第一章-1-5粘性土-界限含水量稠度可塑性2010
土力学-1.土的物理性质及工程分类-1.4 粘性土的界限含水量
南二、粘性土的塑性指数和液性指数
华 塑性指数IP 是液限和塑限的差值(省去%)，即土处在可塑状态
大 的含水量变化范围
I p L P
学 说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与 资 土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高
环 液性指数IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑塑限、缩限。
土 力
液塑限测定根据《土工试验规程》(SL237-007-1999)规 定，采用液塑限联合测定仪进行测定。
学
南液塑限联合测定仪 华 大 学 资 环 安 学 院
土 力 下沉约15秒钟，深度恰好为10mm时所对应的含水量 学 为液限;下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限。
安 学
IL
P
IP
院 说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关
系。当IL≤0时,ω≤ωP,土处于坚硬状态;当IL＞1时,ω＞ωL,土处
土 于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态
力 状态
坚硬
硬塑
可塑
软塑
流塑
学 液性指数 IL≤0 0＜IL≤0.25 0.25＜IL≤0.75 0.75＜IL≤1 IL＞1
南
§1.4 粘性土的界限含水量
华 一、粘性土的状态与界限含水量
大 稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或 学 破坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征。粘
资 性土随着含水量的从小变大经历了如下几个阶段：
环
安
0 缩限ωs
塑限ωP
液限ωL
ω
学
固态
半固态 可塑状态 流动状态
院 粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称
《粘性土的物理特性》课件
水利工程中的应用
水利枢纽
河道治理
粘性土可以作为水利枢纽的主要填筑 材料，具有良好的防渗性能和稳定性 。
粘性土可以用于河道治理，提供良好 的河床支撑和防洪能力。
水库大坝
利用粘性土制作水库大坝，能够提供 较好的承载能力和稳定性，保证水库 的正常运行。
环境工程中的应用
土壤改良
粘性土可以用于土壤改良，通过 添加有机物质和微生物等措施，
改善土壤结构和肥ห้องสมุดไป่ตู้。
污染治理
利用粘性土的吸附性能，可以用于 污染治理，如重金属离子和有机污 染物的吸附去除。
生态恢复
粘性土可以用于生态恢复工程，如 湿地修复、植被恢复等，提供良好 的土壤基础和生态环境。
05
CATALOGUE
粘性土的改良与处理
粘性土的改良方法
物理改良
通过掺入砂、砾石等骨料，改善 粘性土的粒径组成和级配，提高
泥炭土
含有大量未分解的有机物，具 有特殊的物理和化学性质。
特殊类型的粘性土
如黄土、红土等，具有特殊的 成分和性质。
02
CATALOGUE
粘性土的物理性质
颗粒组成与结构
颗粒组成
粘性土由固体颗粒、水和空气 组成。固体颗粒包括无机矿物 （如粘土矿物、粉粒、砂粒等
）和有机质。
结构特征
粘性土的颗粒排列紧密，形成 复杂的结构，影响土的物理和 力学性质。
其渗透性和压缩性能。
化学改良
通过添加化学试剂，如水泥、石 灰等，改善粘性土的物理和化学
性质，提高其强度和稳定性。
生物改良
通过微生物或酶的作用，改善粘 性土的生物活性，提高其工程性
能。
粘性土的处理技术
压实法
第1章3节土的水理性质 2
且主要由弱结合水增加而引起的，结合水膜增厚，加 大土粒间距离，使土粒间的引力减弱，引起土体积膨 胀；反之，收缩。
• 细粒土的膨胀性对工程建筑物影响很大，土体的膨胀 和收缩不仅降低了土体的强度，而且引起土体变形， 导致建筑物的毁坏；由细粒土所组成的斜坡，常因土 体的膨胀发生滑坡，给工程带来危害。
• 二、细粒土的崩解性 细粒土由于浸水而发生崩散解体的性能，称崩解性。
• 原因：由于土浸水后，水进入孔隙或裂隙情况不平衡， 因而引起粒间结合水膜增厚的速度不同，以致粒间斥 力超过吸力的情况也不平衡，产生应力集中，使土体 沿斥力超过吸力的最大面崩落下来。
• 表示方法： • 崩解时间：边长为5cm的立方体土样，在水中完全崩
可塑
0.75<IL≤1 软塑
IL>1.00 流塑
3、粘性土的塑性
塑性：粘性土当含水量在一定大小范围内，可由外力塑成 任何形状而不破坏，取消外力后又可继续保持所塑形状。 这种性质称为塑性。
塑性指数IP：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。由于粘性土的可塑性是含水量界于液限与塑 限之间表现出来的，故可塑性的强弱可由这两个稠度界 限的差值大小来反映，这差值称为塑性指数IP ，即：
2、液性指数
土处于何种稠度状态取决于土中 的含水量，但是由于不同土的稠度 界限是不同的，因此天然含水量不 能说明土的稠度状态。为判别自然 界中粘性土的稠度状态，通常采用 液性指数（IL）进行评价，即：
按状态
IL≤0 坚硬
0<IL≤0.25 硬塑
0.25<IL≤0.75
