地基与基础工程地基与基础工程Soil Mechanics and Foundation Engineering 第一章第一章 介绍土的形成及物质组成介绍土的形成及物质组成, ,从从定性和定量两个方面描述定性和定量两个方面描述土体土体的的物物质组成质组成\ \密实程度密实程度及及工程应用工程应用土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类主要内容主要内容: 知识要点：知识要点：Ø掌握土体的三相组成、三相比例指标之间的换算及 土的基本指标测试方法Ø了解无粘性土的密实度概念及判别方法Ø掌握粘性土的塑性指数和液性指数的作用和用途，以及粘性土的物理状态评价Ø掌握无粘性土和粘性土的分类依据和分类方法 §1.1 土的成因土的成因土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物同条件下形成的自然历史的产物搬运、沉积搬运、沉积一、土体的生成一、土体的生成 风化风化岩石岩石地球土土地球 生物风化生物风化物理风化物理风化化学风化化学风化矿物成矿物成分未变分未变无粘性土无粘性土原生矿物原生矿物矿物成矿物成分改变分改变粘性土粘性土次生矿物次生矿物 风化作用分类风化作用分类有有 机机 质质岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎过程中因碰撞和摩擦而破碎母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物新的矿物动植物活动引起的岩石和土体粗颗动植物活动引起的岩石和土体粗颗粒的粒度或成分的变化粒的粒度或成分的变化 定义：定义：土体的结构是指土生成工程中所形成土粒的空间排列及土体的结构是指土生成工程中所形成土粒的空间排列及 其形式。
其形式力学特性力学特性影影响响土的结构土的结构反映反映Ø土的成分土的成分Ø形成条件形成条件分类分类Ø单粒结构单粒结构Ø蜂窝结构蜂窝结构Ø絮状结构絮状结构二、土的结构和构造二、土的结构和构造 Ø 粒间作用力粒间作用力Ø 可否作天然地基可否作天然地基Ø 矿物成分矿物成分单粒结构单粒结构Ø 示意图示意图重力、毛细力重力、毛细力密实的单粒结构是良好的天然地基密实的单粒结构是良好的天然地基原生矿物原生矿物 指粗砂粒或更粗大的颗粒在水或空气中沉积形成粗粒土粗粒土的结构的结构松散松散密实密实 Ø 粒间作用力粒间作用力Ø 形成环境形成环境Ø 可否作为天然地基可否作为天然地基Ø 矿物成分矿物成分水中的悬浮力、自重力水中的悬浮力、自重力（斥力减小引力增加）（斥力减小引力增加） 絮状结构絮状结构( (凝聚结构凝聚结构) )蜂窝结构蜂窝结构( (分散结构分散结构) )Ø 示意图示意图颗粒间的引力、自重力颗粒间的引力、自重力（粒间引力占优势）（粒间引力占优势） 淡水中沉积淡水中沉积海水中沉积海水中沉积次生矿物次生矿物次生矿物次生矿物注意：注意：天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。
天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构 不可不可不可不可细粒土的结构细粒土的结构是指由粉粒（粒径0.005~0.075mm）在水中下沉时形的是指由粘粒（粒径≤0.005mm）集合体组成 颗粒形状•原生矿物原生矿物 圆状、浑圆状、棱角状圆状、浑圆状、棱角状•次生矿物次生矿物 针状、片状、扁平状针状、片状、扁平状 土的构造：土的构造：是指土体中各结构单元之间的关系，主是从宏观角度是指土体中各结构单元之间的关系，主是从宏观角度 研究土的组成，其主要特点是土的成层性和裂缝性研究土的组成，其主要特点是土的成层性和裂缝性力学特性力学特性影影响响土的构造土的构造 类型类型Ø层状构造层状构造Ø分散构造分散构造Ø裂隙构造裂隙构造Ø结核状构造结核状构造通常分散构造土的工程性质最好是理性地基，结核状构造土的工程性通常分散构造土的工程性质最好是理性地基，结核状构造土的工程性质取决于细质取决于细 粒土部分，裂隙构造不连续的裂缝破坏土的整体性故土的粒土部分，裂隙构造不连续的裂缝破坏土的整体性故土的工程性质最差工程性质最差 气相固相液相++构成土骨架，起主体作用构成土骨架，起主体作用重要影响重要影响土体次要作用次要作用土体三相组成示意图§1.2 土的组成土的组成 一、一、土中的固体颗粒土中的固体颗粒(固相固相)物理状态力学特性粒组的划分粒组的划分土的颗粒级配土的颗粒级配土粒的矿物成分土粒的矿物成分 ①. 