土的基礎(chǔ)知識-土的工程分類與鑒別（土力學(xué)課件）

土的物理狀態(tài)指標(biāo)目錄Content土的物理狀態(tài)指標(biāo)土的三相組成土的物理性質(zhì)指標(biāo)123土的壓實(shí)性4地基土（巖）的工程分類5學(xué)習(xí)目標(biāo)“”1.掌握土的三相組成的基本概念（如土的粒組、顆粒級配）。2.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。3.了解土的壓實(shí)特性，掌握土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。4.掌握地基土的工程分類。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)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。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(shí)度?！啊?一)無粘性土的密實(shí)度（1）孔隙比e

以孔隙比e作為砂土密實(shí)度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，分為密實(shí)、中密、稍密、松散四狀態(tài)。無法考慮土顆粒級配的影響1.砂土密實(shí)度密實(shí)度：單位體積土中固體顆粒的含量。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)（2）相對密實(shí)度法

為了考慮顆粒級配的影響，引入砂土相對密實(shí)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(shí)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(shí)度。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)根據(jù)Dr值將砂土密實(shí)度劃分為以下三種狀態(tài)。0.33＜Dr≤0.67中密

0.67＜Dr≤1密實(shí)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(shí)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。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)“”

添加標(biāo)題

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(yàn)錘擊數(shù)N來劃分砂土的密實(shí)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(shí)度的大小。（3）現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)2.碎石土的密實(shí)度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(shí)度。（1）重型圓錐動力觸探錘擊數(shù)N63.5注：表內(nèi)N63.5為經(jīng)綜合修正后的平均值。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)（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(shí)度劃分為密實(shí)、中密、稍密、松散。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)添加標(biāo)題是指土的軟硬狀態(tài)或土對受外力作用所引起變形或破壞的抵抗能力。稠度三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)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)。（二）粘性土的界限含水量三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)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）。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)三、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。（三）粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)1.塑性指數(shù)Ip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)。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)pLpIww-=（省去%）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。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)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)。《規(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)。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)(四)靈敏度St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(shí)，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。三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)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(shí)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(shí)間，土的強(qiáng)度會逐漸增長，這種性質(zhì)稱為土的觸變性。高靈敏（St＞4）中靈敏（2＜St≤4）低靈敏（1＜St≤2）根據(jù)靈敏度的大小，可將粘性土分為三、土的物理狀態(tài)指標(biāo)小結(jié)本節(jié)主要討論了粘性土的界限含水量、砂土的密實(shí)度。這些內(nèi)容是學(xué)習(xí)土力學(xué)原理和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)所必需的基本知識，也是評價(jià)土的工程性質(zhì)、分析與解決土的工程技術(shù)問題時(shí)討論的最基本的內(nèi)容?！啊毙〗Y(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)（1）無粘性土的密實(shí)度衡量砂土密實(shí)度的方法有孔隙比確定法、相對密實(shí)度法和《規(guī)范》采用的現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法；衡量碎石土密實(shí)度的方法有《規(guī)范》采用的適用于卵石、碎石、圓礫、角礫的重型圓錐動力觸探錘擊法和適用于碎石土的野外鑒別方法。“”小結(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)（2）粘性土的稠度

1）粘性土的界限含水量（液限wL、塑限wp、縮限ws）以及wL、wp的測定方法。界限含水量均以百分?jǐn)?shù)表示。它對粘性土的分類及工程性質(zhì)的評價(jià)有重要意義。2）塑性指數(shù)Ip?！兑?guī)范》用Ip作為粘性土與粉土的定名標(biāo)準(zhǔn)。3）液性指數(shù)IL。反映粘性土天然狀態(tài)的軟硬程度，又稱相對稠度。建筑工程中將液性指數(shù)IL用作確定粘性土承載力的重要指標(biāo)?！兑?guī)范》按IL的大小將粘性土劃分為5種軟硬狀態(tài)——堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑、流塑。“”任務(wù)4土的工程分類與鑒別要容內(nèi)主現(xiàn)行規(guī)范分類細(xì)粒土塑性圖分類土的鑒別123學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道土的現(xiàn)行規(guī)范分類；2.熟悉反映土的物理力學(xué)性質(zhì)主要指標(biāo)及細(xì)粒土塑性圖；3.了解土的鑒別方法。1.土的現(xiàn)行規(guī)范分類；2.反映土的物理力學(xué)性質(zhì)主要指標(biāo)及細(xì)粒土塑性圖。土的鑒別方法。

重點(diǎn)難點(diǎn)

便于研究及應(yīng)用任務(wù)4土的工程分類與鑒別能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)－目的依據(jù)土的組成土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu)一、土的工程分類分類目的土的分類體系就是根據(jù)土的工程性質(zhì)差異將土劃分成一定的類別，目的在于通過通用的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，便于在不同土類間作有價(jià)值的比較、評價(jià)。1.分類要簡明，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要測定方法簡單，使用方便。土的工程分類分類原則2.土的分類體系所采用的指標(biāo)要在一定程度上反映不同類工程用土的不同特性。一、按現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行巖土的分類目前，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《巖土工程勘察規(guī)范》、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》對巖土的分類標(biāo)準(zhǔn)是相同的。該分類標(biāo)準(zhǔn)既考慮了按沉積年代和地質(zhì)成因的劃分，同時(shí)又將某些特殊形成條件和特殊工程性質(zhì)的區(qū)域性特殊土與普通土區(qū)別開來。（一）地基土按沉積年代可劃分為：①老沉積土：第四紀(jì)晚更新世Q3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(qiáng)度；②新近沉積土：第四紀(jì)全新世近期沉積的土，一般呈欠固結(jié)狀態(tài)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低。（二）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、海積淤積土、

風(fēng)積土和冰積土。（三）作為建筑地基的巖土可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土和特

殊土。1.巖石分類巖石為顆粒間牢固粘結(jié)，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體稱為巖石，巖石的堅(jiān)硬程度可根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度fr分類：2.碎石土粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50％的土稱為碎石土。根據(jù)顆粒級配和顆粒性質(zhì)分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。分類3.砂土粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50％，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50％的土稱為砂土。根據(jù)顆粒級配分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。分類4.粉土粉土是介于砂土和粘性土之間，塑性指數(shù)Ip≤10，粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50％的土。根據(jù)粉粒、粘粒、砂粒之間含量的分配情況，細(xì)分為粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土和粉土。分類4.粉土5.粘性土粘性土是指塑性指數(shù)Ip＞10的土。根據(jù)塑性指數(shù)又可分為粉質(zhì)粘土和粘土。Ip＞17粘土；10＞Ip≤17粉質(zhì)粘土。另外，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，其天然含水量大于液限、天然孔隙比e≥1.5的粘性土稱為淤泥。當(dāng)天然含水量大于液限而1.5>e≥1.0的粘性土或粉土為淤泥質(zhì)土。“”人工填土和特殊土6.人工填土由于人類活動而形成的堆積物稱為人工填土。物質(zhì)成分較雜亂，均勻性較差，根據(jù)其物質(zhì)組成和成因，可分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土和沖填土。

7.特殊土在一定區(qū)域分布，具有特殊成分，狀態(tài)和結(jié)構(gòu)特征的土稱為特殊土。它分為濕陷性土、紅粘土、軟土（包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭質(zhì)土、泥炭等）、混合土、填土、凍土、膨脹巖土、鹽漬巖土、風(fēng)化巖與殘積土、污染土?！景咐?】某砂樣，經(jīng)篩分析試驗(yàn)，得各粒組含量百分比如下圖，按《地基規(guī)范》分類法定名。

5.0d0.0750.250.52.014161426228%【解答】1、d>0.075mm占86%>50%,可定名為粉砂；2、d>0.075mm占86%>85%,可定名為細(xì)砂；3、d>0.25mm占70%>50%,可定名為中砂；4、d>0.5mm占56%>50%,可定名為粗砂；5、d>2.0mm占30%，在25%-50%之間,可定名為礫砂；最后只能定名為礫砂【案例2】下圖為某三種土A、B、C的顆粒級配曲線,試按《地基規(guī)范》分類法確定三種土的名稱

【解答】A土:從A土級配曲線查得,粒徑小于2mm的占總土質(zhì)量的67%、粒徑小于0.075mm占總土質(zhì)量的21%,滿足粒徑大于2mm的不超過50%,粒徑大于0.075mm的超過50%的要求,該土屬于砂土；又由于粒徑大于2mm的占總土質(zhì)量的33%,滿足粒徑大于2mm占總土質(zhì)量25%～50%的要求,故此土應(yīng)命名為礫砂B土:粒徑大于2mm的沒有,粒徑大于0.075mm占總土質(zhì)量的52%,屬于砂土。按砂土分類表分類,此土應(yīng)命名為粉砂C土:粒徑大于2mm的占總土質(zhì)量的67%,粒徑大于20mm的占總土質(zhì)量的13%,按碎石土分類表可得,該土應(yīng)命名為圓礫或角礫二、細(xì)粒土塑性圖分類土中粒徑小于0.075mm的細(xì)粒含量多于或等于50%，且粗粒含量少于25%的土屬于細(xì)粒土。細(xì)粒土按塑性圖進(jìn)行細(xì)分高液限粘