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1、土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类第一章第一章对土的特点进行详细解释和定量描述对土的特点进行详细解释和定量描述本章特点本章特点: : 看起来零散看起来零散学习要点学习要点: : 理清理清 各节间联系各节间联系 各节内层次各节内层次1 1 土的物性及分类土的物性及分类土的生成土的生成渗透特性渗透特性变形特性变形特性强度特性强度特性土的三相组成土的三相组成土的物理状态土的物理状态土的结构与构造土的结构与构造土的工程分类土的工程分类决定决定影影响响便于研究和应用便于研究和应用1 1 土的物性及分类土的物性及分类1.1 1.1 土的生成土的生成1.21.2土的三相组成土的三相组成1.31.3
2、土的三相比例指标土的三相比例指标1.4 土的土的物理状态指标物理状态指标1.51.5土的结构与构造土的结构与构造1.61.6土的工程分类土的工程分类1.1 1.1 土的土的生生成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、沉积搬运、沉积1 1 土的物性及分类土的物性及分类形成过程形成过程形成条件形成条件物理力学物理力学性质性质 风化风化岩石岩石地球土土地球影响影响生物风化生物风化物理风化物理风化化学风化化学风化量变量变无粘性土无粘性土原生矿物原生矿物质变质变粘性土粘性土次生矿物次生矿物动植物的活动动植物的活动1 1 土的物性及分类
3、土的物性及分类一一. . 风化风化有有 机机 质质1.11.1土的土的生生成成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二二. . 搬运与沉积搬运与沉积残积土残积土无搬运无搬运运积土运积土有搬运有搬运土土质质较较好好1 1 土的物性及分类土的物性及分类残积土残积土强风化强风化弱风化弱风化微风化微风化母岩体母岩体颗粒表面粗糙
4、颗粒表面粗糙多棱角多棱角粗细不均粗细不均无层理无层理1.11.1土的土的生生成成母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物风化所形成的土颗粒，受自然力的作用风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物2. 2. 搬运与沉积搬运与沉积运积土运积土有搬运有搬运风：风：风积土风积土1 1 土的物性及分类土的物性及分类重力重力: : 坡积土坡积土 流水流水: :洪积土洪积土冲积土冲积土湖泊沼泽沉积土湖泊沼泽沉积土海相沉积物海相沉积物冰川冰川: : 冰积
5、土冰积土1.11.1土的土的生生成成土粒粗细不同，性质不均匀土粒粗细不同，性质不均匀有分选性，近粗远细有分选性，近粗远细浑圆度分选性明显，土层交迭浑圆度分选性明显，土层交迭含有机物淤泥，土性差含有机物淤泥，土性差颗粒细，表层松软，土性差颗粒细，表层松软，土性差土粒粗细变化较大，性质不均匀土粒粗细变化较大，性质不均匀颗粒均匀，层厚而不具层理颗粒均匀，层厚而不具层理第四纪沉积物：属于新生代，距今第四纪沉积物：属于新生代，距今100多万年，尚未多万年，尚未胶结硬化胶结硬化1.2 1.2 土的三相组成土的三相组成气相固相液相+构成土骨架，起决定作用构成土骨架，起决定作用重要影响重要影响土体1 1 土的
6、物性及分类土的物性及分类次要作用次要作用一一. . 固体颗粒固体颗粒物理状态力学特性颗粒级配颗粒级配1 1 土的物性及分类土的物性及分类1.2 1.2 土的三相组成土的三相组成矿物成分矿物成分颗粒形状颗粒形状 1. 颗粒级配一一. . 固体颗粒固体颗粒1 1 土的物性及分类土的物性及分类1.21.2土的三相组成土的三相组成颗粒大小各粒径成分在土中占的比例狭义的颗粒级配影响土性影响土性的主因的主因颗粒大小粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类界限粒径一一. . 固体颗粒固体颗粒1 1 土的物性及分类土的物性及分类1.21.2土的三相组成土的三相组成颗粒级配
7、确定方法确定方法颗粒分析试验颗粒分析试验 筛分法筛分法：适用于粗粒土：适用于粗粒土 ( 0.075 mm) 沉降分析法沉降分析法：适用于细粒土：适用于细粒土 (0.075 mm)各粒组的相对含量，用质量百分数来表示各粒组的相对含量，用质量百分数来表示表述方法表述方法 颗粒级配累积曲线颗粒级配累积曲线1 1 土的物性及分类土的物性及分类一一. . 固体颗粒固体颗粒1.21.2土的三相组成土的三相组成一一. . 固体颗粒固体颗粒1 1 土的物性土的物性及及分类分类105.02.01.00.50.250.075200g101618242238721009080706050403020100小于某粒径
8、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)1.21.2土的三相组成土的三相组成P%958778665536土的颗粒级配累积曲线土的颗粒级配累积曲线沉降分析法沉降分析法粒径粒径(mm)(mm)0.050.010.005百分数百分数P(%)P(%)2613.510颗粒分析试验颗粒分析试验密度计法密度计法1、依据、依据 (stokes)定律：定律： 当土粒在液体中靠自重下沉时，当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉较慢。颗粒下沉较慢。一般认为，粒径为一般认为，
