土质(公司培训).

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1、土质 课题一 土的组成 主要内容 课题二 土的物理性质及其指标 课题三 土的水理及力学性质 课题四 土的工程分类及野外鉴定 1 课题一 土的组成 一、土、土体及土的三相组成 土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物 搬运、沉积 风化 土 地球 岩石 地球 2 土：土是地壳表层母岩经强烈风化作用而形成颗 粒大小不等、未经胶结的一种松散物质，它包括 土壤、粘土、砂、岩屑、岩块和砾石等。 土体：土体是指建筑场地范围内主要由不同土 层组成的单元体。 土的三相组成：土由固体颗粒、液体水和气 体三部分组成（即固相。液相和气相）。 课题一 土的组成 3 课题一 土的组成 气相固相液相+ 构成土骨架

2、，起决定作用重要影响 土体 次要作用 4 粒组：土粒由粗到细，粒径将每一区段中所包 括大小比例相似且工程性质基本相同的颗粒合 并为组。 颗粒级配：一般天然土由若干个粒组组成， 它所包含的各个粒组在土全部质量中各自占有 的比例称为粒度成分，又称颗粒级配。 课题一 土的组成 二、土的粒度成分 5 课题一 土的组成 粒组 统称 粒组名称粒径d范围（mm） 主 要 特 征 巨 粒漂石（块石）粒 d>200 透水性很大，压缩性极小， 颗粒间无粘结，无毛细性。 卵石（碎石）粒 60<d200 粗粒砾 粒 粗砾 20<d60 透水性大，压缩性小，无粘 性，有一定毛细性。 细砾2<d2

3、0 砂 粒 粗砂0.5<d2 中砂 0.25<d0.5 细砂0.075<d0.25 细粒粉粒 0.0050.074mm） 沉降分析法（适用于粉土和粘性土，d<0.074mm ） （比重计法） 7 筛分法 利用一套孔径由大到小的 筛子，将事先称过质量的干 试样放入筛中，经过充分震 摇后，把留在各级筛上的土 粒分别称量，算出小于某粒 径的土粒含量，用以确定土 中各粒组的土粒含量。 课题一 土的组成 8 筛分法实验 课题一 土的组成 9 比重计法-沉降分析法 比重计法是利用不同大小的土粒在水中的沉 降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量。 将一定质量土浸入水中搅拌成悬液，搅拌停

4、 止后，土粒便开始下沉，悬液的浓度随之发 生变化。利用特制的密度计（比重计），在 不同时刻测悬液浓度的变化。即可换算出相 应的粒径及小于该粒径的土粒质量，绘出级 配曲线。 课题一 土的组成 10 比重计法实验 课题一 土的组成 11 粒度成分的表示方法 颗粒级配累积曲线（图解法） 横坐标采用对数坐标，表示土颗粒直径，单 位mm；纵坐标为小于某粒径土的累积含量， 用百分比表示。 课题一 土的组成 12 d10有效粒径 d30中值粒径 d60控制粒径 颗粒级配曲线 课题一 土的组成 13 颗粒级配好坏的判断 正常级配：土的颗粒大小分布是连续的，曲线坡度 是渐变的 不连续级配：土中缺乏某些粒径的土粒

5、，曲线出现 水平段 课题一 土的组成 14 颗粒级配好坏的判断 级配良好：粒径分布曲线形状平缓，土粒大小分布 范围广，土粒大小不均匀 级配不良：粒径分布曲线形状较陡，土粒大小分布 范围窄，土粒均匀 为了判别土粒级配是否良好，常用不均匀系数Cu和曲率系 数Cc两个指标描述粒径曲线的坡度和形状 课题一 土的组成 15 土的不均匀系数Cu Cu=d60/d10 Cu5的 土称为级配良好的非均粒土。 d10有效粒径d60控制粒径 课题一 土的组成 16 土的曲率系数Cc Cu>5 ,Cc=13时，为级配良好； Cc 3时，级配不连续。 d10有效粒径 d60控制粒径d30中值粒径 课题一 土的组

6、成 17 小结 土的三相组成 土的粒组划分 土的粒度分析 土的颗粒级配 18 级配与密实度的关系 要获得较好的密实度，需要土的级配良好还 是不良？ 要获得较好的透水性，需要土的级配良好还 是不良？ 思考 19 课题二 土的物理性质及其指标 土的物理性质是表征土的物理状态的一系列 性质。 如:重量、含水性、孔隙性等 土的物理性质指标是评价和判断土的工程性 质的重要依据。 20 课题二 土的物理性质及其指标 S W A 21 ma(0) mw ms m Va Vw Vs Vv V 土的三相图 Three phase diagram 质量 mass 体积 volume S W A 以质量计： 空气质

7、量 ma 0 水质量 mw 土粒质量 ms 总质量 m= mw + ms 或以重量计：W=mg 以体积计： 空气体积 Va 水体积 Vw 土粒体积 Vs 总体积 V=Vv +Vs 孔隙体积 Vv 课题二 土的物理性质及其指标 22 ma(0) mw ms m Va Vw Vs Vv V 土的三相图 Three phase diagram 质量 mass 体积 volume S W A 一、基本物理 性质指标 1 土粒的比重（ specific gravity） 土粒质量与同体积4C 水的质量之比 无量纲 课题二 土的物理性质及其指标 23 ma(0) mw ms m Va Vw Vs Vv V