第一章土的物理性质与工程分类-第一章土的物理性质及工程分
第一章土的物理性质及工程分类第一节土的组成与结构一、土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相）⑴固相：土颗粒--构成土的骨架,决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列⑵液相：水和溶解于水中物质⑶气相：空气及其他气体（1）干土=固体+气体（二相）（2）湿土=固体+液体+气体（三相）（3）饱和土=固体+液体（二相）二、土的固相——矿物颗粒土粒粒径大小及矿物成分不同，对土的物理力学性质有着较大影响。
如当土粒粒径由粗变细时，土的性质可从无粘性变化到有粘性。
（一）土的粒组划分工程上将物理力学性质较为接近的土粒划分为一个粒组，粒组与粒组之间的分界尺寸称为界限粒径。
土颗粒根据粒组范围划分不同的粒组名称：六大粒组：块石（漂石）、碎石（卵石）、角粒（圆粒）、砂粒、粉粒、粘粒界限粒径分别是：200mm、20mm、2mm、0.075mm、0.005mm,见下表。
表1-1 粒组划分标准（GB 50021—94）（二）土的颗粒级配自然界的土通常由大小不同的土粒组成，土中各个粒组重量（或质量）的相对含量百分比称为颗粒级配，土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。
1.颗粒大小分析试验方法（1）筛分法：适用60—0.075mm的粗粒土（2）密度计法：适用小于0.075mm的细粒土2.颗粒级配曲线——半对数坐标系3.级配良好与否的判别1)定性判别（1）坡度渐变——大小连续——连续级配（级配曲线）（2）水平段（台阶）——缺乏某些粒径——不连续级配（1）曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好（2） 曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良 2) 定量判别：不均匀系数 1060d d C u =103060d d d 分别表示级配曲线上纵坐标为60% 30% 10%时对应粒径 不均匀系数越大，土粒越不均匀，工程上把5<u C 的看作是均匀的，级配不好；把10>u C 大于的土看作是不均匀的，级配良好。
2.5.粘性土的物理特性
− 1 = 0 . 67
相对密实度
Dr =
e max − e = 0 . 42 ∈（1/3,2/3] 中密状态 e max − e min
ms2 = 1.45g / cm3 V G ρ = s w − 1 = 0 . 86 ρ d min
3. 粘性土灵敏度和触变性
原状土
粘性土的灵敏度— St (1) 粘性土的灵敏度
砂土在天然状态下的孔隙比
e= Gs (1 + ω ) ρω 2.7(1 + 0.0943) − 1 = 0.78 1.66
【解答】 解答】 解答
ρ
−1 =
砂土最小孔隙比
ρ d max
m = s1 = 1.62 g / cm 3 V
砂土最大孔隙比
ρd min =
e max
e min =
Gs ρ w
ρ d max
2.5 粘性土的物理特性
1.粘性土的界限含水量 粘性土的界限含水量
稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破 稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破 坏的抵抗能力, 坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征
0 固态或半固态 塑限ωP 塑限 液限ωL 液限 流动状态
可塑状态
ω
粘性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量称为 界限含水量 液塑限测定根据《土工试验规程》 规定， 液塑限测定根据《土工试验规程》(SL237-007-1999)规定， 规定 采用液塑限联合测定仪进行测定。 采用液塑限联合测定仪进行测定。
状态 坚硬 硬塑 0＜IL≤0.25 可塑 0.25＜IL≤0.75 软塑 0.75＜IL≤1 流塑 IL＞1
液性指数 IL≤0
三、例题分析 【例】某砂土试样,试验测定土粒相对密度 s=2.7,含水量 某砂土试样,试验测定土粒相对密度G ,
试验四界限含水量试验
试验四 界限含水量试验概述粘性土的状态随着含水量的变化而变化，当含水量不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。
土从流动状态转到可塑状态的界限含水量称为液限ωL；土从可塑状态转到半固体状态的界限含水量称为塑限ωP；土由半固体状态不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时人界限含水量称为缩限ωS。
土的塑性指数I P是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此粘性土常按塑性指数进行分类。
土的液性指数I L是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，液性指数可被用来表示粘性土所处的软硬状态，所以土的界限含水量是计算土的塑性指数和液性指数不可缺少的指标，土的界限含水量还是估算地基土承载力待的一个重要依据。