颗粒级配颗粒大小土中各个粒组的相对含量常用表格法或常用表格法或粒径曲线法表示粒径曲线法表示影响土性影响土性质的主因质的主因 表格法表示的粒组划分 粒径级配•确定方法确定方法 筛分法筛分法：适用于粒径在：适用于粒径在0.074 ~ 60mm 的土的土㎜～㎜～～～ 密度计法密度计法：：适用于粒径小于适用于粒径小于0.074 mm 0.074 mm 的土的土——通常将各粒组的相对含量，用质量百分数来通常将各粒组的相对含量，用质量百分数来表示表示•表述方法表述方法 粒径级配累积曲线粒径级配累积曲线 105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%958778665536筛分法原理图筛分法原理图筛分法就是用一套标准筛子如孔直筛分法就是用一套标准筛子如孔直径径(mm)(mm)：：20、、10、、5.0、、2.0、、l.0、、0.5、、0.25、、0.1、、0.075，，将烘干且分散了的将烘干且分散了的200g g有代表性的有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。
粒级配密度计法密度计法(也称比重计法也称比重计法) ：是：是沉沉降分析降分析法的一种，另外还有移液管法的一种，另外还有移液管法法( (也称吸管法也称吸管法) )该两法的理论基该两法的理论基础都是依据础都是依据Stokes(Stokes(司笃克斯司笃克斯) )定律，定律，即球状的细颗粒在水中的下沉速度即球状的细颗粒在水中的下沉速度与颗粒直径的平方成正比与颗粒直径的平方成正比 粒径粒径(mm)(mm)0.050.010.005百分数百分数P(%)P(%)2613.510典典型型颗颗分分级级配配曲曲线线沉降分析结果沉降分析结果1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P（％）（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm) 1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.33 0.0050.063 662.41特征粒径特征粒径: d60 —控制控制粒径粒径 d10 —有效有效粒径粒径 d30 —中中值粒径值粒径不均匀程度不均匀程度：Cu = d60 / d10 连续程度连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 ) — 曲率系数曲率系数 — 不均匀系数不均匀系数Cu ≥5,级配不均匀级配不均匀粗细程度粗细程度： 用平均粒径用平均粒径d50 表示 1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d10d30连续程度连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 ) — 曲率系数曲率系数较大颗粒缺少较大颗粒缺少Cc 减小减小较小颗粒缺少较小颗粒缺少Cc 增大增大C c = 1 ~ 3, 级配连续性好级配连续性好曲线d60d10d30CuCcL0.33 0.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545 粒径级配累积曲线及指标的用途粒径级配累积曲线及指标的用途：：Ø粒组含量用于土的分类定名粒组含量用于土的分类定名；；Ø工程中用不均匀系数工程中用不均匀系数Cu评价土的不均匀程度：评价土的不均匀程度： Cu ≥ 5, 不均匀土不均匀土；； Cu < 5, 均匀土均匀土Ø曲率系数曲率系数Cc用于判定土的连续程度：用于判定土的连续程度： C c = 1 ~ 3, 级配连续土级配连续土； Cc > 3 或 Cc < 1,级配不连续土级配不连续土Ø不均匀系数不均匀系数Cu和和曲率系数曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：用于判定土的级配优劣： 当当 Cu ≥ 5且且 C c = 1 ~ 3 时时 ，， 为为级配级配 良好的土良好的土；； 当当 Cu < 5 或或 Cc > 3 或或 Cc < 1时时 , 为为级配级配 不良的土不良的土 ②. 土粒的矿物成分粗粒土主要是原生矿物粗粒土主要是原生矿物（石英石英、长石长石、云母云母等）的产物，的产物，一般一般碎石碎石、、砂砂都属于此类都属于此类。
