘擊功能，對地基土作出工程地質(zhì)評價。錘重10kg±10g落高500mm貫入錘錘度60°貫入錘角最大直徑40mm

便攜式動力觸探儀第五十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)2.碎石土的密實度

（1）重型圓錐動力觸探錘擊數(shù)N63.5

碎石土既不易獲得原狀土樣，也難以將貫入器擊入土中。對于平均粒徑小于等于50mm且最大粒徑不超過100mm的卵石、碎石、圓礫、角礫，《規(guī)范》采用重型圓錐動力觸探錘擊數(shù)N63.5來劃分其密實度。注：表內(nèi)N63.5為經(jīng)綜合修正后的平均值。第五十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

（2）野外鑒別方法

對于平均粒徑大于50mm或最大粒徑大于100mm的碎石土，通過觀察，根據(jù)骨架顆粒含量和排列、可挖性、可鉆性將其密實度劃分為密實、中密、稍密、松散。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第五十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第五十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二二、黏性土的物理特征

（一）概念

黏性土最主要的性質(zhì)是土粒與水相互作用產(chǎn)生的稠度。它反映土粒之間連接強(qiáng)度隨含水量高低而變化的性質(zhì)。稠度：是指土的軟硬狀態(tài)或土對受外力作用所引起變形或破壞的抵抗能力。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第五十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（二）黏性土的界限含水量

同一種黏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。界限含水量的測定方法：塑限：搓條法（滾搓法）；液限：錐式液限儀（如下圖）。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第五十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（二）黏性土的界限含水量

根據(jù)上圖可以看出：土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動狀態(tài)的界限含水量稱為液限土由半固態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)為可塑狀態(tài)的界限含水量稱為塑限土由半固態(tài)狀態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)的界限含水量稱為縮限第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第五十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第五十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)液限、塑限聯(lián)合測定法:

根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與其相應(yīng)的含水量在雙對數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來進(jìn)行。第五十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（三）粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)

1.塑性指數(shù)IppLpIww-=（省去%）第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)

塑性指數(shù)越大，則土處在可塑狀態(tài)的含水量范圍越大，土的可塑性愈好。也就是說，塑性指數(shù)的大小與土可能吸附的結(jié)合水的多少有關(guān)，一般土中粘粒含量愈高或礦物成分吸水能力越強(qiáng)，則塑性指數(shù)越大。《規(guī)范》用Ip作為黏性土與粉土的定名標(biāo)準(zhǔn)。第六十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)

2.液性指數(shù)IL

液性指數(shù)是指黏性土的天然含水量與塑限的差值和塑性指數(shù)之比。它是表示天然含水量與界限含水量相對關(guān)系的指標(biāo)，反映黏性土天然狀態(tài)的軟硬程度，又稱相對稠度。

p第六十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

建筑工程中將液性指數(shù)IL用作確定黏性土承載力的重要指標(biāo)?！兑?guī)范》按液性指數(shù)的大小將黏性土劃分為5種軟硬狀態(tài)。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第六十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)（四）黏性土的結(jié)構(gòu)性和觸變性

天然狀態(tài)的黏性土通常都具有一定的結(jié)構(gòu)性，當(dāng)受到外來因素的擾動時，其結(jié)構(gòu)破壞，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，通常用靈敏度來衡量。式中：

——原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPa；

——重塑土（含水量與密度不變）的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，kPa。第六十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二根據(jù)靈敏度的大小，可將粘性土分為低靈敏（1＜St≤2）、中靈敏（2＜St≤4）和高靈敏（St＞4）三類。土體靈敏度越高，其結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，受擾動后強(qiáng)度降低越多，所以在施工時應(yīng)特別注意保護(hù)基槽，盡量減少對土體的擾動（如人為踐踏基槽）。觸變性：

粘性土的結(jié)構(gòu)受到擾動后，強(qiáng)度降低。但靜置一段時間，土的強(qiáng)度會逐漸增長，這種性質(zhì)稱為土的觸變性。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第六十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二觸變性的機(jī)理：土中的顆粒、離子和水分子體系隨時間而逐漸趨于新的平衡狀態(tài)。例子：沉樁先擾動土體，破壞樁側(cè)土和樁尖土的結(jié)構(gòu)，降低阻力；沉樁完成后，土的強(qiáng)度可隨時間部分恢復(fù)，樁的承載力增加。第五節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)第六十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二在工程建設(shè)中經(jīng)常要進(jìn)行填土壓實，例如路基、堤壩、擋土墻、平整場地以及埋設(shè)管道、建筑物基坑回填等。為了增加填土的密實度，提高其強(qiáng)度，減少沉降量，降低透水性，通常采用分層碾壓、夯實和振動的方法來處理地基。土體能夠通過碾壓、夯實和振動等方法調(diào)整土粒排列，進(jìn)而增加密實度的性質(zhì)稱為土的壓實性。第六節(jié)土的壓實原理第六十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二工程實踐表明，對于過濕的黏性土進(jìn)行碾壓或夯實會出現(xiàn)軟彈現(xiàn)象（俗稱橡皮土），土體不易被壓實，對于很干的土進(jìn)行碾壓或夯實也不能充分夯實。因此，對應(yīng)最佳的夯實效果，存在一個適宜的含水量大小。在一定的壓實功能作用下，使土最容易被壓實，并能達(dá)到最大密實度時的含水量，稱為土的最優(yōu)含水量wop，相應(yīng)的干密度則稱為最大干密度ρdmax