界限含水量试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm，且有机质量不超过5%，且宜采用天然含水量的试样，但也可采用风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm 的土粒或杂质时，应过0.5mm的筛。
一、液限试验液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水量，测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法待试验方法，也可采用液塑限联合温室法测定土的液限。
(一)圆锥仪液限试验圆锥仪液限试验就是将质量为76g的圆锥仪轻放在试样的表面，使其在自重作用下沉入土中，若圆锥体经过5s恰好沉入10mm深度，此时试样的含水量就是液限。
图4-1 锥式液限仪1.仪器设备(1)圆锥液限仪(图4-1)，主要有三个部分：①质量为76g且带有平衡装置的圆锥，锤角30°，高25mm，距锥尖10 mm处有环状刻度；②且金属材料或有机玻璃制成的试样杯，直径不小于40 mm，高度不小于20 mm；③硬木或金属制成的平稳底座；(2)称量200g、最小分度值0.01 g的天平；(3)烘箱、干燥器；(4)铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5 mm 的标准筛、研钵等设备。
土力学与地基基础第一章解析
气相——空气。 ，统
1.2.1 土的固体颗粒
土的固体颗粒即为土的固相。矿物颗粒是岩石经风化 作用后形成的碎粒，粗大的土粒呈块状或粒状，细小的土 粒呈片状或粉状。土粒的大小、形状、矿物成分以及大小 搭配情况对土的物理力学情况有明显影响。 1、粒组的划分
土颗粒的大小通常用粒径表示，工程上将各种不同的 土粒按其粒径范围划分为若干粒组。 表1.1根据界限粒径200mm、20mm、2mm、0.075mm、 0.005mm把土粒分为六大粒组：漂石（块石）、卵石（碎 石）、圆粒（角粒）、砂粒、粉粒和粘粒。
(2)弱结合水 弱结合水是指强结合水以外，电场作用范围以内 的的水。也受到颗粒表面电荷所吸引成定向排列于颗 粒四周，但是电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱。 特性： 弱结合水可以从一个土粒的周围转移到另一个 土粒的周围，弱结合水可以发生变形，但不因为重力 作用而流动。弱结合水的存在是粘性土在某一含水量 范围内表现出可塑性的根本原因。 2 、自由水 自由水是指结合水膜之外的水，其性质和普通水 相同。可以分为毛细水和重力水两类。 水冻结
图1.10 含水量与干密度关系曲线
1、可以总结出如下的特性： (1)、峰值(ωop＝ ωp +2)； (2)、击实曲线位于理论饱和曲线左侧
(3)、击实曲线的形态 2、 影响击实效果的因素 (1)、含水量的影响 (2)、击实功能的影响 (3)、不同土类和级配的影响 3、压实特性在现场填土中的应用 为了便于工地压实质量的控制，可采用压实系数λ来表示,即
(1.11) (1.12) (1.12)
同样条件下，上述几种重度在数值上有如下关系，即
(1.13)
(4)土的孔隙比和孔隙率 土中孔隙体积与土粒体积之比称为孔隙比，用符 号e（小数）表示，用以评价天然土层的密实程度。
yy4
③ 饱和：钻头上有水，放在手掌上水自由渗出。
7、密实度：砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散，并应符合下表的规定。
标准贯入锤击数N 密 实 度 标准贯入锤击数N 密实度
N≤10
6<N120≤11 中密
③ 目测法：
密实性 骨架颗粒含量和排列 可 挖 性 可 钻 性
松 散 骨架颗粒质量小于总质量的60%，排列混乱，大部分不接触。 锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后，立即塌落。 钻进较易，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌。
中 密 骨架颗粒质量等于总质量的60%~70%，呈交错排列，大部分接触。 锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒处，能保持凹面形状。 钻进较困难，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象。
③ 钻进岩层宜采用金刚石钻头。对软质岩石及风化破碎岩石应采用双层岩芯管钻头钻进。需要测定岩石质量指标RQD时应采用外径75mm的双层岩芯管钻头。
④ 在湿陷性黄土中应采用螺旋钻头钻进，亦可采用薄壁钻头锤击钻进。操作应符合“分段钻进、逐次缩减、坚持清孔”的原则。
2、 对可能坍塌的地层应采取钻孔护壁措施。在浅部填土及其它松散土层中可采用套管护壁。在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂层中宜采用泥浆护壁。在破碎岩层中可视需要采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁。冲洗液漏失严重时，应采取充值、封闭等堵漏措施。
②可再揉成团，捏而不碎者为韧性中等
③勉强或不能再揉成团，稍捏或不捏即碎者为韧性差
5、干强度：试验时将一小块土捏成小土团，风干后用手指捏碎，根据用力大小区分为
①很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高
粘性土的界限含水率.