9、粒径为0.2-0.002mm的颗粒，在液体中靠自重下沉时的颗粒，在液体中靠自重下沉时作等速运动。作等速运动。一、试验原理一、试验原理土粒在水中的沉降原理土粒在水中的沉降原理2、Stokes公式公式土粒下降速度与直径的关系土粒下降速度与直径的关系式中：式中： V土粒的沉降速度，土粒的沉降速度，cm/s； d土粒直径，土粒直径，mm；（；（等效直径）等效直径） s土粒密度，土粒密度，g/cm3； w水的密度水的密度，g/cm3 ； 水的动力粘滞系数，水的动力粘滞系数，10-6kPas； g重力加速度，重力加速度，cm/s2“等效直径等效直径”是指是指土粒沉降速度土粒沉降速度与与某一粒径的球形颗粒某
10、一粒径的球形颗粒的沉降速度相等，那么这球形颗粒的直径即为该土粒的沉降速度相等，那么这球形颗粒的直径即为该土粒的直径。的直径。3、计算土粒粒径的公式、计算土粒粒径的公式K粒径计算系数，与粒径计算系数，与悬液温度悬液温度和和土粒比重土粒比重有关；查有关；查试验指导书试验指导书附表附表2-1；L某一时间某一时间 t 内的土粒沉降距离，依内的土粒沉降距离，依密度计读数密度计读数由试由试验室手册中查出。验室手册中查出。具体试验步骤自学试验指导手册具体试验步骤自学试验指导手册一一. . 固体颗粒固体颗粒1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.21.2土的三相组成土的三相组成1009080706050403
11、020100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)土的颗粒级配累积曲线土的颗粒级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.33 0.005 0.063662.41特征粒径特征粒径: d50 : 平均平均粒径粒径d60 : 限制限制粒径粒径d10 : 有效有效粒径粒径d30 : 中值粒径中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
12、匀粗细程度粗细程度： 用用d50 表示 一一. . 固体颗粒固体颗粒1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.21.2土的三相组成土的三相组成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)土的颗粒级配累积曲线土的颗粒级配累积曲线d60d10d30曲线d60d10d30CuCcL0.33 0.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率斜率: : 某粒径范围内颗粒的含量某粒径范围内颗粒的含量 陡陡相应粒组质量集中相应粒组质量集中 缓缓
13、-相应粒组含量少相应粒组含量少 平台平台-相应粒组缺乏相应粒组缺乏连续程度连续程度: 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颗粒级配颗粒级配累积曲线及指标的用途颗粒级配累积曲线及指标的用途：1）粒组含量用于土的分类定名粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度：用于判定土的不均匀程度： Cu 5, 不均匀土不均匀土； Cu 3 或 Cc 1,级配不连续土级配不连续土4）Cu和和Cc用于判定砾类或砂类土的级配优劣：用于
14、判定砾类或砂类土的级配优劣： 如果如果 Cu 5且且 C c = 1 3 ， 级配级配 良好的土良好的土； 如果如果 Cu 3 或或 Cc 11g/cmg/cm3 3 冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度 具有固体的特性具有固体的特性 温度高于温度高于100100C C时可蒸发时可蒸发强结合水强结合水 位于强结合水之外，电场引位于强结合水之外，电场引 力作用范围之内力作用范围之内 外力作用下可以移动外力作用下可以移动 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自由水自由水重力水重力水毛细水毛细水 存在于地下水位以下透水层中存在于地下水位以下透水层中 在重力作用下可在土中自
15、由流动在重力作用下可在土中自由流动 存在于地下水位以上透水层中存在于地下水位以上透水层中 在重力与表面张力作用下在重力与表面张力作用下 可在土粒间空隙中自由移动可在土粒间空隙中自由移动1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.21.2土的三相组成土的三相组成二二. . 土中水土中水1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.21.2土的三相组成土的三相组成二二. . 土中水土中水土中毛细现象土中毛细现象 上升高度上升高度:毛细水毛细水分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以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、彼此看成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细管连通的毛细管毛细升高与孔径成
16、反比毛细升高与孔径成反比三三. . 土中气体土中气体v自由气体：自由气体：与大气连通，对土的性质影响不大与大气连通，对土的性质影响不大v封闭气体：封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道增加土的弹性；阻塞渗流通道1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.21.2土的三相组成土的三相组成 土有三个组成部分：固相、液相和气相土有三个组成部分：固相、液相和气相 小结小结1. 固体颗粒固体颗粒2. 土中水土中水3. 土中气体土中气体 粒径级配粒径级配 矿物成分矿物成分 颗粒形状颗粒形状 结合水结合水 ( 强结合水、弱结合水强结合水、弱结合水 ) 自由水自由水 ( 重力水、毛细水重力水、毛细水 ) 自由气体自
