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1、第四节 粘性土的界限含水率 一、粘性土的状态与界限含水率Increasing Water contentSolid 固态semiSolid 半固态Plastic 塑态Liquid 液态Shrinkage limit 收缩限Plastic limit 塑限Liquid limit液限WsWpWLVW 粘性土的稠度与可塑性是土粒与水相互作用后所表现出 来的物理性质。 一、粘性土的稠度状态 粘性土因含水多少而表现出的稀稠软硬程度，称为稠 度。 因含水多少而呈现出的不同的物理状态称为粘性土的 稠度状态。 固态：含水量相对较少，粒间主要为强结合水连结， 连结牢固，土质坚硬，力学强度高，不能揉塑变形， 形
2、状大小固定。 塑态：含水量较固态为大，粒间主要为弱结合水连结 ，在外力作用下容易产生变形，可揉塑成任意形状不 破裂、无裂纹，去掉外力后不能恢复原状。 流态：含水量继续增加、粒间主要为液态水占据，连 结极微弱，几乎丧失抵抗外力的能力，强度极低，不 能维持一定的形状，土体呈泥浆状，受重力作用即可 流动。 二、界限含水量稠度界限（物理状态指标）缩限塑限液限 0固态 半固态 可塑状态 流动状态 土从某种稠度状态转变为另一种状态时的界限含水 量称为稠度界限，又称为Atterberg界限工程上常用的有液性界限wL和塑性界限wp 液性界限，相当于土从塑性状态转变为液性状态时的含 水量，简称液限 wL 粉土的
3、液限在3238%之间，粉质粘土为3846%，粘土 为4050%。 塑性界限，相当于土从半固体状态转变为塑性状态时的 含水量，简称塑限 wp 常见值为1728%三、粘性土的可塑性 当粘性土的含水量在某范围内时，可用外力塑成任何 形状而不发生裂纹，并在外力移去时能保持既得的形 状，土的这种性能叫可塑性。 粘性土中含水量在液限与塑限两个稠度界限之间时， 土处于可塑状态，具有可塑性，这是粘性土的独特性 能。 wL和wp的差值可以反映可塑性的大小，工程上定义 为塑性指数 IP IP=wL-wp 1994年国家标准岩土工程勘察规范按塑性指数 IP将粘性土分为两类，IP17为粘土，17IP10为粉 质粘土，
4、IP10为粉土或砂类土。 天然土的稠度状态液性指数（Liquid Index）Solid 固态semiSolid 半固态Plastic 塑态Liquid 液态WpWL液性指数 粘性土即使具有相同的含水率，也未必处于同样的状态， 与无粘性土的相对密实度相似，粘性土的状态用液性指数 来判别。液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对 关系，表达了天然土所处的状态。 IL0 固态01 流塑状态判定土处于坚硬状态 土处于可塑状态 土处于流动状态 第五节 无黏性土的密实度 砂土的密实程度还可用相对密度（Dr）来表示。 Dr=0时，土处于最疏松状态；Dr=1时，土处于最密实状态。emax: 最大孔
5、隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻 地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经 换算得到最大孔隙比emin: 最小孔隙比；将松散的风干土样装入金属容器内， 按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的 最大干密度再经换算得到最小孔隙比emax与emin ：最大与最小孔隙比注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难标准贯入试验锤击 数N63.5密实度N63.510松散1030密实天然状态砂土的密实度第六节 土的工程分类一、工程分类的一般原则和类型 基本原则：所划分的土类能反映土性质的变化规律 。土的工程分类总起来可以归纳为三级分类 土的第一级分类是成因类型分类如岩土工程勘察规
6、范将土按堆积年代划分为三类 ：1. 老堆积土； 2.一般堆积土；3.新近堆积土。 土的第二级分类是土质类型分类 土的第三级分类是工程建筑类型分类二、土质分类简介 在实际工程应用中规定，土中粒径d0.075mm（有的规 范用0.1mm）的土粒质量大于全部土粒质量的50%时称 为粗粒土， 小于50%时称为细粒土。 粗粒土可以按粒径级配进一步细分。 细粒土多用塑性指数Ip或液限wL加塑性指数Ip进行细分。（一）水利部分类（仅介绍塑性图的应用 ）CH：高液限粘土 CL：低液限粘土 MH：高液限粉土 ML：低液限粉土（二）建设部分类法土按粒度成分分类表 土的名称颗粒级配 大类类 粗粒 土碎石土 粒径大于
