土质土力学

水
mw
V
m
Vs
ms
土粒
土的物理性质指标概念及换算
试验指标 m
v
换算指标
d

ms V
m s
s
(Gs

ms Vs w4C
)
vs
sat

Baidu Nhomakorabeams
Vv w V
e Vv Vs
几个常用的重要关系(令VS=1)
d
1
n e 1 e
sat w
w mw 100 % ms
用一条曲线表示一种土的粒度成分，在一张图上能同时表 示多种土的粒度成分，便于进行土样的级配设计。
描述土的级配的指标：Cu 、 Cs
• 为了判别土粒级配是否良好，常用不均匀系数Cu和曲率系 数Cc两个指标来描述粒径曲线的坡度和形状。
不均匀系数 Cu
d 60 d10
——土粒的分布范围
曲率系数
Cs

1.rm(11:18)
测环刀容积V和重量m1 环刀内涂凡士林，刃口向下放在土样上，用切土刀将土样削平
环刀下压，边削边去环刀外的土，至土样伸出环刀为止
环刀两端余土削平
擦净环刀外壁，称环刀和土的总重m2

数据处理：


m2

m1
v
物理指标的检测：
三、土粒密度（比重）——比重瓶法
比重试验操作步骤
-
粒度成分(以质量%计) 土样 2 25.0 20.0 12.3 8.0 8.2 4.9 4.6 8.1 4.2 5.2 1.5
土样 3 -
8.0 14.4 37.6 11.1 18.9 10.0
2.累计曲线法－通常用半对数坐标绘制，横坐标（按对数 比例尺）表示粒径di；纵坐标表示小于某一粒径的累计百分 数P。
掌握原理 抓住重点 理论联系实际 学会设计计算 重在工程应用
第一章 土的物理性质
一、土的概念及土的三相组成
土：是岩石经强烈风化作用形 成的大小不等、未经胶结的一 切松散物质。
风化：物理风化、化学风化、 生物风化
第一章 土的物理性质及工程分类
土的三相组成
固相、液相、气相
小结： 土中的固体矿物构成土的骨 架，骨架间贯穿着大量孔隙， 孔隙中充满着液体水和气体。
常用粒度成分表示方法
1.表格法－以列表形式直接表达各粒组的相对含量。
粒组（mm）
10-5 5-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.10 0.10-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.002 <0.002
土的粒度成分
土样 1 -
3.1 60. 14.4 405 26.0 9.0
• 取过5mm筛的烘干土15g(ms) ,用玻璃漏斗装入洗净烘 干的比重瓶内蒸馏水加入，至瓶一半处摇动比重瓶且 进行煮沸（砂土30分，粘土1时）
• 蒸馏水加近满，等温度稳定和悬液澄清盖紧瓶盖，称
瓶、水与土合重m1
• 倒去悬液，洗净比重瓶，注入与试验温度同的蒸馏水
至近满，盖紧瓶盖，称瓶与水合重m2
GS

m2
mS mS
m1
GS
三、土的颗粒特征
1.粒组及其划分标准
粒组：是指在粒径区段内所包含大小比例相似，工程性质基 本相同的颗粒。
《公路土工试验规程》（JTJ051-93）规定粒组分为：
巨粒组
粗粒组
细粒组
粒组划分表
200 60 20 5
2 0.5 0.25 0.074 0.002
巨粒组
粗粒组
烘干冷却：打开盒盖放入烘箱(温度105℃－110 ℃）
烘至恒重，取出，盖上盒盖放入干燥箱内冷却，称盒与 干土总重m2，烘干时间细粒土不少于8h ，砂土不少于 6h 。
数据处理 w m1 m2 100 %
m2 m0
物理指标的检测：
二、密度－ 环刀法、灌砂法
环刀
灌砂桶
密度试验操作步骤（环刀法）录像
细粒组
漂石 卵石
砾
砂
粉粒 粘粒
(块石) (小块石) 粗 中
细
粗
中
细
2.粒度成分分析
粒度成分（颗粒级配）：是指各个粒组在土全部质量中各 自占有的比例。
目前，我国常用的粒度成分分析方法有：
筛分法
沉降分析法
① 筛分法 适用范围： 粒径大于0.074mm的土。
原理：将称取的一定质量风干土样放在筛网孔逐渐减 小的一套标准筛上摇振，然后分层测定各筛中土粒的 质量，并计算出每一粒组占土样总质量的百分数。
' ms Vs w
V Sr Vw 100 %
VV
物理指标的检测：
一、含水率W(%) 常用方法：烘干法、酒精燃烧法
称量盒（铝盒)
烘箱
天平
干燥器
含水率试验操作步骤(烘干法）液塑
限.rm(16:55)
称湿土重：取土样细粒土1530g,砂类土50g,放入重
m0称量盒内，盖上，称出盒与湿土总重m1
岩石 地球
风化
颗粒堆积物 地球
绪论
本课程的内容与学习要求?
土质学内容
研究土的工程性质
土力学内容
土的变形、强度、稳定性问题
绪论
为何要学习土质学与土力学?
土具有广泛 的工程应用
地基、建筑材料、介质
存在大量与土 有关的工程问题
̰地基沉降
̰土坡滑动 ̰路基碾压
绪论
本课程的内容与学习要求?
学习要求 注意搞清概念
粒度成分分析
②沉降分析法 适用范围： 粒径小于0.074mm的土。
原理： 取一定质量的干土制成一定体积的悬液，搅拌均匀后， 在刚停止搅拌的瞬间，各种粒径的土粒在悬液中是均匀 分布的，即各种粒径的土粒在悬液中的浓度在不同深度 处都相等。静置一段时间后，其粒径不同的土粒下沉速 度不同，不同深度处悬液浓度不再相等，根据不同深度 处悬液浓度可计算出各粒组土粒密度。
(d30 )2 d60 d10
——粒径分布曲线的形状
d10、d30、d60分别为粒径曲线纵坐标上小于某粒径含量60％、 30％、10％时所对应的粒径
《土质学与土力学》 交通部管理干部学院公路系
绪论
Ș什么是土？ Ș土有哪些特点？ Ș土质学与土力学有何特点？ Ș本课程的任务？ Ș本课程的内容与学习要求？ Ș为何要学习土质学与土力学？
绪论
什么是土？
土是指：
地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作 用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结 很弱的颗粒堆积物。
随着环境的变化，土的三相比例也发生相应的变化， 三相比例不同，土的状态与工程性质也随之而异。
固体＋气体＝干土
固体＋液体＋气体＝湿土
固体＋液体＝饱和土
二、土的物理性质
试验指标：土的密度、土粒比重（土粒密度）、含水率 换算指标：干密度、饱和密度、浮密度、孔隙比、孔隙率、饱和度
质量m
体积V
气
Vw Va