17、由气体封闭气体封闭气体1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.21.2土的三相组成土的三相组成作业第第3333页页 第第6 6题题作业要求：独立完成，每章交一次，在该作业要求：独立完成，每章交一次，在该章讲课结束后下次上课时交。章讲课结束后下次上课时交。迟交或不认真完成者在平时成绩中扣分迟交或不认真完成者在平时成绩中扣分1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.1 1.1 土的生成土的生成1.21.2土的三相组成土的三相组成1.31.3土的三相比例指标土的三相比例指标？ 1.41.4土的物理状态指标土的物理状态指标?1.51.5土的结构与构造土的结构与构造?1.61.6土的工程分类土的工程分类1
18、.3 土的三相比例指标土的三相比例指标土的物理状态土的物理状态无黏性土的松密程度无黏性土的松密程度黏性土的软硬状态黏性土的软硬状态1 1 土的物性土的物性及及分类分类土的三相比例指标土的三相比例指标( (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三相比例指标三相比例指标物理性质指标物理性质指标土的三个组成相的体积土的三个组成相的体积和质量上的比例关系和质量上的比例关系1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标密实程度密实程度干湿程度干湿程度特点特点: 指标概念简单，数量很多指标概念简单，数量很多要点：要点：名称、概念或定义、符号、表
19、达式、名称、概念或定义、符号、表达式、单位或量纲、常见值或范围、联系与区别单位或量纲、常见值或范围、联系与区别定义定义基本方法基本方法:三相草图法三相草图法1. 三相草图三相草图WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm1 1 土的物性土的物性及及分类分类质量质量体积体积1.3 土的土的三相比例指标三相比例指标三相草图三相草图1 1 土的物性土的物性及及分类分类WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm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 V / ms m ma m剩下三个独立变量剩下三个独立变量三相
20、草图法三相草图法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剩下两个独立变量试验室测定试验室测定推导推导其它指标其它指标是一种简单而实用的方法是一种简单而实用的方法1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标1 1 土的物性土的物性及及分类分类2.2.室内测定的三个物理性质指标室内测定的三个物理性质指标WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积-土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度土的密度土的重度土的重度=g工程上更常用工程上更常用, 用于计算土的自重应力用于计算土
21、的自重应力单位单位: kg/m3 或或 g/cm3单位单位: kN/m3 一般范围一般范围: 1.602.20 g/cm3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1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标表达式表达式: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试验方法试验方法:环刀法环刀法 g取取10 m/s2 1 1 土的物性土的物性及及分类分类WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土粒比重土粒比重 s: 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
22、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 2.722.76 砂砂 土土 2.654C时纯蒸馏水的密度时纯蒸馏水的密度=1.0 g/cm3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定义定义: 土粒的密度与土粒的密度与4C时纯蒸馏水的密度的比值时纯蒸馏水的密度的比值1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标表达式表达式:试验测定方法：比重瓶法试验测定方法：比重瓶法1 1 土的物性土的物性及及分类分类WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土的含水率土的含水率定义定义: 土中水的质量与土粒质量之比土中水的质量与土粒质
23、量之比, 用百分数表示用百分数表示注意注意: 其实是含水比其实是含水比, 可达到或超过可达到或超过1001.3 土的三相比例指标土的三相比例指标表达式表达式:试验测定方法：烘干法 v表示土中孔隙含量的指标表示土中孔隙含量的指标孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率( (孔隙度孔隙度) )1 1 土的物性土的物性及及分类分类. . 其它常用的物理性质指标其它常用的物理性质指标关系关系:在某种程度上反映土的松密在某种程度上反映土的松密砂类土：砂类土：28-35%粘性土：粘性土：30-50%有的可达有的可达60-70%1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标定义定义: 土中孔隙体积与固体颗粒土中孔隙体积与固体颗粒
