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1、第三章第三章土的物理性质及分类土的物理性质及分类二、二、土的三相组成土的三相组成四、四、土的物理性质指标土的物理性质指标五、五、土的物理状态指标土的物理状态指标六、六、土的压实性土的压实性七、七、地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类一、一、土的成因土的成因三、三、土的结构和构造土的结构和构造学习目标学习目标: :1.了解土的成因，掌握土的三相组成的基本概念（如土的粒了解土的成因，掌握土的三相组成的基本概念（如土的粒组、颗粒级配）。组、颗粒级配）。2.理解并掌握土的物理性质指标、物理状态指标的含义以及理解并掌握土的物理性质指标、物理状态指标的含义以及指标的测定方法。指标的测定方法。3.掌
2、握土的结构类型，熟悉土的构造掌握土的结构类型，熟悉土的构造4.了解土的压实特性，掌握土的压实标准。了解土的压实特性，掌握土的压实标准。5.掌握地基土的工程分类掌握地基土的工程分类。第一节第一节 土的成因土的成因本节主要内容：土的生成、土的成因类型、土的工程特本节主要内容：土的生成、土的成因类型、土的工程特本节主要内容：土的生成、土的成因类型、土的工程特本节主要内容：土的生成、土的成因类型、土的工程特性性性性（一）土的生成（一）土的生成（一）土的生成（一）土的生成 1. 1. 1. 1.概念：概念：概念：概念：是指地球岩石圈经风化形成的散粒堆积物。包括岩石是指地球岩石圈经风化形成的散粒堆积物。包
3、括岩石是指地球岩石圈经风化形成的散粒堆积物。包括岩石是指地球岩石圈经风化形成的散粒堆积物。包括岩石经物理风化形成的碎块、经化学分化形成的细粒物质。经物理风化形成的碎块、经化学分化形成的细粒物质。经物理风化形成的碎块、经化学分化形成的细粒物质。经物理风化形成的碎块、经化学分化形成的细粒物质。散粒性，是土区别于岩石的的特性。散粒性，是土区别于岩石的的特性。散粒性，是土区别于岩石的的特性。散粒性，是土区别于岩石的的特性。土的工程特性：压缩性大、强度低、渗透性大。土的工程特性：压缩性大、强度低、渗透性大。土的工程特性：压缩性大、强度低、渗透性大。土的工程特性：压缩性大、强度低、渗透性大。第一节第一节
4、土的成因土的成因（一）土的生成（一）土的生成（一）土的生成（一）土的生成 2. 2. 2. 2.土的生成：土的生成：土的生成：土的生成：（1 1）物理风化：岩石在温度和湿度的影响下，仅体）物理风化：岩石在温度和湿度的影响下，仅体）物理风化：岩石在温度和湿度的影响下，仅体）物理风化：岩石在温度和湿度的影响下，仅体积和形状改变，形成原生矿物积和形状改变，形成原生矿物积和形状改变，形成原生矿物积和形状改变，形成原生矿物（2 2）化学风化：原生矿物与周围的）化学风化：原生矿物与周围的）化学风化：原生矿物与周围的）化学风化：原生矿物与周围的O2O2、CO2CO2、H2OH2O等接触，并受到有机物、微生物
5、的作用，形成次生矿等接触，并受到有机物、微生物的作用，形成次生矿等接触，并受到有机物、微生物的作用，形成次生矿等接触，并受到有机物、微生物的作用，形成次生矿物物物物（3 3）生物风化）生物风化）生物风化）生物风化: :动植物的生长使得岩石破碎动植物的生长使得岩石破碎动植物的生长使得岩石破碎动植物的生长使得岩石破碎第一节第一节 土的成因土的成因（二）土的成因类型（二）土的成因类型（二）土的成因类型（二）土的成因类型 1. 1. 1. 1.残积土：残积土：残积土：残积土：残积土：岩石风化后残留在原地形成的土。残积土：岩石风化后残留在原地形成的土。残积土：岩石风化后残留在原地形成的土。残积土：岩石风
6、化后残留在原地形成的土。残积土的特征：成分与下卧母岩一致；均质性差；孔隙度较大。作为工程残积土的特征：成分与下卧母岩一致；均质性差；孔隙度较大。作为工程残积土的特征：成分与下卧母岩一致；均质性差；孔隙度较大。作为工程残积土的特征：成分与下卧母岩一致；均质性差；孔隙度较大。作为工程地基，要注意不均匀沉降。地基，要注意不均匀沉降。地基，要注意不均匀沉降。地基，要注意不均匀沉降。2 2、坡积土：山坡上岩体风化的碎屑物质，在流水或重力作用下运移到斜、坡积土：山坡上岩体风化的碎屑物质，在流水或重力作用下运移到斜、坡积土：山坡上岩体风化的碎屑物质，在流水或重力作用下运移到斜、坡积土：山坡上岩体风化的碎屑物
7、质，在流水或重力作用下运移到斜坡下部或山麓处的堆积物。坡下部或山麓处的堆积物。坡下部或山麓处的堆积物。坡下部或山麓处的堆积物。 坡积土的特征：矿物成分与下卧基岩没有直接关系；新近堆积的坡积物经坡积土的特征：矿物成分与下卧基岩没有直接关系；新近堆积的坡积物经坡积土的特征：矿物成分与下卧基岩没有直接关系；新近堆积的坡积物经坡积土的特征：矿物成分与下卧基岩没有直接关系；新近堆积的坡积物经常具有垂直的孔隙，结构比较疏松，一般具有较高的压缩性。进行工程建常具有垂直的孔隙，结构比较疏松，一般具有较高的压缩性。进行工程建常具有垂直的孔隙，结构比较疏松，一般具有较高的压缩性。进行工程建常具有垂直的孔隙，结构比
8、较疏松，一般具有较高的压缩性。进行工程建设，要注意考虑其本身的稳定性和施工开挖后的边坡稳定；设，要注意考虑其本身的稳定性和施工开挖后的边坡稳定；设，要注意考虑其本身的稳定性和施工开挖后的边坡稳定；设，要注意考虑其本身的稳定性和施工开挖后的边坡稳定；3 3、洪积土、洪积土、洪积土、洪积土: :由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带堆积形成的土。堆积形成的土。堆积形成的土。堆积形成的土。 第一节第一节 土的成因土的成因（二
9、）土的成因类型（二）土的成因类型（二）土的成因类型（二）土的成因类型 洪积土作为建筑物地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土作为建筑物地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土作为建筑物地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土作为建筑物地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是工业与民用建筑物的良好地基。在离山
10、区较远的地带，洪积物的颗粒较细、工业与民用建筑物的良好地基。在离山区较远的地带，洪积物的颗粒较细、工业与民用建筑物的良好地基。在离山区较远的地带，洪积物的颗粒较细、工业与民用建筑物的良好地基。在离山区较远的地带，洪积物的颗粒较细、成分较均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。但应注意的是上述两成分较均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。但应注意的是上述两成分较均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。但应注意的是上述两成分较均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。但应注意的是上述两地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水
