23土密实度、压实和工程分类
1.3土的物理状态指标及工程分类
1.3 土的物理状态指标及工程分类
土的物理性质指标
(三相间的比例关系)
表 示
土的物理状态
粗粒土的松密程度
影响
粘性土的软硬状态
力学特 性
1.3 土的物理状态指标及工程分类
能力目标
掌握（无）粘性土的物理状态 指标
重点掌握塑性、液性指数计算， 确定土的名称、并判断土的状态
含水量增加，吸附在 颗粒周围的水膜加厚， 土粒周围除强结合水 还有弱结合水。土体 受外力作用可以被捏 成任意形状不破裂， 外力取消后仍然保持
土中除结合水外， 已有相当数量的水 处于电场引力影响 范围以外，成为自 由水。这时土粒之 间被自由水所隔开， 呈流动状态。
土表现为固态或半 既得形状
固态。
1.塑性指数
塑性指数Ip
定义:是液限和塑限的差值(省去%)，表示黏性土处于 可塑状态的含水量变化范围。
表达式: I p L P
说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能
力,即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数 就越大。
1.塑性指数
在工程上常按塑性指数对黏性土进行分类，《建 筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)规定，黏性土
粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，塑性
指数IP＞10的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细
分为黏土、粉质黏土： 土的名称
塑性指数
黏土
IP＞17
粉质黏土
10＜IP≤17
注：塑性指数由相应于76g圆锥体沉入土
样中深度为10mm测定的液限计算而得
1.3.3 土（岩）的工程分类
f.人工填土的分类 由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成
第三章-土的物理性质与工程分类..
特殊性岩土
1.软土 —— 主要由细粒土组成的孔隙比大（一般 大于1),天然含水率高（接近或大于液限），压缩性 高（a>0.5MPa）和强度低的土.
①淤泥 —— 天然含水率大于液限，天然孔隙比 大于或等于1.5。
系数大于0.015湿陷性黄土 ②非自重湿陷性黄土—土层上覆自重压力下的湿
陷系数小于0.015
—液限4.红粘土—指碳酸盐岩系出露的岩石，经红土化作用 形成并覆盖于基岩上的棕红、黄等色的高塑性土，其液限大 于50%. 次生红粘土大于45%且小于50%的土.
5.膨胀土—粘粒成分主要是由亲水性粘土矿物组成在环境的温度 湿度的变化时可产生强烈的胀缩的，具有吸水膨胀，失水收缩的 特性.
分类方法：
1.《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)
根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地 基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五 大类 a.岩石的分类
颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石， 坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类
坚硬程度类别 坚硬岩 较硬岩 较软岩
五、土的工程性质评价
土的物理状态主要指土的松、密和软、硬程度
土的物理状态
砂性土： 密实程度：松、密 粘性土： 软硬程度（稠度）：软、硬
1. 粘性土的稠度和可塑性
1）粘性土的稠度状态
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,是粘性土最主要的物理状态特征
粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为 土的稠度界限
软岩 极软岩
饱和单轴抗压 强度frk(Mpa)
第二章土的工程性质及分类
For personal use only in study and research; not for commercial use第二章土的性质及工程分类土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。
土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。