24、体积之比体积之比, 无量纲无量纲表达式表达式:WaterAirSoilVaVwVsVvV体积体积定义定义: 土中孔隙体积与总体土中孔隙体积与总体积之比积之比, 用百分数表示用百分数表示表达式表达式:Vs=1Vv=eV=1+eWaterAirSoil体积体积三相草图可用于确定物三相草图可用于确定物性指标之间的关系性指标之间的关系v表示土中含水程度的指标表示土中含水程度的指标1 1 土的物性土的物性及及分类分类含水率含水率饱和度饱和度1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积表达式表达式:定义定义: 土中水的体积与孔隙体积的
25、比值土中水的体积与孔隙体积的比值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=1 : 饱和土饱和土1 1 土的物性土的物性及及分类分类v表示土中表示土中密度和重度密度和重度的指标的指标天然密度天然密度干密度干密度饱和密度饱和密度天然重度天然重度干重度干重度浮重度浮重度有效重度有效重度饱和重度饱和重度1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积单位单位: kg/m3 或或 g/cm3单位单位: kN/m3 定义定义: 土被完全烘干时的密度土被完全烘干时的密度, 等于等于 单位体积内土粒的
26、质量单位体积内土粒的质量表达式表达式:各种密度重度之间的大小关系：各种密度重度之间的大小关系：1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标天然密度天然密度干密度干密度饱和密度饱和密度天然重度天然重度干重度干重度浮重度浮重度饱和重度饱和重度WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积1 1 土的物性土的物性及及分类分类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1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标教科书教科书 P15 表表1-4要点要点从物理意义上理解指标间的关系从物理意义上理解指标间的关系不鼓励死记硬背不鼓励死
27、记硬背必要时利用三相草图推导（自学）必要时利用三相草图推导（自学）推导推导方法方法设设Vs=1，利用，利用3个试验指标推导出质量、个试验指标推导出质量、 体积体积的参数，再根据各指标定义推导换算指标的参数，再根据各指标定义推导换算指标 （教材第（教材第14页）页）设设V =1（教材第（教材第15页例题页例题1-1）1 1 土的物性土的物性及及分类分类小结小结1.3 土的三相比例指标土的三相比例指标物理性质指标物理性质指标土的三个组成相的体积和质土的三个组成相的体积和质量上的比例关系量上的比例关系密实程度密实程度干湿程度干湿程度特点特点: 指标概念简单，数量很多指标概念简单，数量很多要点：要点：
28、名称、概念或定义、符号、表达式、名称、概念或定义、符号、表达式、单位或量纲、常见值或范围、联系与区别单位或量纲、常见值或范围、联系与区别定义定义基本方法基本方法:三相草图法三相草图法室内测定的室内测定的 3 3 个物理性质指标个物理性质指标土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量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其它其它6 6个常用的物理性质指标个常用的物理性质指标v表示土中孔隙含量的指标（表示土中孔隙含量的指标（2个）个）v表示土中含水程度的指标（表示土中含水程度的指标（1个）个）v表示土中密度和重度的指标（表示土中密度和重度的指
29、标（3个）个）三相草图可用于确定三相草图可用于确定物性指标之间的关系物性指标之间的关系三相草图法是求取物三相草图法是求取物理性质指标的简单而理性质指标的简单而有效的方法有效的方法1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标土的物理状态土的物理状态无黏性土的松密程度无黏性土的松密程度黏性土的软硬状态黏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) )力学特力学特性性影响影响表表示示e emaxmax与与e eminmin ：最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比1.1.无黏性土无黏性土的密实状态（粗粒土的密实状态（粗粒土）1 1
30、土的物性土的物性及及分类分类密实度密实度如何衡量如何衡量? ?单位体积中固体颗粒含量的多少单位体积中固体颗粒含量的多少优点：优点：简单方便简单方便缺点：缺点：不能反映级配的影响不能反映级配的影响 只能用于同一种土只能用于同一种土对对策策相对密实度相对密实度1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n nemin = 0.35emin = 0.201 1 土的物性土的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标e emaxmax: : 最大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，最大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重