细粒土主要是次生矿物的产物细粒土主要是次生矿物的产物 ，主要是主要是粘土矿物，包括三粘土矿物，包括三种类型种类型高岭石高岭石、、伊利石伊利石、、蒙脱石三种粘土矿物的亲水性依次减三种粘土矿物的亲水性依次减弱粘土矿物粘土矿物: :由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶胞所组合而成胞所组合而成决定于母岩的矿物决定于母岩的矿物成分及风化作用成分及风化作用 硅氧四面体晶片的结构硅氧四面体晶片的结构 铝氢氧八面体晶片的结构铝氢氧八面体晶片的结构 粘土矿粘土矿物的晶物的晶格构造格构造高岭石高岭石蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石粒 径粒 径比表面积比表面积胀胀 缩缩 性性渗渗 透透 性性强 度强 度压压 缩缩 性性大大10-20m2/g小小大大大大小小中中80-100m2/g中中中中中中中中小小800m2/g大大小小小小大大 二二 、土中水、土中水(液相液相)根据土体中水分子受到电场力的作用大小根据土体中水分子受到电场力的作用大小,土体中的液态土体中的液态水主要可以分为水主要可以分为:结合水结合水 借助于电分子引力牢固借助于电分子引力牢固 吸附在土颗粒表面的水吸附在土颗粒表面的水自由水自由水 电场引力作用范围之外的水电场引力作用范围之外的水重力水重力水毛细水毛细水强结合水强结合水弱结合水弱结合水液态水液态水固态水固态水气态水气态水其含量及性质其含量及性质影响土的性质影响土的性质1、土中水分类、土中水分类 2、水的性质Ø 排列致密、定向性强排列致密、定向性强Ø 密度密度>1g/cm>1g/cm3 3Ø 冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度Ø 具有固体的的特性具有固体的的特性Ø 温度高于温度高于100100°C C时可蒸发时可蒸发Ø 强结合水性质稳定强结合水性质稳定强结合水强结合水Ø 位于强结合水之外，以水膜位于强结合水之外，以水膜 的形式包围着土粒的形式包围着土粒Ø 外力作用下可以移动外力作用下可以移动Ø 不因重力而移动，有粘滞性不因重力而移动，有粘滞性弱结合水弱结合水固定层扩散层 土中毛细现象土中毛细现象毛细水毛细水分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连通成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细管的毛细管重力水重力水是位于地下水位以下的土空隙中，能在重是位于地下水位以下的土空隙中，能在重力或压力作用下流动。
其性质能传递静水力或压力作用下流动其性质能传递静水压力并产生浮力压力并产生浮力 三、土中气体三、土中气体(气相气相) 土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分,存在形式有两种存在形式有两种:自由气体自由气体:与大气相通与大气相通,对土的性质影响不大对土的性质影响不大封闭气体封闭气体:与大气隔绝与大气隔绝,增大土体的弹性和压缩性增大土体的弹性和压缩性土体中气体土体中气体 §1.3 土物理性质指标土物理性质指标土的物理状态土的物理状态粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态粘性土的软硬状态土的物理性质指标土的物理性质指标( (三相间的比例关系三相间的比例关系) )力学特性力学特性影响影响表表示示 一一. 土的三相图土的三相图 水水气气 土土 粒粒VaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积 二二. .