11、性不同而使地下地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成泉或沼泽地，因此土质较差，承载力较低，作为建筑物地水溢出地表形成泉或沼泽地，因此土质较差，承载力较低，作为建筑物地水溢出地表形成泉或沼泽地，因此土质较差，承载力较低，作为建筑物地水溢出地表形成泉或沼泽地，因此土质较差，承载力较低，作为建筑物地基时应慎重对待。基时应慎重对待。基时应慎重对待。基时应慎重对待。 第一节第一节 土的成因土的成因（二）（二）（二）（二）土的成因类型：土的成因类型：土的成因类型：土的成因类型：4 4、冲积土：由水流搬运
12、堆积形成的土。、冲积土：由水流搬运堆积形成的土。、冲积土：由水流搬运堆积形成的土。、冲积土：由水流搬运堆积形成的土。又分为：平原河谷冲积土、山区河谷冲积土、三角洲冲积土又分为：平原河谷冲积土、山区河谷冲积土、三角洲冲积土又分为：平原河谷冲积土、山区河谷冲积土、三角洲冲积土又分为：平原河谷冲积土、山区河谷冲积土、三角洲冲积土5 5、其他沉积土：除了上述三种类型的沉积土外，还有海洋沉积土、湖泊沉、其他沉积土：除了上述三种类型的沉积土外，还有海洋沉积土、湖泊沉、其他沉积土：除了上述三种类型的沉积土外，还有海洋沉积土、湖泊沉、其他沉积土：除了上述三种类型的沉积土外，还有海洋沉积土、湖泊沉积土、冰川沉积
13、土等。积土、冰川沉积土等。积土、冰川沉积土等。积土、冰川沉积土等。第一节第一节 土的成因土的成因（三）（三）（三）（三）土的工程特性：土的工程特性：土的工程特性：土的工程特性：1 1、土的高压缩性、土的高压缩性、土的高压缩性、土的高压缩性 指在压力作用下，土颗粒位置发生重新排列，导致孔隙体积减小和孔隙指在压力作用下，土颗粒位置发生重新排列，导致孔隙体积减小和孔隙指在压力作用下，土颗粒位置发生重新排列，导致孔隙体积减小和孔隙指在压力作用下，土颗粒位置发生重新排列，导致孔隙体积减小和孔隙中水和气排出的结果。反映材料压缩性高低的指标为弹性模量（土称为变中水和气排出的结果。反映材料压缩性高低的指标为弹
14、性模量（土称为变中水和气排出的结果。反映材料压缩性高低的指标为弹性模量（土称为变中水和气排出的结果。反映材料压缩性高低的指标为弹性模量（土称为变形模量）。形模量）。形模量）。形模量）。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在越大，使
15、材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。一定应力作用下，发生弹性变形越小。一定应力作用下，发生弹性变形越小。一定应力作用下，发生弹性变形越小。第一节第一节 土的成因土的成因（三）（三）（三）（三）土的工程特性：土的工程特性：土的工程特性：土的工程特性：2 2、土的强度低：是指土的抗剪强度。、土的强度低：是指土的抗剪强度。、土的强度低：是指土的抗剪强度。、土的强度低：是指土的抗剪强度。土的强度来源土的强度来源土的强度来源土的强度来源无粘性土：土粒表面的产生的摩擦力无粘性土：土粒表面的产生的摩擦力无粘性土：土粒表面的产生的摩擦力无粘性土：土粒表面的
16、产生的摩擦力粘性土：土粒表面的产生的摩擦力、粘性土：土粒表面的产生的摩擦力、粘性土：土粒表面的产生的摩擦力、粘性土：土粒表面的产生的摩擦力、土颗粒之间的黏聚力土颗粒之间的黏聚力土颗粒之间的黏聚力土颗粒之间的黏聚力无论是摩擦力还是黏聚力，其强度均小于材料本身强度，无论是摩擦力还是黏聚力，其强度均小于材料本身强度，无论是摩擦力还是黏聚力，其强度均小于材料本身强度，无论是摩擦力还是黏聚力，其强度均小于材料本身强度，因此，土的强度比其他工程材料的强度要低得多因此，土的强度比其他工程材料的强度要低得多因此，土的强度比其他工程材料的强度要低得多因此，土的强度比其他工程材料的强度要低得多第一节第一节 土的成
17、因土的成因（三）（三）（三）（三）土的工程特性：土的工程特性：土的工程特性：土的工程特性：3 3、土的透水性大：由于土体中固体矿物颗粒之间有无数孔隙，这些空隙是、土的透水性大：由于土体中固体矿物颗粒之间有无数孔隙，这些空隙是、土的透水性大：由于土体中固体矿物颗粒之间有无数孔隙，这些空隙是、土的透水性大：由于土体中固体矿物颗粒之间有无数孔隙，这些空隙是透水的，导致土的透水性大。透水的，导致土的透水性大。透水的，导致土的透水性大。透水的，导致土的透水性大。第二节、土的三相组成第二节、土的三相组成本节主要内容：本节主要内容：本节主要内容：本节主要内容：阐明组成土的三相（固体颗粒、水、气）阐明组成土的
18、三相（固体颗粒、水、气）阐明组成土的三相（固体颗粒、水、气）阐明组成土的三相（固体颗粒、水、气）的特性及其与工程性质的关系。的特性及其与工程性质的关系。的特性及其与工程性质的关系。的特性及其与工程性质的关系。（一）土的固体颗粒（一）土的固体颗粒（一）土的固体颗粒（一）土的固体颗粒 1. 1. 1. 1.土粒的矿物成分土粒的矿物成分土粒的矿物成分土粒的矿物成分（1 1）原生矿物：）原生矿物：）原生矿物：）原生矿物：母岩经物理风化而成。母岩经物理风化而成。母岩经物理风化而成。母岩经物理风化而成。eg.eg.石英、云石英、云石英、云石英、云母、长石。其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多母、长石。其成
19、分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多母、长石。其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多母、长石。其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多矿物颗粒。矿物颗粒。矿物颗粒。矿物颗粒。（2 2）次生矿物：）次生矿物：）次生矿物：）次生矿物：母岩经化学风化而成。母岩经化学风化而成。母岩经化学风化而成。母岩经化学风化而成。eg.eg.高岭石、高岭石、高岭石、高岭石、伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物颗粒，主要是黏土矿物。颗粒，主要是黏土矿物。颗粒，主要是黏土矿物。颗粒，
20、主要是黏土矿物。D D。漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其矿物成分与母岩相同。矿物成分与母岩相同。砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云母、长石。母、长石。粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等难溶盐的颗粒。等难溶盐的颗粒。黏土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧黏土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。第二节、第二节、土的三相组成土的三相组成2. 2.