31、力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比e eminmin: : 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到最小孔隙比e emaxmax与与e eminmin ：最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比注意：注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难无黏性土的密实状态指标无黏性土的密实状态指标 判别标
32、准：判别标准： 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 1/3 , 1/3 , 疏松状态疏松状态 1/3 1/3 2/3 2/3 , , 密实状态密实状态1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标相对密实度相对密实度1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标原位测试方法原位测试方法建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB 50007-2002GB 50007-2002分类法分类法 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范JTG
33、 D63-2007JTG D63-2007分类法分类法 2. 黏性土的软硬状态黏性土的软硬状态1 1 土的物性土的物性及及分类分类也称也称稠度状态稠度状态1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标软硬状态与含水率有关软硬状态与含水率有关黏性土黏性土含水率含水率较硬较硬变软变软流动流动塑限塑限p液限液限l1 1 土的物性土的物性及及分类分类界限含水率界限含水率1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标黏性土的软硬反映土中水的形态黏性土的软硬反映土中水的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
34、自由水软硬状态软硬状态含水率含水率土中水的形态土中水的形态w缩限缩限p软硬状态软硬状态问题：仅适用于问题：仅适用于重塑土重塑土1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标对于对于不同的黏土，含水率相同，软硬状态可能不同软硬状态可能不同液性指数液性指数不同的黏土，p、l 大小不同定义：定义：wpwwlIL1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重塑土重塑土1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标wpwwl试验方法试验方法：1) 1)液限液限液限
35、仪、液塑限联合测定仪、碟式液限议液限仪、液塑限联合测定仪、碟式液限议2)2)塑限塑限滚搓法、液塑限联合测定仪滚搓法、液塑限联合测定仪3)3)缩限缩限收缩仪试验收缩仪试验具体试验步骤自具体试验步骤自学试验指导手册学试验指导手册吸附结合水的能力；黏性大小；大致反映黏土颗粒含量吸附结合水的能力；黏性大小；大致反映黏土颗粒含量 1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标塑性指数塑性指数常作为细粒土工程分类的依据常作为细粒土工程分类的依据计算时含水率要去掉计算时含水率要去掉%无黏性土的密实状态指标无黏性土的密实状态指标: 相对密度相对密度Dr 小结小结1 1 土的物性土
36、的物性及及分类分类1.4 土的物理状态指标土的物理状态指标黏性土的软硬状态指标黏性土的软硬状态指标: 液性指数液性指数IL引入引入定义定义判别标准判别标准界限含水率界限含水率软硬状态软硬状态含水率含水率土中水的形态土中水的形态塑性指数塑性指数液性指数液性指数引入引入定义定义判别标准判别标准自学：黏性土的胀缩性、湿陷性、冻胀性自学：黏性土的胀缩性、湿陷性、冻胀性重点：冻胀发生原因，影响因素，防止措施重点：冻胀发生原因，影响因素，防止措施 1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.1 1.1 土的生成土的生成1.21.2土的三相组成土的三相组成1.31.3土的三相比例指标土的三相比例指标1.41.4
37、土的土的物理状态指标物理状态指标1.51.5土的土的结构与构造结构与构造?1.61.6土的土的工程分类工程分类土颗粒或粒团的土颗粒或粒团的空间排列和相互联结空间排列和相互联结1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.5 1.5 土的结构与构造土的结构与构造土粒间的作用力土粒间的作用力黏性土的结构性指标黏性土的结构性指标力学特性力学特性土的结构土的结构影影响响粗粒土的结构粗粒土的结构细粒土的结构细粒土的结构重塑土的强度重塑土的强度原状土的强度原状土的强度16粘性土粘性土不灵敏不灵敏低灵敏低灵敏中等灵敏中等灵敏灵敏灵敏很灵敏很灵敏流动流动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
38、强度重塑土的无侧限抗压强度含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为触变性触变性。土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起的，是土土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起的，是土结构随时间变化的宏观表现。结构随时间变化的宏观表现。目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。2. 粘性土的触变性粘性土的触变性 1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.5 1.5 土的结构与构造土的结构与构造定义：同一土层中的物质成份和颗粒大小都相近的
39、各定义：同一土层中的物质成份和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系，是土层的层理、裂隙及大孔隙部分之间的相互关系，是土层的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征。等宏观特征。主要特征主要特征:1)成层性成层性，即层理构造：在土的生成过程中，由于不，即层理构造：在土的生成过程中，由于不同阶段沉积的物质成份、颗粒大小或颜色不同，而沿同阶段沉积的物质成份、颗粒大小或颜色不同，而沿竖向呈现的成层特征，常见的有水平层理构造（是指竖向呈现的成层特征，常见的有水平层理构造（是指具有夹层、尖灭或透镜体等产状）。具有夹层、尖灭或透镜体等产状）。2)裂隙性裂隙性：如黄土的柱状裂隙。：如黄土的柱状裂隙。 五、五、土的构造土的
40、构造 1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.5 1.5 土的结构与构造土的结构与构造小结小结1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.5 1.5 土的结构与构造土的结构与构造土颗粒或粒团的土颗粒或粒团的空间排列和相互联结空间排列和相互联结土粒间的作用力土粒间的作用力粘性土的结构性指标粘性土的结构性指标土的结构土的结构粗粒土的结构粗粒土的结构细粒土的结构细粒土的结构土的构造土的构造1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.1 1.1 土的生成土的生成1.21.2土的三相组成土的三相组成1.31.3土的三相比例指标土的三相比例指标1.41.4土的物理状态指标土的物理状态指标1.51.5土的结构与构造
41、土的结构与构造1.61.6土的工程分类土的工程分类目的：目的：依据：依据：公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007JTG D63-2007分类法分类法 与建筑地基基础设计规范与建筑地基基础设计规范20022002的分类方法相同的分类方法相同1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.6 1.6 土的工程分类土的工程分类是将工程性质相近的是将工程性质相近的土进行分类土进行分类便于研究及应用便于研究及应用能反映土的物理力学性质能反映土的物理力学性质土的组成土的组成土的状态土的状态土的结构土的结构自学：公路土工试验规程自学：公路土工试验规程JTG E40-2007JT
42、G E40-2007公路工程用土分类标准公路工程用土分类标准 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007分类法分类法1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.6 1.6 土的工程分类土的工程分类土土岩石岩石碎石土碎石土砂土砂土粉土粉土黏性土黏性土特殊性岩土特殊性岩土1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.6 1.6 土的工程分类土的工程分类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圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主粒径大于粒径大于200mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%卵石卵石碎石碎石圆形及亚圆形为
43、主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆砾圆砾角砾角砾粒径大于粒径大于20mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%粒径大于粒径大于2mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.6 1.6 土的工程分类土的工程分类砂土砂土土的名称土的名称 粒组含量粒组含量粒径大于粒径大于2mm的颗粒的颗粒占全质量占全质量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粒径大于0.5mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%粒径大于粒径大于0.25mm的的颗粒超过全质量颗粒超过全质量50%粒径大于粒径大于0.075mm的的颗粒超过全质量颗粒超过全质量85%粒径大于粒径大于0.075mm的颗的颗粒超过全质量粒超过全质量50%1 1 土的物性土的物性及及分类分类1.6 1.6 土的工程分类土的工程分类粉土粉土粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒的颗粒含量小于全质量含量小于全质量50%而塑而塑性指数性指数Ip10的土的土塑性指数塑性指数Ip10的土的土黏性土黏性土第一章完第一章完作业作业第第32-3332-33页第页第1 1、3 3、8 8题题