土的物理性质指标确定土的物理性质指标确定WaterAirSoilVaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积土的物理性质指标共有土的物理性质指标共有9个：个：e、、n、、ω、、Sr、、γ、、 ds、、 γd、、 γsat、、 γ/土的重度土的重度 土的密度土的密度γ=ρg工程上更常用于计算土工程上更常用于计算土的自重应力的自重应力单位单位: kN/m3 或或 g/cm3单位单位: kN/m3 一般范围一般范围: 16 — 22 kN/m3定义定义: 土单位体积的质量土单位体积的质量有时也称有时也称土的天然密度土的天然密度表达式表达式:相关指标相关指标:三相草图有助于直观三相草图有助于直观理解物性指标的概念理解物性指标的概念 各种密度容重之间的大小关系：各种密度容重之间的大小关系：土的重度土的重度干重度干重度饱和重度饱和重度天然容重天然容重干容重干容重浮容重浮容重饱和容重饱和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积 土粒相对密度土粒相对密度γs: 土粒的密度，单位体积土粒的质量土粒的密度，单位体积土粒的质量单位单位: 无量纲无量纲土粒比重一般范围土粒比重一般范围: 粘性土粘性土 2.70—2.75 砂砂 土土 2.65—2.954˚C时纯蒸馏水的密度时纯蒸馏水的密度=9.8 kg/m3定义定义: 土粒的密度与土粒的密度与4˚C时纯蒸馏水的密度的比值时纯蒸馏水的密度的比值表达式表达式:土粒比重在数值上等于土粒的密度土粒比重在数值上等于土粒的密度饱和度饱和度表达式表达式:定义定义: 土中水的体积与孔隙体积的比值土中水的体积与孔隙体积的比值,用百分数表示。
用百分数表示饱和度表示饱和度表示孔隙中充满水的程度孔隙中充满水的程度Sr=0 : 干土干土Sr=100% : 饱和土饱和土 土的含水量土的含水量定义定义: 土中水的质量与土粒重量之比土中水的质量与土粒重量之比, 用百分数表用百分数表示示注意注意: 一般用含水量衡一般用含水量衡量黏性土潮湿程度量黏性土潮湿程度表达式表达式:孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率( (孔隙度孔隙度) )关系关系:常用来反映土的密实程度常用来反映土的密实程度定义定义: 土中孔隙体积与固体土中孔隙体积与固体颗颗 粒体积之比粒体积之比, 无量纲无量纲表达式表达式:定义定义: 土中孔隙体积与土的土中孔隙体积与土的总体积之比总体积之比, 用百分数表示用百分数表示表达式表达式: 反映土的密度指标有五个：反映土的密度指标有五个： γ γd γsat γ’ ds反映土的湿度指标有两个：反映土的湿度指标有两个：ω sr反映土的土的孔隙特征有两个：反映土的土的孔隙特征有两个：e n土的天然重度土的天然重度γ三个指标最基本物理指标，三个指标最基本物理指标，可直接通过实验测定得出可直接通过实验测定得出 天然含水量天然含水量ω土的相对密度土的相对密度ds注注: 以上以上9项物理性质指标，其中项物理性质指标，其中 常用的物理性质指标间的换算关系常用的物理性质指标间的换算关系换算步骤换算步骤: ①:①:假设假设V Vs s=1(V=1=1(V=1或或m ms s=1),=1),并画出三相草图并画出三相草图; ; ②: ②:解出各相物质的质量和体积的换算指标解出各相物质的质量和体积的换算指标; ; ③: ③:利用换算指标按基本定义列出所求的物理指标换算公式利用换算指标按基本定义列出所求的物理指标换算公式WaterAirSoil0 VsVvV e11+e质量质量体积体积已知关系五个已知关系五个: :共有九个参数共有九个参数: V Vv Vs Va Vω / Ws W ω Wa W物性指标是比例关系物性指标是比例关系: :可假设任一参数为可假设任一参数为1对于饱和土对于饱和土, Va=0剩下两个独立变量 eeedsγwωdsγwdsγw(1+ω) §1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标物理状态力学特性无黏性土密实度无黏性土密实度黏性土物理特性黏性土物理特性 •例题分析例题分析 n【例1-1】某土样某土样，，重量为重量为1.87N，，体积为体积为100cm3，烘干烘干后，烘干土质量为后，烘干土质量为1.67N。
已知土粒的相对密度已知土粒的相对密度ds为为2.66，试求：，试求： 、ω 、、e、、sr、d 、、sat和和 【解解】】 一、无黏性土的密实度一、无黏性土的密实度无粘性土的无粘性土的 密实程度密实程度工程性工程性质质影响影响指具有单粒结构的碎石土与砂土，土粒之间无粘结力，呈松散状态指具有单粒结构的碎石土与砂土，土粒之间无粘结力，呈松散状态定义定义:土密实土密实结构稳定、强度高、压缩性低变形小结构稳定、强度高、压缩性低变形小土松散土松散结构不稳定、强度低、压缩性高变形大结构不稳定、强度低、压缩性高变形大如何评定无粘性土密实度如何评定无粘性土密实度? ?