。第六節(jié)土的壓實原理第六十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（一）擊實試驗

土的壓實性可通過在實驗室或現(xiàn)場進(jìn)行擊實試驗來進(jìn)行研究。室內(nèi)擊實試驗方法如下：將同一種土配制成5份以上不同含水量的試樣，用同樣的壓實功能分別對每一份試樣分三層進(jìn)行擊實，然后測定各試樣擊實后的含水量w和濕密度ρ，計算出干密度ρd，從而繪出一條w-ρd關(guān)系曲線，即擊實曲線。如圖。由圖可知，在一定擊實功能下，只有當(dāng)含水量達(dá)到某一特定值時，土才被擊實至最大干密度。含水量大于或小于此特定值，其對應(yīng)的干密度都小于最大干密度。這一特定含水量即為最優(yōu)含水量wop。第六節(jié)土的壓實原理第六十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二粘性土的擊實曲線

第六節(jié)土的壓實原理第六十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第七十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（二）影響壓實效果的因素

土的含水量、壓實功能、土的性質(zhì)。

1.土的含水量

試驗統(tǒng)計證明：粘性土的最優(yōu)含水量wop與土的塑限wp有關(guān)，大致為wop=wp+2（%）。土中粘土礦物含量大，則最優(yōu)含水量越大。第六節(jié)土的壓實原理第七十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

2.壓實功能

夯擊的壓實功能與夯錘的重量、落高、夯擊次數(shù)以及被夯擊土的厚度等有關(guān)；碾壓的壓實功能則與碾壓機(jī)具的重量、接觸面積、碾壓遍數(shù)以及土層的厚度等有關(guān)。第六節(jié)土的壓實原理第七十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二對于同類土：壓實功能↑，則最大干密度↑，而最優(yōu)含水量↓。故，在壓實工程中：（1）若土的含水量較小，則需選用夯實能量較大的機(jī)具，才能將土壓實至最大干密度。（2）在碾壓過程中，如未能將土壓至最密實程度，則需增大壓實功能（選用功能較大的機(jī)具或增加碾壓遍數(shù)等）。（3）若土的含水量較大，則應(yīng)選用壓實功能較小的機(jī)具，否則會出現(xiàn)“橡皮土”現(xiàn)象。第六節(jié)土的壓實原理第七十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

3.土的性質(zhì)

土的顆粒粗細(xì)、級配、礦物成分和添加的材料等因素對壓實效果有影響。顆粒越粗的土，其最大干密度越大，而最優(yōu)含水量越小。砂性土也可用類似粘性土的方法進(jìn)行試驗。干砂在壓力和振動作用下，容易密實；稍濕的砂土，因有毛細(xì)壓力作用使砂土互相靠緊，阻止顆粒移動，擊實效果不好；飽和砂土，毛細(xì)壓力消失，擊實效果良好。第六節(jié)土的壓實原理第七十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（三）壓實填土的質(zhì)量指標(biāo)

壓實填土的質(zhì)量以壓實系數(shù)λc控制。壓實系數(shù)為壓實填土的控制干密度ρd與最大干密度ρdmax的比值，即

壓實填土的最大干密度ρdmax宜采用擊實試驗或由現(xiàn)場試驗來測定。

公路系統(tǒng)稱為壓實度

第六節(jié)土的壓實原理第七十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

當(dāng)無試驗資料時，最大干密度可按下式計算：

式中：ρdmax——分層壓實填土的最大干密度；

η——經(jīng)驗系數(shù)，粉質(zhì)粘土取0.96，粉土取0.97；

ρw——水的密度；

ds——土粒相對密度（比重）；

wop——填料的最優(yōu)含水量。當(dāng)填料為碎石或卵石時，其最大干密度可取2.0~2.2t/m3。第六節(jié)土的壓實原理第七十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

壓實填土的質(zhì)量應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和壓實填土所在部位按下表的數(shù)值確定。第六節(jié)土的壓實原理第七十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

地基土（巖）分類的任務(wù)：根據(jù)分類用途和土（巖）的各種性質(zhì)的差異將其劃分為一定的類別。本節(jié)的分類方法為《地基規(guī)范》分類法。

（一）巖石1.定義：顆粒間牢固聯(lián)結(jié)，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。⑴按成因分為：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。⑵按堅固性分為：硬質(zhì)巖石、軟質(zhì)巖石。⑶按巖石風(fēng)化程度分為：微風(fēng)化、中等風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化。(4)按巖石完整程度分為：完整、較完整、較破碎、破碎、極破碎。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第七十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第七十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（二）碎石土1.定義：粒徑d>2mm的顆粒含量超過全重50%的土。2.分類依據(jù)：土的粒組含量及顆粒形狀。3.定名：漂石或塊石、卵石或碎石、圓礫或角礫。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二4．工程性質(zhì)常見的碎石土強(qiáng)度大，壓縮性小，滲透性大，為優(yōu)良地基。其中：密實碎石土為優(yōu)等地基；中密碎石土為優(yōu)良地基；稍密碎石土為良好地基。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（三）砂土