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
Wp
WL
w wP IL wL w P
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。 IL 0 固态 0< IL 1 塑态 0< IL 0.25 硬塑状态 0.25< IL 0.75 可塑状态 0.75< IL 1 IL>1 软塑状态 流塑状态
1 Dr 0.67 0.33 Dr 0 密实的 松散的 0.67 Dr 0.33 中密的
emax与emin ：最大与最小孔隙比
emax: 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
Ws
Wp
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。
粘性土的界限含水率综述
Ws
Wp
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。
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 content
Solid 固态 V
semiSolid 半固态
Plastic 塑态
Liquid 液态
Shrinkage limit 收缩限
Plastic limit 塑限
Liquid limit 液限 WL W
•
影响土的压实性的因素
• 击实功能的影响
1. 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 2. 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，就能得到一组随击数而 异的含水率与干密度关系曲线。
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。
土的名称 砾砂 粗砂 砂 类 土 中砂 细砂 颗粒级配 粒径大于2mm的颗粒占总质量的25~50% 粒径大于0.5mm的颗粒超过总质量50% 粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量50% 粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量85%
中国矿业大学_土质学与土力学教案第一章(第4节)_粘性土的界限含水量、稠度和可塑性
半固体状态 固定层及浓 气体(扩散 缩扩散层 层开始浓缩) 气体
固体状态 固定层重叠 气体(扩散 层很浓) 气体
• Mitchell，1976：不管水的结构情况和粒 间力如何，塑限是当土内表现出塑性性 能时的含水范围的下限。 • 也就是说，在塑限之上，土的变形可以 没有体积变化或产生裂纹，以及将保持 它的已有的变形形状。
H—high liqiud limit
C—clay M—milt O—organic
CH(CHO) CL(CLO)
Ip=10 Ip=7
MH(MHO)
ML(MLO) wL
国家标准《土的分类标准》（GBJ145-90）中的 塑性图
Ip
CH—高液限黏土
CL—低液限黏土 MH—高液限粉土 B:wL=40% A:Ip=0.63(wL-20)
CH(CHO) CL(CLO)
Ip=10 Ip=7
ML—低液限粉土
MH(MHO)
ML(MLO) wL
细粒土分类的进一步说明 • 1.有机质土：根据未完全分解的动植物残骸和 无定形物质测定。有机质呈黑色、青黑色或暗 色，有臭味，有弹性和海绵感，可采用手摸或 嗅感判别。 • 直观不能判别时：将试样放入100-105°C烘箱 内烘干,烘干后试样的wL小于烘烤前的75%时, 判为有机土。 • 代号之后缀以 Ｏ • ＣＨＯ ＣＬＯ ＭＨＯ ＭＬＯ
• （二）判断粘性土的状态 • 例：某地基中取一土样，质量为23.15g， 烘干后质量为16.37g，并测得土样的液 限为40%，塑限为24%，求土的塑性指数 和液性指数，并对该土样的地基进行评 价。
• （三）评价土的承载力 • （四）估算土的力学性质
Ws
粘性土的界限含水率
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。
§2.4 粘性土工程性质利用和改良
三、土的结构
（四）反映粘性土结构性的指标
§2.2粘土矿物颗粒的结晶结构
三种主要 粘土矿物的 结晶构造：
2:1的三 层晶格 结构
Si Si Al Al Si Si