碎石土用触探锤击数Ｎ碎石土用触探锤击数Ｎ63.563.5砂土用相对密度砂土用相对密度D Dr r现场标准贯入试验锤击数Ｎ现场标准贯入试验锤击数Ｎ 优点：优点：简单方便简单方便缺点：缺点：不能反映级配的影响且只能用于同一种土不能反映级配的影响且只能用于同一种土①①孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n ne emaxmax与与e eminmin ：：最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比②②相对密度相对密度D Dr r = 1 = 1 , , 最密状态最密状态 D Dr r = 0 = 0 , , 最松状态最松状态 D Dr r≤ ≤ 0.67 , 0.67 , 疏松状态疏松状态0.33 0.33 < < D Dr r≤ 0.67 , 0.67 , 中密状态中密状态 D Dr r > > 0.67 , 0.67 , 密实状态密实状态判别标准：判别标准：优点：优点：把土的级配因素考虑在内，把土的级配因素考虑在内， 理论上较为完善理论上较为完善缺点：缺点：e、、emin、、 eman难以准确测定难以准确测定 ③③根据现场标准贯入试验锤击数Ｎ判定根据现场标准贯入试验锤击数Ｎ判定 标准贯入试验是一种原位测试方法。
试验方法：将质量为标准贯入试验是一种原位测试方法试验方法：将质量为63.5kg的锤头，提升到的锤头，提升到76cm的高度，让锤自由下落，打击标准贯入器，使的高度，让锤自由下落，打击标准贯入器，使贯入器入土深为贯入器入土深为30cm所需的锤击数，记为所需的锤击数，记为N63.5，这是一种简便的，这是一种简便的测试方法测试方法N的大小，综合反映了土的贯入阻力的大小，亦即密实度的大小，综合反映了土的贯入阻力的大小，亦即密实度的大小我国的大小我国《《岩土工程勘查规范岩土工程勘查规范》》（（GB50021－－94）规定砂土的密）规定砂土的密实度按表标准贯入锤击数进行划分实度按表标准贯入锤击数进行划分标准贯入试验标准贯入试验垂击数垂击数N N63.563.5N N63.563.5≤5≤55 5＜＜N N63.563.5≤10≤1010 10 ＜＜N N63.563.5≤20≤20N N63.563.5＞＞2020密实度密实度松散松散稍密稍密中密中密密实密实判定标准：判定标准： 二、二、 粘性土的物理特性粘性土的物理特性Ø粘性土的物理状态可以用稠度表示粘性土的物理状态可以用稠度表示Ø稠度是反映粘性土处于不同含水量时的软硬程度或浠稠度是反映粘性土处于不同含水量时的软硬程度或浠稠程度稠程度。
Ø粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量塑限塑限ωp液限液限ωl稠度界限稠度界限粘性土随含水量变化可改变土的物理形态粘性土随含水量变化可改变土的物理形态固态或固态或半固态半固态可塑状态可塑状态 流动状态流动状态 强结合水膜最大强结合水膜最大出现自由水出现自由水强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水稠度状态稠度状态含水量含水量ω 一、界限含水量的测定方法一、界限含水量的测定方法1、液限ωL锥式液限仪测定法：76g锤经5s恰好沉入土10mm所对应的含水量碟式液限仪测定法：以2转/秒的速度，使碟子反复起落，坠击底座，当25击V型土槽合拢长度恰好13mm所对应的含水量锥式液限仪锥式液限仪碟式液限仪碟式液限仪 2、塑限ωp滚搓法：滚搓法：将天然湿度的土体在毛玻璃上搓成直径为3mm 土条时，土条恰好产生裂缝并开始断裂时的含水量液、塑性联合测定法：液、塑性联合测定法：利用液、塑性联合测定仪同时测定3份不同含水量的同一个土样，得到圆锥下沉深度和含水量关系曲线，则曲线上对应深度为10mm及2mm时土样的含水量就分别为该土的液限和塑限。
圆锥入土深度与含水量关系 二、塑性指数二、塑性指数I Ip p和液性指数和液性指数I IL L——塑性指数塑性指数的数值大小可反映粘性土可塑范围的大小，的数值大小可反映粘性土可塑范围的大小，塑性指数塑性指数越大，表明粘性性土粘性和塑性越好越大，表明粘性性土粘性和塑性越好（与粘粒含量有关，粘粒含量越多，吸附水的能力越大）；（与粘粒含量有关，粘粒含量越多，吸附水的能力越大）；塑性指数塑性指数I Ip p工程上常用塑性指数作为粘性土与粉土定名分类的依据工程上常用塑性指数作为粘性土与粉土定名分类的依据缺点：缺点：不能充分反映粘土颗粒含量不能充分反映粘土颗粒含量 不同的粘土矿物吸服水的能力不同不同的粘土矿物吸服水的能力不同 注意：注意：仅适用于重塑土仅适用于重塑土液性指数液性指数I IL LwpwwlIL<0IL=0 ~ 1IL>1坚硬状态坚硬状态可塑状态可塑状态流流 态态0.00 ~ 0.250.25 ~ 0.750.75 ~ 1.00硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑——反映粘性土天然状态的软硬程度反映粘性土天然状态的软硬程度 工程上作为确定粘性土承载力的重要指标工程上作为确定粘性土承载力的重要指标 三、黏性土的灵敏度和触变性三、黏性土的灵敏度和触变性相同含水量、密度相同含水量、密度1. 粘性土的灵敏度粘性土的灵敏度—— St =原状土原状土结构性结构性相同含水量相同含水量密度密度粉碎粉碎重塑重塑重塑土重塑土强度降低强度降低St1-22-4>4粘性土粘性土低灵敏低灵敏中等灵敏中等灵敏高灵敏高灵敏原状土的无侧限抗压强度原状土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度 Ø含水量不变，密度不变，因重塑而强度含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为恢复的现象，称为触变性触变性。
Ø土的触变性是土的结构联结形态发生变土的触变性是土的结构联结形态发生变化引起的，是土化引起的，是土微观结构微观结构随时间变化的随时间变化的宏观表现宏观表现2. 粘性土的触变性粘性土的触变性 四、活动度四、活动度活性指数活性指数p0.002: 粒径小于粒径小于0.002mm颗粒的质量占总土总质量的百分比颗粒的质量占总土总质量的百分比A < 0.75A = 075 – 1.25A > 1.25非活性粘土非活性粘土正常粘土正常粘土活性粘土活性粘土粘性土的塑性指数与土中胶粒含量百分数的比值称为活动度（活性指数）粘性土的塑性指数与土中胶粒含量百分数的比值称为活动度（活性指数）——反映粘性土中所含矿物的活动性反映粘性土中所含矿物的活动性 §1.5 地基岩土的工程分类地基岩土的工程分类分类依据：分类依据：粘性土按塑性指数和沉积条件粘性土按塑性指数和沉积条件无粘性土按粒径及相对含量无粘性土按粒径及相对含量评价岩土的工程性质以及为地基基础的评价岩土的工程性质以及为地基基础的设计与施工提供依据设计与施工提供依据本节主要介绍建筑地基基础设计规范本节主要介绍建筑地基基础设计规范- -GB5007-2002分类法分类法 土土岩 石分类 见表１－８至表１－１１岩 石分类 见表１－８至表１－１１碎石土分类 见表１－１２碎石土分类 见表１－１２砂 土分类 见表１－１３砂 土分类 见表１－１３粉 土分类 塑性指数粉 土分类 塑性指数≤１０，粒径＞０１０，粒径＞０.０７５颗粒含量不超过５０％ ０７５颗粒含量不超过５０％ 粘性土分类 塑性指数粘性土分类 塑性指数≥１０的土表１－１４１０的土表１－１４人工填土分为杂填土，素填土，冲填土人工填土分为杂填土，素填土，冲填土分类目的：分类目的： 1、岩石、岩石按成因分类按成因分类岩浆岩沉积岩变质岩按坚硬程度分类按坚硬程度分类按完整程度分类按完整程度分类 2、碎石土、碎石土土的名称土的名称 颗粒形状颗粒形状 粒组含量粒组含量漂石漂石块石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于200mm的颗粒超过全质量50%卵石卵石碎石碎石圆形及亚圆形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主圆砾圆砾角砾角砾粒径大于20mm的颗粒超过全质量50%粒径大于2mm的颗粒超过全质量50% 3、砂土、砂土土的名称土的名称 粒组含量粒组含量粒径大于2mm的颗粒占全质量25 -- 50%砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂粒径大于0.5mm的颗粒超过全质量50%粒径大于0.25mm的颗粒超过全质量50%粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量85%粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量50% 4、粉土、粉土粒径大于0.075mm的颗粒含量小于全质量50%而塑性指数Ip≤10的土塑性指数Ip>10的土5、粘性土、粘性土1017的土的土粘土粘土粉质粘土粉质粘土 6、人工填土、人工填土由于人类活动而推填土。
由于人类活动而推填土其物质成分杂乱，均匀性差其物质成分杂乱，均匀性差按其组成和成因分类按其组成和成因分类素填土素填土压实填土压实填土杂填土杂填土冲填土冲填土除了以上六种土外还有特殊土，见第十章除了以上六种土外还有特殊土，见第十章 细粒土按塑性图分类细粒土按塑性图分类Ø细粒土是指粒组小于0.075mm者超过50 ％时的土Ø在塑性图中，以塑性指数IP为纵轴、液限wL横轴根据细粒土在坐标图上的位置，就可方便地进行细粒土地分类塑性图分类法 •三、例题分析三、例题分析 土样天然含水量ω(%)ω(%)塑限ωωp p(%)(%)液限ωωL L(%)(%)A40.425.447.9n【例】A A、、B B两种土样，试验结果见表，试确定该土的名称及两种土样，试验结果见表，试确定该土的名称及软硬状态软硬状态解答解答】】A A 土土因因 I IP P ＞＞1717，，0.250.25＜＜IL≤0.75，所以该土为黏土，可塑状态：，所以该土为黏土，可塑状态：土样天然含水量ω(%)ω(%)塑限ωωp p(%)(%)液限ωωL L(%)(%)A23.221.031.2B B 土土因因 10＜＜IP≤17 ，，0 0＜＜IL≤0.25，所以该土为粉质黏土，硬塑状态。
所以该土为粉质黏土，硬塑状态 §1.6 土的压实机理及工程控制土的压实机理及工程控制土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性土的击实性是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性压实的本质压实的本质土料孔隙率减小，密实度提高1 1、击实机理：、击实机理：Ø颗粒被击碎，土粒定向排列颗粒被击碎，土粒定向排列; ;Ø土粒破碎，粒间联结力被破土粒破碎，粒间联结力被破 坏而发生孔隙体积减小坏而发生孔隙体积减小; ;Ø气被挤出或被压缩等气被挤出或被压缩等 2 2、影响击实效、影响击实效 果的因素：果的因素：Ø土的性质土的性质Ø含水量：含水量：Ø压实功：压实功：粘粒含量：粘粒含量越少，最大干重度越大粘粒含量：粘粒含量越少，最大干重度越大颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差含水量的不同改变了土颗粒间的作用力，并改变含水量的不同改变了土颗粒间的作用力，并改变土的结构与状态，含水量与击实效果如下图所示土的结构与状态，含水量与击实效果如下图所示要达到一定的击实干密度，则含水量小时，击实要达到一定的击实干密度，则含水量小时，击实功大，含水量大时，则应选取击实功小的机具。
功大，含水量大时，则应选取击实功小的机具0 4 8 12 16 20 24 28含水量含水量w(%)2.01.81.61.4干密度干密度 d(g/cm3)饱和曲线饱和曲线 dmax=1.86wop=12.1 a. 粘性土存在最优含水量粘性土存在最优含水量ωop，在填土施工中应该将土料的，在填土施工中应该将土料的含水量控制在含水量控制在ωop左右，以期得到左右，以期得到ρdmax，通常取，通常取 b. 工程上常采用压实度工程上常采用压实度Dc控制（作为填方密度控制标准）控制（作为填方密度控制标准）Ⅰ、、Ⅱ级土石坝级土石坝 Dc>95~98% Ⅳ~Ⅴ 级土石坝级土石坝 Dc>92~95% 3 3、压实标准与控制：、压实标准与控制：①①. 细粒土压实标准细粒土压实标准 ②②. 粗粒土压实特性与标准粗粒土压实特性与标准①①不存在最优含水量不存在最优含水量；； ②②在完全风干和饱和两种状态在完全风干和饱和两种状态 下易于击实下易于击实；；③③潮湿状态下潮湿状态下ρd明显降低明显降低 a.a.击实曲线击实曲线特点特点20%20%b. 理论分析理论分析Ø对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象。
对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象Ø在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力c. 压实标准压实标准Ø常用相对密度常用相对密度控制控制 Dr>0.7~0.75Ø施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和 。