7、2mm的颗粒超过总质 量的50%砂类 土粒径大于0.075mm的颗粒超过总质 量50%细粒 土粉土粒径小于0.005mm的颗粒超过总质 量10%粘性土粒径小于0.005mm的颗粒质量大于总质量 30%1、碎石类土 碎石类土是粒径大于2mm的颗粒含量超过50%的土 土的名称颗粒级配及形状碎 石 土漂石圆形及亚圆 形为主粒径大于200mm的颗粒超过总 质量的50%块石棱角形为主卵石圆形及亚圆 形为主粒径大于20mm的颗粒超过总 质量的50%碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆 形为主粒径大于2mm的颗粒超过总 质量的50%角砾棱角形为主土的名称颗粒级配砂 类 土砾砂粒径大于2mm的颗粒占总质 量的2550
8、%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒超过总质 量50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒超过总质 量50%细砂粒径大于0.075mm的颗粒超过总质 量85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过总质 量50%2、砂类土 砂类土是粒径大于2mm的颗粒含量不超过50%，粒径大 于0.075mm的颗粒含量超过50%的土。粉土 砂质粉土粒径小于0.005mm的颗粒不超过总质 量 10%粘质粉土粒径小于0.005mm的颗粒超过总质 量10%3、粉土 粉土是粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%， 塑性指数Ip小于或等于10的土。4、粘性土 粘性土是粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%，塑 性指数Ip大
9、于10的土。粘性 土粉质粘土 粒径小于0.005mm的颗粒质量占总质 量18-30%粘土粒径小于0.005mm的颗粒质量大于总质 量30%粘性 土粉质粘土10 175、软土 软土是指主要由细粒土组成、孔隙比大（一般大于1.0）、 天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（a1-20.5MPa-1）及强度低的土层。淤泥、淤泥质土及有机质土是最常见的软土类型1、淤泥： L e1.5 2、淤泥质土 ： L 1.060% 注：该分类方案按国标岩土工程勘察规范（GB50021-94）补充：土的压实性 人们很早就用土作为建筑材料，而且知 道要把松土击实。公元前200多年，我国 秦朝修筑驰实（行车大道），就
10、有用“ 铁锥筑土坚实”的记载，说明那时人们 已经认识到土的密度和土的工程特性有 关。 土的压实性 土的压实性指在一定的含水率下，以人工或机 械的方法，使土体能够压实到某种密实程度的 性质。 土工建筑物，如土坝、土堤及道路填方是用土 作为建筑材料填筑而成，为了保证填土有足够 的强度，较小的压缩性和透水性。在施工中常 常需要压密填料，以提高土的密实度和均匀性 。填土的密实度常以其干密度来表示。 在实验室内研究土的密实性是通过击实试验进 行的。 击实试验 轻型：粒径小于5毫米重型：粒径小于40毫米25下，分三层击实56下，分5层击实击实仪影响土的压实性的因素 含水率的影响对同一种土料，分别在不同的
11、含水率下，用同一击数将他们 分层击实，测定土样的含水率 和密度，然后以含水率为横坐 标，干密度为纵坐标，绘制击 实曲线。 从图中可以看出，当含水率较 小时，土的干密度随着含水率 的增加而增大，而当干密度增 加到某一值后，含水率继续增 加反而使干密度减小。干密度 的这一最大值称为该击数下的 最大干密度，此时对应的含水 率称为最优含水率。 影响土的压实性的因素 击实功能的影响 l 实验室中的击实功能是用击数来反映的，对 同一种土，压实功能小，则能达到的最大干 密度也小，最优含水率大；压实功能大，则 能达到的最大干密度也大，最优含水率小l 用同一种土料在不同含水率下分别用不同的 击数进行击实试验，就
12、能得到一组随击数而 异的含水率与干密度关系曲线。 影响土的压实性的因素 1、土料的最大干密度和最 优含水率不是常数。最大干 密度随击数的增加而逐渐增 大，最优含水率则逐渐减小 。但是这种增大或减小的速 率是递减的，因而光靠增加 击实功能来提高土的干密度 是有一定限度的。 2、含水率较低时击数的影响显著。当含水率较高时，含水率与干密度 的关系曲线趋近于饱和线，也就是说，这时提高击实功能是无效的。填 料的含水率过高和过低都是不利的，过高恶化土体的力学性质，过低则 填土遇水后容易引起湿陷。 影响土的压实性的因素 土类和级配的影 响 同样的含水率情况下，粘性 土的粘粒含量越高或塑性指 数越大，越难于压实 对于无粘性土，含水率对压 实性的影响没有像粘性土那 么敏感，其击实曲线与粘性 土是不同的，在含水率较大 时得到较高的干密度。因此 在无粘性土的实际填筑中， 同时需要不断洒水使其在较 高含水率下压实。无粘性土 的填筑标准，通常是用相对 密实度来控制的，一般不进 行击实试验 级配良好的土易于压实，反 之则不易压实