高岭石 蒙脱石 伊利石
• 晶层间是O2-对O2-的连结，联结力很 弱，水很容易进入晶层之间。
• 每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒 大小约为0.1-1m ，厚约0.001-0.01m。
中常按AC把粘性土分为：
Ac < 0.75
非活性粘土
A c= 0.75 – 1.25 正常粘土
Ac > 1.25
活性粘土
Aｃ越大，粘粒对土的可塑性影响越大。 蒙脱石>伊利石>高岭石
§2.4 粘性土工程性质利用和改良
三.土的结构 原状土
粉碎 重塑
相同含水量 相同密度
重塑土
强度降低
土颗粒或粒团 的空间排列和 相互联结
片架结构(絮凝结构) 海水中沉积
• 粒间作用力
库伦力、胶结力 （粒间斥力占优势）
库伦力、胶结力 （斥力减小引力增加）
• 排列形式 • 矿物成分
面与面 次生矿物
边、角与面 边、角与边
次生矿物
• 影响工程性质的因素 土粒间的联结特征
工程性质
密度较大，力学和变形 性质具有明显的方向性
孔隙较大，对扰动敏感， 性质较均匀，各向同性
• 示意图
单粒结构： 重力堆积
• 粒间作用力 • 排列形式
• 矿物成分
• 影响工程 性质的因素
重力，毛细力 点与点、点与面
工程地质编录
编录必备第一章粘性土粘性土分为粉质粘土和粘土一、粉质粘土定义：塑性指数大于10且小于或等于17的土应定名为粉质粘土，肉眼观察，细土中有砂粒，干时不坚硬，用锤可打成细土粒，湿时有塑性有粘结力，能搓成φ0.5-2mm 的土条，长度较小，用手搓、捻感觉有少量细颗粒，稍有粘滞感觉。
二、粘土定义：塑性指数大于17的土定为粘土，肉眼观察较细腻，一般无砂粒，干时很坚硬，用锤可打成碎块，湿时塑性粘性大，土团压成饼时，边部不裂，能搓成φ=0.5mm的土条，长度不少于手掌，用手搓捻有滑润感觉，当水分较大时，极为粘手，感觉不到有颗粒存在。
三、描述内容：颜色、状态、包含物、光泽反应、摇震反应、结构及层理特征1、颜色：主色在后，次色在前。
2、状态：①坚硬：干而坚硬，很难掰成块。
②硬塑：用力捏先裂成块后显柔性，手捏感觉干，不易变形，手按无指印。
③可塑：手捏似橡皮有柔性，手按有指印。
④软塑：手捏很软，易变形，土块掰时似橡皮，用力不大就能按成坑。
⑤流塑：土柱不能直立，自行变形。
3、包含物：贝壳、铁锰结核、高岭土姜结石等。
4、光泽反应：用取土力切开土块，视其光滑程度分为①切面粗造为无光泽。
②切面略粗造（稍光滑）为稍有光泽。
③切面光滑为有光泽。
5、摇震反应：试验对应将软塑~流动的小土块或土球，放在手掌中反复摇晃，并以另一手掌振击此手掌，土中自由水将渗出，球面呈现光泽。
用手指捏土球，放松后水又被吸入，光泽消失，根据土球渗水和吸水反应快慢可区分为：①立即渗水及吸水者为反应迅速。
②渗水及吸水中等者为反应中等。
③渗水和吸水慢及不渗，不吸者为反应慢或无反应。
4、韧性试验：将含水率略在于塑性的土块在手中揉捏均匀，然后在手掌中搓成直径3mm的土条，再揉成土团，根据再次搓条的可能性，可分为：①能揉成土团，再搓成条，捏而不碎者为韧性高②可再揉成团，捏而不碎者为韧性中等③勉强或不能再揉成团，稍捏或不捏即碎者为韧性差5、干强度：试验时将一小块土捏成小土团，风干后用手指捏碎，根据用力大小区分为①很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高②稍用力即可捏碎或掰断者为干强度中等③易于捏碎和捻成粉未者为干强度低6、结构及层理特征：对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/10~1/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。
测定粘性土的液、塑限含水量
试验三测定粘性土的液、塑限含水量
I 测定粘性土的液限含水率（锥式仪法）
一、基本原理:粘性土处于液态到塑态的物理稠度状态时，平衡锥下沉10mm，并延
时15sec不变，即为土的液限含水率。
二、仪器设备
1．锥式液限一套（质量76g，角度30 °）
2. 分析天平（1%或1‰）
3．铝合，烘箱，调土刀，凡士林
三、操作步骤
1．将试样（已备）调至成一定稠度状态（不宜太湿）用刀反复调制均匀
2．在试样杯内，填入试样（先四周后中间）压密并刮平。
3．手持平衡锥上端，自由落体（锥尖接触土体表面），放锥，下沉10mm。
并延时15sec，即为土的液限（锥尖涂抹薄层凡士林）。
4．重复上述操作，测第二次，做平行测定。