21、 2. 2. 土颗粒的大小和形状土颗粒的大小和形状土颗粒的大小和形状土颗粒的大小和形状粒组：粒组：粒组：粒组：土的粒径由粗到细逐渐变化时土的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地土的性质相应地发生变化。因此发生变化。因此可将大小相近，性质相似的颗粒划归可将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组。为一组，称为粒组。界限粒径：界限粒径：划分粒组的分界尺寸。常用（划分粒组的分界尺寸。常用（mm）200、20、2、把土粒分为、把土粒分为六大粒组六大粒组:漂石漂石(块石块石)颗粒颗粒、卵石卵石(碎石碎石)颗粒颗粒、圆砾（角砾）颗粒圆砾（角砾）颗粒、砂粒砂粒、粉粒及粘粒粉粒及粘粒，见下表。见下表。第
22、二节、第二节、土的三相组成土的三相组成第二节、第二节、土的三相组成土的三相组成2006020060602060202052053.3.土的颗粒级配（粒径级配）土的颗粒级配（粒径级配）土的颗粒级配（粒径级配）土的颗粒级配（粒径级配）颗粒级配：颗粒级配：颗粒级配：颗粒级配：土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的为土的颗粒级配颗粒级配颗粒级配颗粒级配。用途：用途：用途：用途：这是决定这是决定无无粘性土工程性质的主要因素，是确粘性土工程性质的主要因素，是确定土
23、的名称和选用建筑材料的重要依据。定土的名称和选用建筑材料的重要依据。第二节、第二节、土的三相组成土的三相组成4.4.粒径分析方法粒径分析方法粒径分析方法粒径分析方法颗分试验颗分试验：（：（1）筛分法：粒径。）筛分法：粒径。（2）密度计法：粒径）密度计法：粒径。颗分曲线：颗分曲线：根据颗分试验成果，可以绘制根据颗分试验成果，可以绘制颗粒级配颗粒级配曲线曲线，如下图。，如下图。第二节、第二节、土的三相组成土的三相组成第二节、第二节、土的三相组成土的三相组成第二节第二节 土的三相组成土的三相组成级配良好的判别：级配良好的判别：由曲线的坡度大致可判别土的均匀程度，如曲线由曲线的坡度大致可判别土的均匀程
24、度，如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反之，较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不不均匀，均匀，即级配良好。即级配良好。第二节第二节 土的三相组成土的三相组成利用不均匀系数利用不均匀系数利用不均匀系数利用不均匀系数C Cu u和曲率系数和曲率系数和曲率系数和曲率系数C Cc c定量判别：定量判别：定量判别：定量判别：Cu5级配良好。级配良好。Cc反应曲线的整体形状，过大或过小反应曲线的整体形状，过大或过小都表示缺乏中间粒径。都表示缺乏中间粒径。对砾类土和砂类土，当同时满足对砾类土和砂类土，当同
25、时满足Cu5和和Cc =13时，级配良好。时，级配良好。60102301060/dddCddCcu= =.第二节第二节 土的三相组成土的三相组成（二）土中的水和气（二）土中的水和气（二）土中的水和气（二）土中的水和气1. 1.土中水：土中水：土中水：土中水：（1 1）结晶水）结晶水）结晶水）结晶水存在于矿物结晶中的水，只有在高温（存在于矿物结晶中的水，只有在高温（存在于矿物结晶中的水，只有在高温（存在于矿物结晶中的水，只有在高温（105C105C）下，才能）下，才能）下，才能）下，才能从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一部分。从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一部分。从矿物中吸出，故可把它
26、视作矿物本身的一部分。从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一部分。（2 2）结合水）结合水）结合水）结合水受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。o-毛细水毛细水重力水重力水自由水自由水弱结合水弱结合水强结合水强结合水与土粒表面结合的水与土粒表面结合的水结合水结合水土粒矿物内部的水土粒矿物内部的水- -结晶水结晶水土中水土中水第二节第二节 土的三相组成土的三相组成强强结结合合水水弱弱结结合合水水自自由由水水1 1）强结合水：）强结合水：）强结合水：）强结合水：没有溶解盐类没有溶解盐类
27、没有溶解盐类没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，的能力，不能传递静水压力，的能力，不能传递静水压力，的能力，不能传递静水压力，牢固地吸附于土粒表面，其性牢固地吸附于土粒表面，其性牢固地吸附于土粒表面，其性牢固地吸附于土粒表面，其性质接近于固体，具有极大的粘质接近于固体，具有极大的粘质接近于固体，具有极大的粘质接近于固体，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。滞度、弹性和抗剪强度。滞度、弹性和抗剪强度。滞度、弹性和抗剪强度。第二节第二节 土的三相组成土的三相组成2 2）弱结合水：）弱结合水：）弱结合水：）弱结合水：厚度较强结合水大，具有厚度较强结合水大，具有厚度较强结合水大，具有厚度较强结合水大，
28、具有较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递静水压力。静水压力。静水压力。静水压力。当含量较多时，使土具有一当含量较多时，使土具有一当含量较多时，使土具有一当含量较多时，使土具有一定的可塑性。定的可塑性。定的可塑性。定的可塑性。（3 3）自由水）自由水1）重力水：在土中流动的水，受）重力水：在土中流动的水，受重力作用。重力作用。2）毛细水：由于水和空气分界处）毛细水：由于水和空气分界处弯液面上产生的表面张力作用，土弯液面上产生的表面张力作用，土中自由水从地下水位通过土的细小中自由水从地下水位通过土的
29、细小通道逐渐上升，形成毛细水。通道逐渐上升，形成毛细水。它不仅受重力作用而且还受到表面它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。张力的支配。第二节第二节 土的三相组成土的三相组成2. 2.土中气土中气土中气土中气（1 1）开敞气体：对土无影响。）开敞气体：对土无影响。（2 2）封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和）封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。 第二节第二节 、土的三相组成土的三相组成单粒结构单粒结构蜂窝结构蜂窝结构絮状结构絮状结构1. 1.土的结构（如上图）土的结构（如上图）土的结构（如上图）土的结构（如上
30、图）土的结构：土的结构：单粒结构单粒结构蜂窝结构（粒径蜂窝结构（粒径0.0750.005mm）絮状结构（粒径絮状结构（粒径 d d第四节第四节 、土的物理性质指标、土的物理性质指标3.3.反映土的含水程度的指标反映土的含水程度的指标反映土的含水程度的指标反映土的含水程度的指标饱和度饱和度饱和度饱和度S Sr r （以百分数表示（以百分数表示（以百分数表示（以百分数表示 ）工程应用：工程应用：工程应用：工程应用：砂土与粉土以饱和度作为湿度划分的标准。砂土与粉土以饱和度作为湿度划分的标准。当当Sr50%时，土为稍湿的；当时，土为稍湿的；当50%Sr80%时，土时，土为很湿的；当为很湿的；当Sr80
31、%时，土为饱和的。时，土为饱和的。第四节第四节 、土的物理性质指标、土的物理性质指标2.2.反映土的松密程度的指标反映土的松密程度的指标反映土的松密程度的指标反映土的松密程度的指标（1 1）土的孔隙比）土的孔隙比）土的孔隙比）土的孔隙比e e（以小数表示（以小数表示（以小数表示（以小数表示 ）取值：取值：取值：取值：一般砂土为，黏性土为。一般砂土为，黏性土为。工程应用：工程应用：工程应用：工程应用：用来评价天然土层的密实程度。当砂土用来评价天然土层的密实程度。当砂土e时，时，呈密实状态，为良好地基；当黏性土呈密实状态，为良好地基；当黏性土e时，为软弱时，为软弱地基。地基。第四节第四节 、土的物
32、理性质指标、土的物理性质指标（四）指标的换算（四）指标的换算（四）指标的换算（四）指标的换算第四节第四节 、土的物理性质指标、土的物理性质指标上节讲述土的物理性质指标，本节讲述土的物上节讲述土的物理性质指标，本节讲述土的物理状态指标，即要理状态指标，即要研究土的松密和软硬。研究土的松密和软硬。研究土的松密和软硬。研究土的松密和软硬。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标无黏性土为单粒结构，土粒与土中水的相互作无黏性土为单粒结构，土粒与土中水的相互作用不明显，影响其工程性质的主要因素是用不明显，影响其工程性质的主要因素是密实度。密实度。密实度。密实度。第五节第五节 土的物理状态指标土的物
33、理状态指标 无黏性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天无黏性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天无黏性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天无黏性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天然地基；呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是然地基；呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是然地基；呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是然地基；呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是饱和粉土、细砂，稳定性很差。饱和粉土、细砂，稳定性很差。饱和粉土、细砂，稳定性很差。饱和粉土、细砂，稳定性很差。一、无粘性土的密实度一、无粘性土的密实度一、无粘性土的密实度一、无粘性土的密实度密实度密实度密实度密实度：单位体积土中固体颗粒的含量
34、。单位体积土中固体颗粒的含量。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标1.1.砂土的密实度砂土的密实度砂土的密实度砂土的密实度 （1 1）孔隙比）孔隙比）孔隙比）孔隙比e e（土中孔隙的体积与土颗粒体积的比值土中孔隙的体积与土颗粒体积的比值土中孔隙的体积与土颗粒体积的比值土中孔隙的体积与土颗粒体积的比值） 以以孔孔隙隙比比e作作为为砂砂土土密密实实度度的的划划分分标标准准，分分为为密密实、中密、稍密、松散四状态。实、中密、稍密、松散四状态。局限性：无法考虑土颗粒级配的影响局限性：无法考虑土颗粒级配的影响第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标（2 2）相对密实度法）相对密实度法）相
35、对密实度法）相对密实度法为了考虑颗粒级配的影响，引入砂土相对密实为了考虑颗粒级配的影响，引入砂土相对密实为了考虑颗粒级配的影响，引入砂土相对密实为了考虑颗粒级配的影响，引入砂土相对密实度的概念。即用天然孔隙比度的概念。即用天然孔隙比度的概念。即用天然孔隙比度的概念。即用天然孔隙比e e与该砂土的最松状态孔与该砂土的最松状态孔与该砂土的最松状态孔与该砂土的最松状态孔隙比隙比隙比隙比e emax和最密实状态孔隙比和最密实状态孔隙比和最密实状态孔隙比和最密实状态孔隙比e eminmin进行对比，比较进行对比，比较进行对比，比较进行对比，比较e e靠靠靠靠近近近近e emaxmax或靠近或靠近或靠近或
36、靠近e eminmin，以此来判别砂土的密实度。，以此来判别砂土的密实度。，以此来判别砂土的密实度。，以此来判别砂土的密实度。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标（2 2）相对密实度法）相对密实度法）相对密实度法）相对密实度法相对密实度相对密实度相对密实度相对密实度Dr=0Dr=0时，表示砂土的天然孔隙比接近最大孔隙比，时，表示砂土的天然孔隙比接近最大孔隙比，时，表示砂土的天然孔隙比接近最大孔隙比，时，表示砂土的天然孔隙比接近最大孔隙比，砂土处于最松散状态砂土处于最松散状态砂土处于最松散状态砂土处于最松散状态Dr=1Dr=1时，表示砂土的天然孔隙比接近最小孔隙比，时，表示砂土的天然孔
37、隙比接近最小孔隙比，时，表示砂土的天然孔隙比接近最小孔隙比，时，表示砂土的天然孔隙比接近最小孔隙比，砂土处于最密实状态砂土处于最密实状态砂土处于最密实状态砂土处于最密实状态根据根据Dr值将砂土密实度划分为以下三种状态。值将砂土密实度划分为以下三种状态。Dr1，密实；密实；D，中密；，中密；0D，松散。，松散。由于砂土的原状土样很难取得，天然孔隙比难由于砂土的原状土样很难取得，天然孔隙比难以准确测定，故相对密实度的精度也就无法保证。以准确测定，故相对密实度的精度也就无法保证。目前，它目前，它主要用于填方质量的控制。主要用于填方质量的控制。主要用于填方质量的控制。主要用于填方质量的控制。第五节第五
38、节 土的物理状态指标土的物理状态指标（3 3）现场标准贯入试验法）现场标准贯入试验法）现场标准贯入试验法）现场标准贯入试验法建筑地基基础设计规范（建筑地基基础设计规范（GB50007-2002），），以下均简称规范）采用未经修正的标准贯入试验以下均简称规范）采用未经修正的标准贯入试验锤击数锤击数N来划分砂土的密实度，见下表。来划分砂土的密实度，见下表。N是用质量是用质量的重锤自由下落的重锤自由下落76cm，使贯入器竖直击入土中，使贯入器竖直击入土中30cm所需的所需的锤击数锤击数，它综合反映了土的贯入阻力的大小，它综合反映了土的贯入阻力的大小，亦即密实度的大小。亦即密实度的大小。第五节第五节
39、土的物理状态指标土的物理状态指标第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标重型动力触探仪重型动力触探仪重型动力触探仪重型动力触探仪主要用于检测地基承载主要用于检测地基承载主要用于检测地基承载主要用于检测地基承载力，该试验设备主要由力，该试验设备主要由力，该试验设备主要由力，该试验设备主要由探头、触探杆及穿心锤探头、触探杆及穿心锤探头、触探杆及穿心锤探头、触探杆及穿心锤3 3部分组成。触探杆一般部分组成。触探杆一般部分组成。触探杆一般部分组成。触探杆一般采用直径采用直径采用直径采用直径42mm42mm钻杆，钻杆，钻杆，钻杆，穿心锤重，同时附锤击穿心锤重，同时附锤击穿心锤重，同时附锤击穿心锤重
40、，同时附锤击数与地基承载力对照表。数与地基承载力对照表。数与地基承载力对照表。数与地基承载力对照表。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标轻型动力触探仪（轻型动力触探仪（轻型动力触探仪（轻型动力触探仪（N10N10）该仪器主要是利用一定的锤该仪器主要是利用一定的锤该仪器主要是利用一定的锤该仪器主要是利用一定的锤击功能，对地基土作出工程击功能，对地基土作出工程击功能，对地基土作出工程击功能，对地基土作出工程地质评价。地质评价。地质评价。地质评价。锤重锤重锤重锤重10kg10g10kg10g落高落高落高落高500mm500mm贯入锤锤度贯入锤锤度贯入锤锤度贯入锤锤度6060贯入锤角最大直径
41、贯入锤角最大直径贯入锤角最大直径贯入锤角最大直径40mm40mm便携式动力触探仪便携式动力触探仪便携式动力触探仪便携式动力触探仪第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标2.2.碎石土的密实度碎石土的密实度碎石土的密实度碎石土的密实度（1 1）重型圆锥动力触探锤击数）重型圆锥动力触探锤击数）重型圆锥动力触探锤击数）重型圆锥动力触探锤击数N N碎石土既不易获得原状土样，也难以将贯入器击入土中。碎石土既不易获得原状土样，也难以将贯入器击入土中。对于平均粒径小于等于对于平均粒径小于等于50mm且最大粒径不超过且最大粒径不超过100mm的卵石、的卵石、碎石、圆砾、角砾，规范采用重型圆锥动力触探锤击
42、数碎石、圆砾、角砾，规范采用重型圆锥动力触探锤击数N来来划分其密实度。划分其密实度。注：表内注：表内N为经综合修正后的平均值。为经综合修正后的平均值。（2 2）野外鉴别方法野外鉴别方法野外鉴别方法野外鉴别方法 对对于于平平均均粒粒径径大大于于50mm或或最最大大粒粒径径大大于于100mm的的碎碎石石土土，通通过过观观察察，根根据据骨骨架架颗颗粒粒含含量量和和排排列列、可可挖挖性性、可可钻钻性性将将其其密密实实度度划划分分为为密密实实、中中密密、稍稍密密、松散。松散。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标二、黏性土的物理特征二、黏性土的物理特
43、征（一）概念（一）概念（一）概念（一）概念黏黏性性土土最最主主要要的的性性质质是是土土粒粒与与水水相相互互作作用用产产生生的的稠稠稠稠度度度度。它它反反映映土土粒粒之之间间连连连连接接接接强强强强度度度度随随含含水水量量高高低低而而变变化化的的性质。性质。 稠稠稠稠度度度度：是是指指土土的的软软硬硬状状态态或或土土对对受受外外力力作作用用所所引引起变形或破坏的抵抗能力。起变形或破坏的抵抗能力。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标（二）黏性土的界限含水量（二）黏性土的界限含水量（二）黏性土的界限含水量（二）黏性土的界限含水量同一种黏性土随其含水量的不同，而分别处于固同一种黏性土随其含水
44、量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量，叫到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量界限含水量界限含水量界限含水量。界限含水量的测定方法界限含水量的测定方法界限含水量的测定方法界限含水量的测定方法：塑限塑限塑限塑限：搓条法（滚搓法）；：搓条法（滚搓法）；：搓条法（滚搓法）；：搓条法（滚搓法）；液限液限液限液限：锥式液限仪（如下图）。：锥式液限仪（如下图）。：锥式液限仪（如下图）。：锥式液限仪（如下图）。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标（二）黏性土的界限含水量（二）黏性土的界限含水量（二
45、）黏性土的界限含水量（二）黏性土的界限含水量根据上图可以看出：根据上图可以看出：土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为土由可塑状态转到流动状态的界限含水量称为液限液限土由半固态状态转为可塑状态的界限含水量称为土由半固态状态转为可塑状态的界限含水量称为塑限塑限土由半固态状态转为固态的界限含水量称为土由半固态状态转为固态的界限含水量称为缩限缩限第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标液限、塑限联合测定法液限、塑限联合测定法液限、塑限联合测定法液限、塑限联合测定法: : 根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相
46、应的根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水量在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行。含水量在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行。（三）粘性土的塑性指数和液性指数（三）粘性土的塑性指数和液性指数（三）粘性土的塑性指数和液性指数（三）粘性土的塑性指数和液性指数1. 1.塑性指数塑性指数塑性指数塑性指数Ip ppLpIww -=（省去（省去%）第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标塑性指数越大，则土处在可塑状态的含水量范围塑性指数越大，则土处在可塑状态的含水量范围越大，土的可塑性愈好。也就是说，塑性指数的大小越大，土的可塑性愈好。也就是说，塑性指数的大小与土可能吸附的结合水的多少有关，一般
47、土中与土可能吸附的结合水的多少有关，一般土中粘粒含粘粒含粘粒含粘粒含量量量量愈高或愈高或矿物成分吸水能力矿物成分吸水能力矿物成分吸水能力矿物成分吸水能力越强，则塑性指数越大。越强，则塑性指数越大。规范用规范用规范用规范用I Ip p作为黏性土与粉土的定名标准。作为黏性土与粉土的定名标准。作为黏性土与粉土的定名标准。作为黏性土与粉土的定名标准。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标2.2.液性指数液性指数液性指数液性指数I IL L液性指数是指黏性土的天然含水量与塑限的差值和液性指数是指黏性土的天然含水量与塑限的差值和塑性指数之比。它是表示天然含水量与界限含水量塑性指数之比。它是表示天然
48、含水量与界限含水量相相相相对关系对关系对关系对关系的指标，反映黏性土天然状态的软硬程度，又的指标，反映黏性土天然状态的软硬程度，又称相对稠度。称相对稠度。p p建筑工程中将液性指数建筑工程中将液性指数IL用作确定用作确定黏性土承载力黏性土承载力黏性土承载力黏性土承载力的重要指标。规范按液性指数的重要指标。规范按液性指数的大小将黏性土的大小将黏性土划分为划分为5种软硬状态。种软硬状态。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标（四）黏性土的结构性和触变性（四）黏性土的结构性和触变性（四）黏性土的结构性和触变性（四）黏性土的结构性和触变性天然状态的
49、黏性土通常都具有一定的结构性，当天然状态的黏性土通常都具有一定的结构性，当受到外来因素的扰动时，其结构破坏，强度降低，压受到外来因素的扰动时，其结构破坏，强度降低，压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，通常用缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，通常用灵灵灵灵敏度敏度敏度敏度来衡量。来衡量。式中：式中： 原状土的无侧限抗压强度，原状土的无侧限抗压强度，kPa； 重塑土（含水量与密度不变）的无侧限抗压强重塑土（含水量与密度不变）的无侧限抗压强度，度，kPa。根据灵敏度的大小，可将粘性土分为低灵敏（根据灵敏度的大小，可将粘性土分为低灵敏（1St2）、中灵敏（）、中灵敏（2St4）和高灵敏（）和高
50、灵敏（St4）三）三类。类。土体灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后强度土体灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后强度降低越多，所以在施工时应特别注意保护基槽，尽降低越多，所以在施工时应特别注意保护基槽，尽量减少对土体的扰动（如人为践踏基槽）。量减少对土体的扰动（如人为践踏基槽）。触变性：触变性：触变性：触变性： 粘性土的结构受到扰动后，强度降低。但静置粘性土的结构受到扰动后，强度降低。但静置一段时间，土的强度会逐渐增长，这种性质称为土一段时间，土的强度会逐渐增长，这种性质称为土的触变性。的触变性。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标触变性的机理：土中的颗粒、离子和水分子体系随触变性的机理
51、：土中的颗粒、离子和水分子体系随时间而逐渐趋于新的平衡状态。时间而逐渐趋于新的平衡状态。例子：沉桩例子：沉桩先扰动土体，破坏桩侧土和桩尖土的先扰动土体，破坏桩侧土和桩尖土的结构，降低阻力；沉桩完成后，土的强度可随时间结构，降低阻力；沉桩完成后，土的强度可随时间部分恢复，桩的承载力增加。部分恢复，桩的承载力增加。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标在工程建设中经常要进行填土压实，例如路基、堤在工程建设中经常要进行填土压实，例如路基、堤坝、挡土墙、平整场地以及埋设管道、建筑物基坑回填坝、挡土墙、平整场地以及埋设管道、建筑物基坑回填等。为了增加填土的密实度，提高其强度，减少沉降量等。为了增
52、加填土的密实度，提高其强度，减少沉降量，降低透水性，通常采用分层碾压、夯实和振动的方法，降低透水性，通常采用分层碾压、夯实和振动的方法来处理地基。来处理地基。土体能够通过碾压、夯实和振动等方法调土体能够通过碾压、夯实和振动等方法调土体能够通过碾压、夯实和振动等方法调土体能够通过碾压、夯实和振动等方法调整土粒排列，进而增加密实度的性质称为土的整土粒排列，进而增加密实度的性质称为土的整土粒排列，进而增加密实度的性质称为土的整土粒排列，进而增加密实度的性质称为土的压实性压实性压实性压实性。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理工程实践表明，对于过湿的黏性土进行碾压或夯工程实践表明，对于过湿的黏性土进
53、行碾压或夯实会出现软弹现象（俗称橡皮土），土体不易被压实，实会出现软弹现象（俗称橡皮土），土体不易被压实，对于很干的土进行碾压或夯实也不能充分夯实。因此，对于很干的土进行碾压或夯实也不能充分夯实。因此，对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水量大小。对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水量大小。对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水量大小。对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水量大小。在一定的压实功能作用下，使土最容易被压实，并能在一定的压实功能作用下，使土最容易被压实，并能达到最大密实度时的含水量，称为土的达到最大密实度时的含水量，称为土的最优含水量最优含水量最优含水量最优含水量wop，相应的
54、干密度则称为，相应的干密度则称为最大干密度最大干密度最大干密度最大干密度dmax 。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理（一）击实试验（一）击实试验（一）击实试验（一）击实试验土的压实性可通过在实验室或现场进行击实试验来土的压实性可通过在实验室或现场进行击实试验来进行研究。室内击实试验方法如下：将同一种土配制成进行研究。室内击实试验方法如下：将同一种土配制成5份以上不同含水量的试样，用同样的压实功能分别对份以上不同含水量的试样，用同样的压实功能分别对每一份试样分三层进行击实，然后测定各试样击实后的每一份试样分三层进行击实，然后测定各试样击实后的含水量含水量w和湿密度和湿密度，计算出干密度，计
55、算出干密度d，从而绘出一条，从而绘出一条w-d关系曲线，即击实曲线。如图。由图可知，在一定关系曲线，即击实曲线。如图。由图可知，在一定击实功能下，只有当含水量达到某一特定值时，土才被击实功能下，只有当含水量达到某一特定值时，土才被击实至最大干密度。含水量大于或小于此特定值，其对击实至最大干密度。含水量大于或小于此特定值，其对应的干密度都小于最大干密度。这一特定含水量即为最应的干密度都小于最大干密度。这一特定含水量即为最优含水量优含水量wop。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理粘性土的击实曲线粘性土的击实曲线粘性土的击实曲线粘性土的击实曲线第六节第六节 土的压实原理土的压实原理（二）影响压实
56、效果的因素（二）影响压实效果的因素（二）影响压实效果的因素（二）影响压实效果的因素土的含水量、压实功能、土的性质。土的含水量、压实功能、土的性质。1. 1.土的含水量土的含水量土的含水量土的含水量试验统计证明：粘性土的最优含水量试验统计证明：粘性土的最优含水量wop与土的塑与土的塑限限wp有关，大致为有关，大致为wop=wp+2（%）。土中粘土矿物含）。土中粘土矿物含量大，则最优含水量越大。量大，则最优含水量越大。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理2. 2.压实功能压实功能压实功能压实功能夯击的压实功能与夯锤的重量、落高、夯击次数夯击的压实功能与夯锤的重量、落高、夯击次数以及被夯击土的厚度
57、等有关；碾压的压实功能则与碾以及被夯击土的厚度等有关；碾压的压实功能则与碾压机具的重量、接触面积、碾压遍数以及土层的厚度压机具的重量、接触面积、碾压遍数以及土层的厚度等有关。等有关。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理对于同类土：对于同类土：压实功能压实功能，则最大干密度，则最大干密度，而最优含水量，而最优含水量。故，在压实工程中：故，在压实工程中：（1）若土的含水量较小，则需选用夯实能量较大）若土的含水量较小，则需选用夯实能量较大的机具，才能将土压实至最大干密度。的机具，才能将土压实至最大干密度。（2）在碾压过程中，如未能将土压至最密实程度，在碾压过程中，如未能将土压至最密实程度，则需增大
58、压实功能（选用功能较大的机具或增加碾压遍则需增大压实功能（选用功能较大的机具或增加碾压遍数等）。数等）。（3）若土的含水量较大，则应选用压实功能较小若土的含水量较大，则应选用压实功能较小的机具，否则会出现的机具，否则会出现“橡皮土橡皮土”现象。现象。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理3. 3.土的性质土的性质土的性质土的性质土的颗粒粗细、级配、矿物成分和添加的材料等因土的颗粒粗细、级配、矿物成分和添加的材料等因素对压实效果有影响。颗粒越粗的土，其最大干密度越素对压实效果有影响。颗粒越粗的土，其最大干密度越大，而最优含水量越小。大，而最优含水量越小。砂性土也可用类似粘性土的方法进行试验。干砂
59、在砂性土也可用类似粘性土的方法进行试验。干砂在压力和振动作用下，容易密实；稍湿的砂土，因有毛细压力和振动作用下，容易密实；稍湿的砂土，因有毛细压力作用使砂土互相靠紧，阻止颗粒移动，击实效果不压力作用使砂土互相靠紧，阻止颗粒移动，击实效果不好；饱和砂土，毛细压力消失，击实效果良好。好；饱和砂土，毛细压力消失，击实效果良好。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理（三）压实填土的质量指标（三）压实填土的质量指标（三）压实填土的质量指标（三）压实填土的质量指标压实填土的质量以压实系数压实填土的质量以压实系数c控制。压实系数为压实控制。压实系数为压实填土的控制干密度填土的控制干密度d与最大干密度与最大干
60、密度dmax的比值，即的比值，即压实填土的最大干密度压实填土的最大干密度dmax宜采用击实试验或由现宜采用击实试验或由现场试验来测定。场试验来测定。公路系统称为压实度公路系统称为压实度第六节第六节 土的压实原理土的压实原理当无试验资料时，最大干密度可按下式计算：当无试验资料时，最大干密度可按下式计算：式中：式中：dmax分层压实填土的最大干密度；分层压实填土的最大干密度；经验系数，粉质粘土取，粉土取；经验系数，粉质粘土取，粉土取；w水的密度；水的密度；ds土粒相对密度（比重）；土粒相对密度（比重）；wop填料的最优含水量。填料的最优含水量。当填料为当填料为碎石或卵石碎石或卵石碎石或卵石碎石或卵
61、石时，其最大干密度可取时，其最大干密度可取3。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理压实填土的质量应根据结构类型和压实填土所在部位压实填土的质量应根据结构类型和压实填土所在部位按下表的数值确定。按下表的数值确定。第六节第六节 土的压实原理土的压实原理地基土（岩）分类的任务：根据分类用途和土（岩）地基土（岩）分类的任务：根据分类用途和土（岩）的各种性质的差异将其划分为一定的类别。的各种性质的差异将其划分为一定的类别。本节的分类方法为本节的分类方法为地基规范分类法。地基规范分类法。地基规范分类法。地基规范分类法。（一）岩石（一）岩石（一）岩石（一）岩石1.定义：颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙
62、的岩体。定义：颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。按成因分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。按成因分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。按坚固性分为：硬质岩石、软质岩石。按坚固性分为：硬质岩石、软质岩石。按岩石风化程度分为：微风化、中等风化、强风化。按岩石风化程度分为：微风化、中等风化、强风化。(4)按按岩岩石石完完整整程程度度分分为为：完完整整、较较完完整整、较较破破碎碎、破破碎碎、极极破破碎。碎。第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类（二）碎石土（二）碎石土（二）碎石土（二）碎石土1.定义：粒径定义：粒径d2mm的颗粒
63、含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土。的土。2.分类依据：土的分类依据：土的粒组含量粒组含量粒组含量粒组含量及及颗粒形状。颗粒形状。颗粒形状。颗粒形状。3.定名：漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾。定名：漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾。第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类4工程性质工程性质常见的碎石土强度大，压缩性小，渗透性大，为优常见的碎石土强度大，压缩性小，渗透性大，为优良地基。良地基。其中：密实碎石土为优等地基；其中：密实碎石土为优等地基；中密碎石土为优良地基；中密碎石土为优良地基；稍密碎石土为良好地基。稍密碎石土为良好地基。第七节第七节 地基土（岩）的工程
64、分类地基土（岩）的工程分类（三）（三）（三）（三）砂土砂土砂土砂土 1.定定义义：粒粒径径d2mm的的颗颗粒粒含含量量不不超超过过全全重重的的50%，且粒径的颗粒超过全重，且粒径的颗粒超过全重50%的土。的土。2.分类依据：粒组含量。分类依据：粒组含量。3.定名：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。定名：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。4、密实度：密实、中密、稍密、松散四状态。、密实度：密实、中密、稍密、松散四状态。第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类5工程性质。工程性质。（1）密实与中密状态的砾砂、粗砂、中砂为优良地基；
65、）密实与中密状态的砾砂、粗砂、中砂为优良地基；稍密状态的砾砂、粗砂、中砂为良好地基。稍密状态的砾砂、粗砂、中砂为良好地基。（2）粉砂与细砂要具体分析：密实状态时为良好地基；）粉砂与细砂要具体分析：密实状态时为良好地基；饱和疏松状态时为不良地基。饱和疏松状态时为不良地基。（四）粉土（四）粉土（四）粉土（四）粉土 1.定定义义：粒粒径径的的颗颗粒粒含含量量不不超超过过全全重重50%，且且I Ip p1010的土。的土。2.组成：一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体。组成：一般为砂粒、粉粒、粘粒的混合体。 3.3.分分分分类类类类：根根根根据据据据粒粒粒粒径径径径的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒含含含含量量量量是
66、是是是否否否否超超超超过过过过全全全全重重重重10%10%，分分分分为粘质粉土、砂质粉土？（不确定）为粘质粉土、砂质粉土？（不确定）为粘质粉土、砂质粉土？（不确定）为粘质粉土、砂质粉土？（不确定）粉土的性质介于砂土和粘性土之间，它具有砂土和粉土的性质介于砂土和粘性土之间，它具有砂土和粘性土的某些特征，但目前由于经验积累的不同和认识粘性土的某些特征，但目前由于经验积累的不同和认识上的差别，尚难确定一个能被普遍接受的划分亚类标准。上的差别，尚难确定一个能被普遍接受的划分亚类标准。第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类4.湿度湿度:由饱和度由饱和度Sr分为稍湿、很湿、饱和。或由含
67、水分为稍湿、很湿、饱和。或由含水量分为稍湿、湿、很湿。量分为稍湿、湿、很湿。5.工程性质：工程性质：密实粉土为良好的天然地基；密实粉土为良好的天然地基；e1为松散状态，属软弱地基；为松散状态，属软弱地基；饱和稍密粉土，地震时易产生液化，饱和稍密粉土，地震时易产生液化，为不良地基。为不良地基。第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类（五）粘性土（五）粘性土（五）粘性土（五）粘性土1.定义：定义：Ip10的土。的土。2.分类依据：分类依据：Ip。3.定名：定名：Ip17为粘土；为粘土；10wL），天），天然孔隙比然孔隙比e的粘性土。的粘性土。（2）淤泥质土淤泥质土：天然含水量大于
68、液限（：天然含水量大于液限（wwL）而）而天然孔隙比天然孔隙比1.0e的粘性土或粉土。的粘性土或粉土。（3）工程性质工程性质：压缩性高、强度低、透水性低，：压缩性高、强度低、透水性低，为不良地基。为不良地基。第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类2 2红粘土和次生红粘土红粘土和次生红粘土红粘土和次生红粘土红粘土和次生红粘土 （1）定义：定义：定义：定义：为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性粘土。其液限的高塑性粘土。其液限wL一般大于一般大于50。红粘土经再搬。红粘土经再搬运后仍保留其基本特征，其液限运后仍保留其基本特征，其液限wL大于
69、大于45的土为次生的土为次生红粘土。红粘土。（2）工程性质：工程性质：工程性质：工程性质：强度高、压缩性低。上硬下软，具有强度高、压缩性低。上硬下软，具有明显的收缩性。明显的收缩性。3 3湿陷性土湿陷性土湿陷性土湿陷性土浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于的土。浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于的土。根据上覆土自重压力下是否发生湿陷变形，可划分为根据上覆土自重压力下是否发生湿陷变形，可划分为自重湿陷性土自重湿陷性土自重湿陷性土自重湿陷性土和和非自重湿陷性土非自重湿陷性土非自重湿陷性土非自重湿陷性土。4 4膨胀土膨胀土膨胀土膨胀土土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显土中粘粒成分
70、主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率大于或著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率大于或等于等于40%的的粘性土。粘性土。粘性土。粘性土。第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类第七节第七节 地基土（岩）的工程分类地基土（岩）的工程分类5 5多年冻土多年冻土多年冻土多年冻土是指土的温度等于或低于摄氏零度、含有固态水，是指土的温度等于或低于摄氏零度、含有固态水，且这种状态在自然界连续保持且这种状态在自然界连续保持3年或年或3年以上的土。当年以上的土。当自然条件改变自然条件改变时，产生冻胀、融陷、热融滑塌等特殊时，产生冻胀、融陷、热融滑塌等特殊
71、不良地质现象及发生物理力学性质的改变。不良地质现象及发生物理力学性质的改变。本章小结本章小结本章小结本章小结本章主要讨论了土的物质组成以及定性、定量本章主要讨论了土的物质组成以及定性、定量描述其物质组成的方法，包括土的三相组成、土的描述其物质组成的方法，包括土的三相组成、土的三相指标、土的结构构造、粘性土的界限含水量、三相指标、土的结构构造、粘性土的界限含水量、砂土的密实度和土的工程分类等。这些内容是学习砂土的密实度和土的工程分类等。这些内容是学习土力学原理和基础工程设计与施工技术所必需的基土力学原理和基础工程设计与施工技术所必需的基本知识，也是评价土的工程性质、分析与解决土的本知识，也是评价
72、土的工程性质、分析与解决土的工程技术问题时讨论的最基本的内容。工程技术问题时讨论的最基本的内容。1 1土的组成土的组成土的组成土的组成（1）固体颗粒：颗粒的形状、大小、矿物成分及组成情况是）固体颗粒：颗粒的形状、大小、矿物成分及组成情况是决定土的物理力学性质的主要因素。土的颗粒级配是决定无粘决定土的物理力学性质的主要因素。土的颗粒级配是决定无粘性土工程性质的主要因素，是确定土的名称和选用建筑材料的性土工程性质的主要因素，是确定土的名称和选用建筑材料的重要依据。重要依据。（2）土中水：土中水是指存在于土孔隙中的水。土中细粒）土中水：土中水是指存在于土孔隙中的水。土中细粒越多，水对土的性质影响越大
73、。按水与土相互作用程度的强弱，越多，水对土的性质影响越大。按水与土相互作用程度的强弱，土中水分为在电分子引力下吸附于土粒表面的结合水和存在于土中水分为在电分子引力下吸附于土粒表面的结合水和存在于土孔隙中土粒表面电场影响范围以外的自由水。当土中含有较土孔隙中土粒表面电场影响范围以外的自由水。当土中含有较多的弱结合水时，土具有一定的可塑性。在工程中，应特别注多的弱结合水时，土具有一定的可塑性。在工程中，应特别注意毛细水上升对建筑物地下部分的防潮措施、地基土的浸湿以意毛细水上升对建筑物地下部分的防潮措施、地基土的浸湿以及地基与基础的冻胀的重要影响。及地基与基础的冻胀的重要影响。（3）土中气体：根据存
74、在形式分为与大气连通的气体和不）土中气体：根据存在形式分为与大气连通的气体和不连通的密闭气体两类。连通的密闭气体两类。2 2土的物理性质指标土的物理性质指标土的物理性质指标土的物理性质指标（1）通过试验直接测定的指标：土的密度）通过试验直接测定的指标：土的密度、土粒比重、土粒比重ds和和含水量含水量w。（2）间接换算的指标：）间接换算的指标：d、sat、e、n、Sr。3 3土的物理状态指标土的物理状态指标土的物理状态指标土的物理状态指标（1）无粘性土的密实度：衡量砂土密实度的方法有孔隙比确）无粘性土的密实度：衡量砂土密实度的方法有孔隙比确定法、相对密实度法和规范采用的现场标准贯入试验法；定法、
75、相对密实度法和规范采用的现场标准贯入试验法；衡量碎石土密实度的方法有规范采用的适用于卵石、碎石、衡量碎石土密实度的方法有规范采用的适用于卵石、碎石、圆砾、角砾的重型圆锥动力触探锤击法和适用于碎石土的野外圆砾、角砾的重型圆锥动力触探锤击法和适用于碎石土的野外鉴别方法。鉴别方法。（2）粘性土的稠度。）粘性土的稠度。1）粘性土的界限含水量（液限）粘性土的界限含水量（液限wL、塑限、塑限wp、缩限、缩限ws）以及）以及wL、wp的测定方法。界限含水量均以百分数表示。它对粘性土的测定方法。界限含水量均以百分数表示。它对粘性土的分类及工程性质的评价有重要意义。的分类及工程性质的评价有重要意义。2）塑性指数
76、）塑性指数Ip。规范用。规范用Ip作为粘性土与粉土的定名标作为粘性土与粉土的定名标准。准。3）液性指数）液性指数IL。反映粘性土天然状态的软硬程度，又称相。反映粘性土天然状态的软硬程度，又称相对稠度。建筑工程中将液性指数对稠度。建筑工程中将液性指数IL用作确定粘性土承载力的重用作确定粘性土承载力的重要指标。规范按要指标。规范按IL的大小将粘性土划分为的大小将粘性土划分为5种软硬状态种软硬状态坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。4 4土的压实性土的压实性土的压实性土的压实性影响土的压实效果的主要因素是：土的含水量、压实功能影响土的压实效果的主要因素是：土的含水量、压实功能
77、和土的性质。对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水量大和土的性质。对应最佳的夯实效果，存在一个适宜的含水量大小。在一定的压实功能作用下，使土最容易被压实，并能达到小。在一定的压实功能作用下，使土最容易被压实，并能达到最大密实度时的含水量，称为土的最优含水量最大密实度时的含水量，称为土的最优含水量wop，相应的干密，相应的干密度则称为最大干密度度则称为最大干密度dmax。压实填土的质量以压实系数压实填土的质量以压实系数c控制。控制。5 5地基土的工程分类地基土的工程分类地基土的工程分类地基土的工程分类粗粒土（粒径大于）按各粒组含量和颗粒形状分类；细粒粗粒土（粒径大于）按各粒组含量和颗粒形状分类；细粒土（粒径小于）按塑性指数分类。但需注意粘性土的工程性质土（粒径小于）按塑性指数分类。但需注意粘性土的工程性质受土的成因、生成年代的影响很大。受土的成因、生成年代的影响很大。
