塑性指数 黏土

浅论土的塑性指数Ip对粘土各项指标的影响

土的塑性指数IP，是表述土的粘性与可塑性的重要指标，它的数值等于液限与塑限的差值，即Ip=WL一 Wp。土的塑性界限也称为稠度界限，是土从流动状态变为可塑状态的界限含水量，称为液限。是从可塑状态变为半固体状态的界限含水量，称为塑限。它们的差值正好是粘性土处于可塑状态的上下限距，所以塑性指数IP表示了粘性土处在可塑状态的含水量变化的范围。塑性指数愈大，土处于可塑状态的含水量范围也愈大，换句话说，塑性指数的大小与土中结合水的可能含量有关，也就是与土的颗粒组成，土粒矿物成分以及土中水的离子成分和浓度等因素有关。因此，塑性指数在工程上对地基土的工程性质有很大的影响，下面从几个方面来加以说明。

1 塑性指数IP对地基土物理、化学性质的影响

由于粘性土的粘粒部分含有粘土矿物颗粒和有机质，所以土中粘粒含量越高，土的可塑性就越大，即IP越大。此外，也与粘土矿物的亲水性和粘粒含量有关，粘粒部分矿物成分不同，其也就不同。

根据活动性指数Ac的大小，可以划分为低活动性粘土(Ac<0．75)，中等活动性粘土(Ac=0.75～1.25)和高活动性粘土(Ac>1.25)。通常，在工程上，塑性大的土，它的干缩和湿胀性也大，如钠蒙脱土，其塑性指数Ip=656，研究表明，它的吸水率高达700％左右。塑性指数还能反映土中水的离子成分和浓度，当水中高价阳离子的浓度增加时，土粒表面吸附的反离子层的厚度变薄，土容易产生凝聚。可见塑性指数IP是一个能综合反映土的颗粒组成，矿物成分以及土中水的离子成分和浓度的指标，反映在工程上，体现为土的塑性高低，干缩与湿胀性的大小。

2 塑性指数对地基土力学性指标的影响

从力学性能指标的变化看，塑性指数Ip对土的压缩系数o，压缩模量E ，土的粘聚力C和摩擦角都有影响。塑性指数 Ip<1O的粉土和 Ip在1 0左右的砂性较大的土，其力学性指标较强，也就是压缩变形较小，而变形模量较大，粘聚力较小，内摩擦角较大。而对于塑性指数较大的粘性土来说，其各项指标与 Ip<1O 的土有明显的差异，力学性指标偏差，所换算出的地基承载力偏低。当然土的力学性指标与试验方法，土的天然含水量、天然密度等指标有着密切的关系。

3 IP对地基土其他方面的影响

3．1 液化问题

我们知道不同塑性的土，它的静强度与动强度的比值不同。低塑性土在振动条件下，动强度比静强度要低得多，抗振性能差。有试验证明，产生液化的土，Ip一般小于10，常在7左右，因此，除了大家熟知的饱和的粉、细砂容易产生液化外，对于 Ip<10，粘粒含量低于1O％～15％，平均粘径d50小于2 mm 的粉土，也常会产生液化，这从我们平时所做的颗粒分析试验中也能得到证实。3．2 可夯实性问题

根据试验数据统计， Ip<10的砂性土是难以压实的，这是因为 Ip<1O的土，粘粒含量较小，颗粒极配较差，土粒之间的内聚力较小，所以不易压实。塑性指数较大的粘土与粉质粘土，粘性较大，压实也较困难。土粒极配较好的混粒土，也就是Ip在1 0～1 2之间的土。由于它有足够的细颗粒去填充粗颗粒的孔隙，所以较容易压实，也能得到较高的干密度。