1.定義：粒徑d>2mm的顆粒含量不超過全重的50%，且粒徑d>0.075mm的顆粒超過全重50%的土。2.分類依據(jù)：粒組含量。3.定名：礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂。4、密實度：密實、中密、稍密、松散四狀態(tài)。

第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第七節(jié)地基土（巖）的工程分類5．工程性質(zhì)。（1）密實與中密狀態(tài)的礫砂、粗砂、中砂為優(yōu)良地基；稍密狀態(tài)的礫砂、粗砂、中砂為良好地基。（2）粉砂與細(xì)砂要具體分析：密實狀態(tài)時為良好地基；飽和疏松狀態(tài)時為不良地基。第八十三頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（四）粉土

1.定義：粒徑d>0.075mm的顆粒含量不超過全重50%，且Ip≤10的土。2.組成：一般為砂粒、粉粒、粘粒的混合體。

3.分類：根據(jù)粒徑d<0.005mm的顆粒含量是否超過全重10%，分為粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土？（不確定）

粉土的性質(zhì)介于砂土和粘性土之間，它具有砂土和粘性土的某些特征，但目前由于經(jīng)驗積累的不同和認(rèn)識上的差別，尚難確定一個能被普遍接受的劃分亞類標(biāo)準(zhǔn)。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十四頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二4.濕度:由飽和度Sr分為稍濕、很濕、飽和。或由含水量分為稍濕、濕、很濕。5.工程性質(zhì)：密實粉土為良好的天然地基；

e>1為松散狀態(tài)，屬軟弱地基；飽和稍密粉土，地震時易產(chǎn)生液化，為不良地基。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十五頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（五）粘性土

1.定義：Ip>10的土。2.分類依據(jù)：Ip。3.定名：Ip>17為粘土；10<Ip≤17為粉質(zhì)粘土。4．工程性質(zhì)。

粘性土的工程性質(zhì)與其含水量的大小密切相關(guān)。密實硬塑的粘性土為優(yōu)良地基；疏松流塑狀態(tài)的粘性土為軟弱地基。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十六頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二

粘性土的工程性質(zhì)受土的成因、生成年代的影響很大。按土的沉積年代將粘性土分為(《巖土工程勘察規(guī)范》):

老粘性土（第四紀(jì)晚更新世Q3及其以前沉積的粘性土）。

一般粘性土（第四紀(jì)全新世Q4沉積的粘性土）。

新近沉積粘性土（文化期以來新近沉積的粘性土）。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十七頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（六）人工填土

1.定義：由于人類活動而形成的堆積物。2.分類依據(jù)：組成物質(zhì)；堆積年代。3.定名。（1）按組成物質(zhì)分為：素填土、壓實填土、雜填土、沖填土。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十八頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二（六）人工填土

⑵按堆積年代分為：老填土（粘性土填筑年代超過10年，粉土超過5年）；新填土（粘性土填筑代小于10年，粉土小于5年）。第七節(jié)地基土（巖）的工程分類第八十九頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第七節(jié)地基土（巖）的工程分類（七）特殊土

特殊土是指在特定的地理環(huán)境下形成的具有特殊性質(zhì)的土。它的分布一般具有明顯的區(qū)域性。包括：淤泥、淤泥質(zhì)土、紅粘土、濕陷性土、膨脹土、多年凍土等。第九十頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第七節(jié)地基土（巖）的工程分類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。（1）淤泥：其天然含水量大于液限（w>wL），天然孔隙比e≥1.5的粘性土。（2）淤泥質(zhì)土：天然含水量大于液限（w>wL）而天然孔隙比1.0≤e＜1.5的粘性土或粉土。（3）工程性質(zhì)：壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性低，為不良地基。第九十一頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二第七節(jié)地基土（巖）的工程分類2．紅粘土和次生紅粘土

（1）定義：為碳酸鹽巖系的巖石經(jīng)紅土化作用形成的高塑性粘土。其液限wL一般大于50。紅粘土經(jīng)再搬運(yùn)后仍保留其基本特征，其液限wL大于45的土為次生紅粘土。（2）工程性質(zhì)：強(qiáng)度高、壓縮性低。上硬下軟，具有明顯的收縮性。第九十二頁，共九十八頁，編輯于2023年，星期二3．濕陷性土

浸水后產(chǎn)生附加沉降，其濕陷系數(shù)大于或等于0.015的土。根據(jù)上覆土自重壓力下是否發(fā)生濕陷變形，可劃分為自重濕陷性土和非自重濕陷性土。4．膨脹土

土中粘粒成分主要由親水性礦物組成，同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮特