单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土,力,学,土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质，其指标在工程计算中常被直接应用对种类繁多、性质各异的土，按一定的原则，进行分门别类，给出合适的名称，可以概略评价土的工程性质第一节 土的基本物理性质,第二节 粘性土的稠度与可塑性,第三节 土的透水性,第四节 土的工程分类,土的物理性质与工程分类,第一节 土的基本物理性质,土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系及固、液二相相互作用表现出来的性质前者称为土的基本物理性质，主要研究土的密实程度和干湿状况；,后者主要研究粘性土的可塑性、胀缩性及透水性等一、土粒密度,土粒密度,是指固体颗粒的质量与其体积之比，即单位体积土粒的质量土粒密度大小决定于土粒的矿物成分，与土的孔隙大小和含水多少无关，它的数值一般在,2.602.80g/cm,3,之间（表,3-1,）土粒比重,Gs,土粒的质量与同体积纯蒸馏水在,4,C,时的质量之比二、土的密度与重度,土的密度,是指土的总质量与总体积之比，即单位体积土的质量，其单位是,g/cm,3,1,、,天然密度,天然状态下单位体积土的质量，称,天然密度,，即：,天然密度,常见,值为,1.62.2g/cm,3,，小于土粒密度值，它是一个实测指标。
2,、干密度,土的孔隙中完全没有水时的密度，称土的,干密度,，指单位体积干土的质量，即,干密度与土中含水多少无关，只取决于土的矿物成分和孔隙性土的干密度一般在,1.41.7g/cm,3,之间3,、饱和密度,土的孔隙完全被水充满时的密度称为,饱和密度,，是指土孔隙中全部充满液态水时的单位体积土的质量，即,工程上常用,重度,指标，它指单位体积土的重量，,kN/m,3,天然重度,、,干重度,d,及,饱和重度,sat,另外，处于地水位以下的有效重度常特称为土的,浮重度,，等于土的饱和重度减去水的重度（,w,），即：,对于同一种土来讲，土的天然重度、干重度、饱和重度、浮重度在数值上有如下关系：,三、土的含水性,1,、含水量,含水量,指土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，又称土的,含水率,一般所说的含水量指的是天然含水量土的孔隙中全被水充满时的含水量，称为,饱和含水量,w,sat,饱和含水量既能反映土孔隙中全部充满水时含水多少又能反映土的孔隙率大小2,、饱和度,土孔隙中所含水的体积与土中孔隙体积的比值称为土的,饱和度,，以百分数表示或天然含水量与饱和含水量之比：,饱和度可以说明土孔隙中充水的程度，其数值为,0100%,。
干土：,S,r,=0,；饱和土：,S,r,=100%,工程实际中，按饱和度大小常将砂类土划分为如下三种含水状况：,S,r,80%,饱和的,四、土的孔隙性,土中孔隙大小、形状、分布特征、连通情况与总体积等，称为土的,孔隙性,其主要取决于土的颗粒级配与土粒排列的疏密程度1,、孔隙度,孔隙度,又称,孔隙率,，指土中孔隙总体积与土的总体积之比，用百分数表示土的孔隙度取决于土的结构状态，砂类土的孔隙度常小于粘性土的孔隙度土的孔隙度一般为,2752%,新沉积的淤泥，孔隙度可达,80%,2,、孔隙比,孔隙比,指土中孔隙体积与土中固体颗粒总体积的比值，用小数表示，,土的孔隙比说明土的密实程度，按其大小可对砂土或粉土进行密实度分类在,岩土工勘察规范,（,GB50021-94,）中，用天然孔隙比来确定,粉土的密实度,e,0.9,稍密,孔隙度与孔隙比的关系为,3,、砂土的相对密度,砂土的密实程度还可用,相对密度,（,D,r,）来表示D,r,=0,时，土处于最疏松状态；,D,r,=1,时，土处于最密实状态标准贯入试验锤击数,N,63.5,密实度,N,63.5,10,松散,10N,63.5,15,稍密,1530,密实,天然状态砂土的密实度,五、指标之间的关系,土粒密度,、,天然密度,、,含水量,是三个,基本实测指标,、即通过试验直接测定。
由实测指标换算求取六个导出指标可直接用简单的数学演算方法，如：,土的三相指标之间可以进行换算，换算的一般方法是：,根据上述关系及各指标的定义可以进行推导（,3-16,）,-,（,3-21,）各推导公式推导公式：,干密度的定义公式,令,V,s,=1,，则由孔隙比的定义可得,由土粒比重的定义可得,把（,2,）、（,3,）代入（,1,）得,第二节 粘性土的稠度与可塑性,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,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,w,L,和塑性界限,w,p,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,w,L,粉土的液限在,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,w,p,常见值为,1728%,液性指数,I,L,反映土的天然含水量与界限含水量之间的关系，工程上用来表示土的稠度状态p,L,0,-,p,L,-,p,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w,L,和,w,p,的差值可以反映可塑性的大小，工程上定义为,塑性指数,I,P,I,P,=,w,L,-,w,p,1994,年国家标准,岩土工程勘察规范,按塑性指数,I,P,将粘性土分为两类，,I,P,17,为粘土,，,17I,P,10,为粉质粘土,，,I,P,10,为粉土或砂类土,例题：从某地基取原状土样，测得土的液限,w,L,=,47%,，塑限,w,p,=18%,，天然含水量,w=40%,，,问地基土是什么土，处于什么状态？,解：,求塑性指数：,求液性指数：,I,p,17,，该地基土为粘土；,查表,3-4,，,1.0I,L,0.75,，得土处于软塑状态。
第四节 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,I,p,或液限,w,L,加塑性指数,I,p,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,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,25,50%,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,I,p,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,I,p,大于,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,10,17,5,、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（,a,1-2,0.5MP,a,-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,1.0e1.5,淤泥与淤泥质土合称淤泥土,3,、有机质土：,5%,有机质含量,10%,泥炭质土：,10%60%,注：该分类方案按国标,岩土工程勘察规范,（,GB50021-94,）,四、国标,土的工程分类标准,（,GBJ145-90,）规定的土的野外鉴别方法,第五节 土的压实性,土的压实是指土体在压实能量作用下，土颗粒克服粒间阻力，产生位移，使土中孔隙减小，密度增加。
一、细粒土的压实性,最优含水量：在击实,曲线中，峰值干密度,对应的含水量最大干密度,1.4,1.6,1.8,2.0,0,4,8,12,16,20,24,28,含水量,w,（,%,）,干密度,d,（,g/cm,3,）,饱,和,曲,线,图,1-28,含水量,干密度曲线,曲线表明，压实功能愈大，得到的最优含水量愈小，相应的最大干密度愈高,对于同一种土，最优含水量和最大干密度随压实功能而变化,含水量超过最优含水量以后，压实功能的影响随含水量的增加而逐渐减小,。