5．在100～105℃温度下，经6h以上温度恒温烘干，称量之（0.01或0.001g）。
四、实验数据记录与处理
Ⅱ测定粘性土的塑限含水率（搓条法）
一、基本原理：粘性土处于塑态至半固态的界限含水率，即土的塑限。
本试验用搓条法。
二、仪器设备
1．毛玻璃板
2．其他如用液限试验。
三、操作步骤
1．将不粘手的试样（已备）放在毛玻璃板上来回轻轻反复捏，压，搓滚，至3mm断裂垂直裂纹的土条。
2．将搓好的土条约8-10条装入铝盒内（半满即可）并称量之（0.01或0.001g）。
3．在100～105℃温度下，经6h以上恒温温度烘干，并称量之（0.01或0.001g）。
四、实验数据记录与处理。
考研一造《土建计量》第一章知识点汇总
2020年一级造价工程师《建设工程技术与计量》岩体和岩石概念不同：岩体是岩石受节理' 断层、层面及片理面等结构面切割而具有一定结构的、受地下水影响的多裂隙综合体；岩石是矿物集合体。
工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下工程围岩三类。
(2016)第一节岩体的特征一、岩体的结构(―)岩体的构成1.岩石(1)岩石的主要矿物。
矿物是存在于地壳中的具有一定化学成分和物理性质的自然元素和化合物。
矿物的成分、性质及其在各种因素影响下的变化，都会对岩石发生影响。
例如，岩石中的石英含量越多，钻孔的难度就越大，钻头、钻机等消耗量就越多。
(2015)第一章工程地质第一节岩体的特征物理性质是鉴别矿物的主要依据，例如，依据颜色鉴定矿物的成分和结构，依据光泽鉴定风化程度，依据硬度鉴定矿物类别，如表1.1.1 (2018)。
矿物的颜色分为自色'色则不能。
第一节岩体的特征(2)岩石的成因类型及其特征岩石按成因可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩(水成岩)和变质岩三大类。
第一节岩体的特征岩浆岩又称火成岩，是岩浆通过地壳运动，沿地壳薄弱地带上升冷却凝结后形成的岩石。
岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。
侵入岩又分为深成岩和浅成岩。
深成岩常形成岩基等大型侵入体，岩性一般较单以中、粗粒结构为主，致密坚硬，孔隙率小，透水性弱，抗水性强，故其常被选为理想的建筑基础，如花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩；第一节岩体的特征浅成岩多以岩床、岩墙' 岩脉等状态产出，有时相互穿插。
颗粒细小，岩石强度高不易风化，这些小型侵入体与周围岩体接触部位，岩性不均匀，节理裂隙发育，岩石破碎，风化蚀变严重，透水性増大，如花岗斑岩' 闪长珍岩、辉绿岩、脉岩。
喷出岩是指喷出地表形成的岩浆岩，一般呈原生孔隙和节理发育，产状不规则，厚度变化大，岩性很不均一，比侵入岩强度低(2018),透水性强，抗风能力差，如流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武岩、火山碎屑岩。
第一节岩体的特征②沉积岩沉积岩是.... 层状岩石。
软土、粘性土稠度的解释
粘性土稠度粘性土稠度是在各种不同的湿度条件下，土体受外力作用后所具有的活动程度。
粘性土的稠度可以决定粘性土的力学性质及其在建筑物作用下的性状。
稠度状态可分为①流体状：具流动性，其稠度指标为≥1；②塑体状：具塑状性质，其稠度指标为0—1；③固体状：具固体或半固体状，其稠度指标为≤0。
稠度状态之间的转变界限称稠度界限，以含水量表示，称界限含水量。
土的稠度状态由于含水量的逐渐增加，而由固体状过渡至塑体状、流体状。
在稠度的各界限中，塑性上限（简称为液限Wl）和塑性下限（简称为塑限Wp）的实际意义最大，它们是区别三大稠度状态的具体界限。
土所处的稠度状态，一般用稠度指标（B）来表示：，式中W为天然含水量，Wl为液限，Wp为塑限。
根据稠度指标B的大小，粘性土的物理状态可分为：坚硬（B≤0）、硬塑（0＜B≤0.25）、可塑（0.25＜B≤0.75）、软塑（0.75＜B≤1）、流塑（B＞1）。
土的稠度指标越小（即其天然含水量越小），则其作为地基基础的承载能力越大。
公路路基施工技术近年来，随着西部大开发、公路大建设的步伐，我省高等级公路的建设，在设计与施工方面也取得了很大的进步；采用先进的勘察、测量手段为公路路基设计提供了可靠技术资料。
作为公路主体工程的路基，公路路基综合稳定技术的研究，研制出了一大批用于路基工程的新材料：土工布、土工格栅、高强度塑料网、塑料排水板、加劲软式透水管、软硬塑料排水管、草坪植生带、轻质填料等材料；新型工程机械：大吨位振动压路机、加固土拌和机、塑料排水板插板机、土工布沉铺机、深层粉体搅拌成桩机；新技术、新方法：粉体搅拌法、塑料排水板法、锚固技术、喷锚支护、轻质路堤、网箱席垫、加筋技术，得到了充分的开发和引进，以及为这些新技术服务的各类专业化施工公司运用而生，专业化施工公司的建立和发展，为路基工程专项施工奠定了基础。
现就本人在公路工程稳定路基技术方面的体会进行总结。
一、路基填土与压实公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。
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22 = 34.2 25
0.121
= 33.7 ≈ 34
LL = k w = 0.985(34.2) = 33.7 ≈ 34
5.天然土的稠度状态 ——液性指数（Liquid Index）
Solid 固态 semiSolid 半固态 Wp IL≤0 Plastic 塑态 Liquid 液态 WL
实验标准（中国）
• 国家标准，土的实验标准
土的塑限、液限试验
土的塑限试验
3
将土条捏成橄榄状
土的塑限试验
4
用手掌搓滚土条
土的塑限试验
将土条搓至3mm,且有裂纹出现,断裂,不空心时. 表示土含水量适为塑限
土的塑限试验
7
取两个铝盒进行平行测试
土的塑限试验
9
称铝盒加湿土重
土的塑限试验
10 打开铝盒盖,放入烘箱中烘干
• Swedish Soil Scientist
Developed series of tests for evaluating consistency limits of soil (1911)
Arthur Casagrande (1902-1981) …Adopted these tests for geotechnical
二、 粘性土的塑性
• 1.塑性指数（Plastic Index）
I P = wL − wP
例如，某土样的液限含水量为40%，塑限含水量为25%， 求其塑性指数。
I P = wL − wP = 40 − 25 = 15
二、 粘性土的塑性
2.影响因素 Soil plasticity depends on
• （一）细粒土的分类 • （1）按IP分类 • （2）砂土中小于0.075mm的部分 IP>10冠 以“含粘性土” • （3）按塑性图（IP—WL图）分类
Plasticity Chart
Casagrande，A。1948 年研究发现： （1）黏土的塑性指数 Ip与液限Wl之间大致 呈直线关系； （2）砂质黏土则位 于区域（2） （3）含较多粉土和有 机质的则位于（3）的 范围之内
Atterberg Limits
Consistency of a soil cannot be determined by water content alone
liquid Liquid limit plastic Plastic limit semi-solid Shrinkage limit solid Plasticity Index
土的液限试验
9
放调好的土样于铝盒中
Liquid Limit (LL or wL)
Ø Empirical Definition Ø The moisture content at which a 2 mm-wide groove in a soil pat will close for a distance of 0.5 in (2.54/2 cm) when dropped 25 times in a standard brass cup falling 1 cm each time at a rate of 2 drops/sec in a standard liquid limit device Ø Index test; doesn’t mimic any construction process
• • •
Liquid Limit Determination
One-point Liquid Limit Test
N LL = w 25
0.121
N 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
k 0.974 0.979 0.985 0.990 0.995 1.000 1.005 1.009 1.014 1.018
ML(MLO) wL
国家标准《土的分类标准》（GBJ145-90）中的 塑性图
LL = k w
Example 1.
Liquid Limit
Given: § Measurements of blow counts (N) in a Casagrande liquid limit apparatus and corresponding water contents (w)
w(%) 31.1 34.2 37.1 N 34 22 17
liquid Liquid limit plastic Plastic limit semi-solid Shrinkage limit solid
Pea soup
Peanut butter
Cheese Hard Candy
• 液限：土由可塑状态过渡到流动状态的界限含水 量 • 塑限：土由可塑状态过渡到半固体状态的界限含 水量 • 缩限(收缩限)：土由半固态过渡到固体状态的界 限含水量
Casagrande Apparatus
Casagrande Apparatus
1 cm
Casagrande Apparatus
Liquid Limit Determination
Liquid Limit Determination
One-point Liquid Limit Test (单点法) § A quicker method of determining liquid limit of a soil. It relies on a single measurement of blow count (N) at a water content (w) § Less reliable than 3-point method 0.121 § Use the following equation to N LL = w determine LL 25
Ac
=
Ip C
A=
PI (%) clay fraction (%)
C （%）
Activity of Clay Minerals
HALLOYSITE(多水高岭土, 埃洛石) ATTAPULGITE（绿坡缕石） ALLOPHANE（铝英石 ） MICA，MUSCOVITE（云母、白云母）
三、研究土的稠度与塑性的工程意义
George Sowers (1921-1996)
an American Civil Engineer and Regents Professor at the Georgia Institute of Technology. He also worked as a consultant for Law Engineering while maintaining his position as a professor.
第五节
粘性土的界限含水量、 稠度和可塑性
• 一、粘性土的稠度
Increasing Water content
Solid 固态 V
semiSolid Plastic 塑态 Liquid 液态 半固态 Shrinkage limit Plastic limit Liquid limit 塑限 收缩限 液限
• 3.粘性土稠度状态的本质 • Terzaghi，1952：当含水量降低到塑限之下 时，孔隙中不再有自由水了。
粘性土稠度状态微观分析
稠度状态 相邻粒间 孔隙中心 土粒与其它 物体间 自由溶液 扩散层重叠
液流状态 粘流状态 粘塑状态 稠塑状态 半固体状 态
自由溶液
自由溶液
扩散层重叠 自由溶液
扩散层重叠 扩散层重叠 扩散层重叠 扩散层重叠 扩散层重叠 浓缩扩散层 及气体 固定层及浓 气体(扩散 层开始浓缩) 气体 缩扩散层 固定层重叠 气体(扩散 层很浓) 气体
矿物成分 粒度成分 溶液中离子类型
• • • Amount of clay present in soil Type of Clay (montmorillonite, kaolinite etc) Type of cation in soil pore solution
Ip
• 动性指数（Activity）
Example
§ Determine LL using 3-point method § Determine LL using one-point method Eq(1) and Eq(2)
40.0 38.0 36.0 34.0 32.0 30.0
W(%) 31.1 34.2 37.1
N 34 22 17
Ws
Wp
WL
W
• 1.稠度： • 粘性土由于含水量变化而表现出的稀稠程 度 • 2.界限含水量（阿特堡界限 Atterberg limits，1911）： • 相应于从一种稠度状态向另一种稠度状态 转变点的含水量
Albert Atterberg (March 19,1846- April 4, 1916)
w − wP IL = wL − wP
？IL与土的状态 物理意义
固态 0< IL ≤0.25 硬塑状态
0< IL ≤1 塑态 0.25< IL ≤0.75 可塑状态 0.75< IL ≤1 IL>1 流塑状态 软塑状态
联合测定仪确定塑限和液限
• 殷春娟等.液塑限联合测定法的若干问题探讨，上 海地质，2007.
土的塑限试验
11 称空铝盒加干土重量
土的液限试验
3
充分调匀土样
土的液限试验
4
将调好的土放入液限杯中
土的液限试验
5
将装入液限杯中的土样压实、刮平表面
土的液限试验
6
保持锥体垂直，将平衡锥放在试样杯中心至锥尖与试样表 面接触，松开手指平稳地使锥体自重下落，沉入土样中。
土的液限试验
7 放锥后15s，锥体入土深度恰为10mm时， 表示土样含水量即为液限