8、 质量 mass 体积 volume S W A 2 土的密度 （1）天然密度 （2）干密度 分析：密度和重度综合反映了土 的物质组成与结构 课题二 土的物理性质及其指标 24 课题二 土的物理性质及其指标 25 ma(0) mw ms m Va Vw Vs Vv V 土的三相图 Three phase diagram 质量 mass 体积 volume S W A 3 土的含水量（water content） 课题二 土的物理性质及其指标 26 课题二 土的物理性质及其指标 27 Va Vw Vs Vv V 土的三相图 Three phase diagram 体积 volume S W A

9、1、孔隙度(porosity) 二、土的孔隙性及其指标 2、孔隙比(void ratio) 课题二 土的物理性质及其指标 28 3、砂土的相对密度Dr (relative density) e增 大 最紧密 最松散 天然 课题二 土的物理性质及其指标 29 课题二 土的物理性质及其指标 砂土按孔隙比e的密实度分类 密实实度 土名 密实实中密稍密松散 砾砂，粗砂， 中砂 e <0.60.6e0.750.750.85 细砂，粉砂e<0.700.7e0.850.850.95 粉土e0.90 30 砂土按相对密度分类 砂土密实程度 Dr>0.67密实的 0.67Dr>0.33中

10、密的 0.33Dr>0疏松的 课题二 土的物理性质及其指标 31 比重、密度、含水量指标及其测定方法 孔隙性及其指标 小结 32 （一）粘性土的稠度状态 稠度指粘性土的干湿程度或 在某一含水率下抵抗外力作 用而变形或破坏的能力，是 粘性土最主要的物理状态指 标。 流动、软、可塑、硬等描述 四种状态 可塑性：土在外力作用下可 改变形状但不显著改变其体 积也不开裂，外力卸除厚仍 能保持已有的形状。 粘性土 较硬变软 流动 一、粘性土的界限含水量及其测定 课题三 土的水理与力学性质 33 （二）界限含水率 粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水 率来区分，这种界限含水率称为稠度界限

11、或阿太堡界限 (Atterberg limits )。 液限（wL）从流动状态转变为可塑状态的界限含水率 ，也就是可塑状态的上限含水率； 塑限（ wp ）从可塑状态转变为半固体状态的界限含水 率，也就是可塑状态的下限含水率； 缩限（ ws ）从半固体状态转变为固体状态的界限含水 率，亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含 水率。 课题三 土的水理与力学性质 34 （三）塑性指数和液性指数 1.塑性指数 塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）。 用Ip表示，取整数，即： 塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。 课题三 土的水理与力学性质 35 2.液性指数 粘性土的

12、状态态可用液性指数来判别别。 定义为义为 ： 式中：IL液性指数，以小数表示； w土的天然含水率。 液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间间的相对对关系，表达 了天然土所处处的状态态。 IL1 坚硬状态 可塑状态 流 态 0.00 0.25 0.25 - 0.75 0.75 1.00 硬塑 可塑 软塑 课题三 土的水理与力学性质 36 （四）界限含水量的测定 本试验采用液塑限联合测定法， 所用土样应过0.5mm的筛 课题三 土的水理与力学性质 1. 1. 试验目的试验目的 2. 2. 试验原理试验原理 3. 3. 试验方法与仪器设备试验方法与仪器设备 4. 4. 操作步骤操作步骤 5.

13、5. 成果整理成果整理 37 试验目的试验目的 为了确定粘性土由流动状态，可塑状态和半固体状态、固体状 态相互转化时的分界含水率。 它是土工试验中的基本指标之一。为划分土类，计算天然稠度 ，塑性指数IP，液性指数IL，供工程设计和施工之用。 试验原理试验原理 由于含水率不同，土体分别处于流动状态、可塑状态、半固 体状态、固体状态。 试验设备水、吸耳球、吹风机、小铁筐、抹布等。 课题三 土的水理与力学性质 38 试验步骤试验步骤 （1）选取具有代表性的天然含水量或风干土样，若土中含有较多大 0.5mm的顺粒或夹有大量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研 材研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过0

14、.5mm的筛； （2）取过筛的土样不少于200g分别放入三个调土碗里，加不同数量的 蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限、略大于塑限和二者的中间状 态。用调土刀调匀，然后用玻璃片或湿布覆盖，静置24h备用； （3）将制备好的土样用调土刀调拌均匀，分层密实地填入试样杯中， 使空气逸出。试杯装满后，刮成与杯边齐平； （4）调平机身，提起锥杆，锥尖涂少许凡士林； 课题三 土的水理与力学性质 39 试验步骤试验步骤 （5）将装好的土样的试杯放在升降座上，转动升降旋钮，使试杯徐徐 上升，土样表面和锥体尖好接触，蜂鸣器报警，停止升降，按检测键 ，同时锥体立刻自行下沉，5S时液晶显示器上显示锥入深度h1，试验

15、 毕，手拿锥体向上，锥体复位； （6）改变锥尖与土体接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm） ，重复5条步骤，测得锥深入试样深度值h2，h1、h2允许误差为0.5mm ，否则，应重做； （7）去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别放入称 量盒内，称质量，测定其含水量； （8）重复（3）至（7）的步骤，对其它两个含水量土样进行试验，测 其锥入深度和含水量。 课题三 土的水理与力学性质 40 成果处理成果处理 （1）绘制锥入深度h与含水量w的关系曲线。 以含水量w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，在双对数坐标纸上 绘制hw的关系曲线。 连此三点，应呈一条直线； 当三点不在一直线上，通过高含水量的一点分别与其余两点 连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水量，当两个 含水量的差值小于2%，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连 成一直线； 当两个含水量的差值大于2%时，应重做试验。 （2）确定液限、塑限