由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。
土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。
本章主要介绍土的组成及土的结构土的物理性质指标无粘性土的密实度粘性土的物理特性土的渗透性及渗流土的动力特性地基(岩)土的工程分类2.1概述土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。
在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。
2.2土的三相组成及土的结构2.2.1 土的组成一、土的固体颗粒土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。
2.2.1.1土的矿物成分矿物成分分为原生矿物、次生矿物2.2.1.2土粒粒组自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质也相应地发生变化。
例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。
因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形）土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。
如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。
土力学_第2章(土的物理性质和工程分类)
强结合水
固体 状态
结合水
土中的水
液 态
不任意流动
弱结合水 毛细水
自由水
重力水
气 态
四种—书中P13
+ + + +_ + _ _ _ _ + _ _ _ __ + _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _
粘土颗粒
强结合水
弱结合水
自由水
O 2
粘粒
H+
105o
H+
水分子 极 性
（c）土中的气体（空气）
判断标准：
N63.5 ≤5 松散
稍密 中密 密实 N ≤ 10 松散 稍密 中密
碎石土
5＜ N63.5 ≤10 10＜ N63.5 ≤20 N63.5 ＞20
砂 土
密实状态
10＜ N ≤15 15＜ N ≤30
密实状态
N ＞30
标准贯入 击数
密实
重Ⅰ型 动力触探击数
（3） 粘性土的物理状态（软－硬状态）
Va 气体 ma=0 mw=w ρs Vw
水
mw
Vv=e V =e+1
ms= ρs
Vs 土粒 ms
Vs=1
干容重计算公式：
ms g s g Gs w g Gs w d d g V e 1 e 1 e 1
浮容重：静水下的土体受到水的浮力作用，其容重等于土的饱和容重减去水的容重。
隙比e与该种土达到最密时的孔隙比emin和最松时的孔隙比emax相对 比的办法，来表示孔隙比e时土的密实度。
emax e Dr emax emin
0.67＜Dr≤1.0 密实 中密 松散 （《地基与基础》－p27）
土力学 第1章 土的性质及工程分类
岩石经过风化作用而剥落、搬运、沉积形成的矿 物集合体。
3.风化的类型
○ 物理风化
定义：由于温度变化和岩石裂隙中水的冻结以及盐类的结 晶引起的岩石表面逐渐破碎崩解的过程。
结果：主要使岩石机械破碎。风化的产物（原生矿物）与 原母岩矿物成分、化学性质相同。
○ 化学风化
定义：岩石在水溶液、大气以及有机体的化学作用或生物 作用下所引起的破坏过程。
土的构造的最主要特征就是层理(状)结构或成层性。
◇分散构造：土层中土粒分布均匀，性质相近。 ◇裂隙构造：土体中有很多不连续的小裂隙。这种土的强度低、渗透性大。
分散构造
裂隙构造
1.5 土的物理性质(三相)指标
土的物理性质指标：表示土的三相之间比例关系的指标。
指标的分类：
1.基本试验指标：必须通过试验才能确定的指标。
计算公式： mw 100% Ww 100%
ms
Ws
（％） （1 - 16)
试验测定方法：烘干法。
先称一定质量的土m，放在100～1050C下烘干至恒重，则此时的质量即为土粒 的质量ms，土中水的质量mw=m-ms。代入上式即可。
二、反映土单位体积质量(重量)的指标
1.土的干密度ρd
+
+
+ + __
_ _
_
_
__
+ _
_
+ _
___
_ __
_
+_ __
_
_
粘土颗粒
强结合水
O2
105o
H+
H+
水分子 极性
粘粒
弱结合水
自由水
2018定额土石类别划分表
2018定额土石类别划分表
一、土石类别定义
土石类别是指根据土石的工程特性、地质条件、施工方法等因素对土石的分类。
在工程建设中，为了便于计算工程量、确定施工方法以及进行费用估算等，通常需要对土石进行分类。
二、划分依据
土石类别的划分主要依据以下因素：
1. 土石的工程地质特性，如密实度、含水量、孔隙比、压缩性等；
2. 土石的施工方法，如开挖、填筑、压实等；
3. 土石的用途，如地基、路堤、挡墙等。
三、类别特点
不同的土石类别具有不同的工程地质特性和施工特性，具体如下：
1. 砂类土：颗粒较大，含水量较高，松散，具有较大的压缩性；
2. 粘性土：颗粒较小，含水量适中，具有一定的可塑性和粘结性；
3. 砾石土：颗粒较大，孔隙比小，密实度高，压缩性较小；
4. 岩石：坚硬，不可压缩，抗压强度高。
四、适用范围
土石类别的划分适用于各种土木工程中的土石方开挖、填筑、压实等作业，如建筑工程、道路工程、水利工程等。
五、类别代号
根据不同的土石类别，采用相应的代号进行标识，具体如下：
1. 砂类土：S；
2. 粘性土：N；
3. 砾石土：G；
4. 岩石：Y。
六、类别名称
根据不同的代号，可以确定相应的土石类别名称，如砂类土、粘性土、砾石土、岩石等。
七、备注
在施工过程中，应注意以下几点：
1. 对于同一工程中的不同土石类别，应分别计算工程量并采用相应的定额；
2. 在计算工程量时，应按照图纸尺寸和工程量计算规则进行；。
东大《土的物理性质及工程分类》
土的物理性质及工程分类填空题：答案：1、强度低、压缩性大；2、岩石、固体土颗粒、水；3、2mm、0.075mm；4、水质量、土粒质量；5、塑性指数、液性指数；6、岩石、砂土、粘性土；7、Cd<5、Cd>10；8、土的密度、土的天然含水量、土粒比重、环刀法、烘干法。
1、土（区别于其它工程材料）主要工程特性是____强度低_____、____压缩性大______和渗透性大。
2、土是由____岩石______风化生成的松散沉积物。
它由____固体土颗粒______、___水_______和气体三相组成的。
3、砂土是指粒径大于____2mm______的颗粒不超过总质量50％，而粒径大于__0.075mm________的颗粒超过总质量50％的土。
4、土的含水量为土中的____水质量______与_____土粒质量_____之比。
5、工程上按__塑性指数________的大小对粘性土进行分类，将粘性土分为粘土和粉质粘土两大类。
粘性土的软硬状态由____液性指数______划分，据其将粘性土分为坚硬、硬塑、可塑、流塑五种不同的状态。
6、作为建筑地基的土，可分为____岩石__、碎石土、___砂土__、粉土、___粘性土__和人工填土。
7、工程上常用不均匀系数Cd来反映粒径级配的不均匀程度，把____Cd<5______的土看作级配均匀，把____Cd>10______的土看作级配良好。
8、在土的三相比例指标中，三项基本的试验指标是__土的密度___、__土的天然含水量__和_土粒比重_________，它们分别可以采用____环刀法______、____烘干法______和比重瓶法。
选择题：答案：1、B、D；2、A；3、A；4、A；5、C；6、B；7、A、B、C；8、B、C；9、A；10、A。
1、下列指标可用来评价砂土密实度的是（B、D）。
（A）、含水量（B）、孔隙比（C）、土粒比重（D）、相对密实度2、颗粒级配曲线很陡时说明（A）。
2.3 土密实度、压实和工程分类
掌握
粒径大于0.075mm的颗粒含量小于全质量50%
掌握
塑性指数Ip>10的土
10<Ip≤17 Ip>17 粉质粘土 粘土
2.6 土的渗透性
土的渗透性
水透过土体孔隙的现象成为渗透osmosis
土具有被水透过的性能称为土的渗透性 permeability
渗透理论
一、渗透模型
假设： 渗流模型的流量等于真 实渗流的流量；
3. 液限测定方法：
液塑限联合测定法和碟式仪法
液塑限联合测定法：以圆锥体入土深度 17mm土样含水量即液限。 《 土 工 试 验 方 法 标 准》 （ GB/T501231999 ）规定 76g 圆锥仪入土深度恰好为 17 毫米所对应的含水率为17 毫米液限， 与碟式仪入土深度恰好为10 毫米所对应 的含水率为10毫米液限一致。
砂土
土的名称 砾砂 粒组含量 粒径大于2mm的颗粒 占全质量25 ~50% 粒径大于0.5mm的颗 粒超过全质量50% 粒径大于0.25mm的 颗粒超过全质量50% 粒径大于0.075mm的 颗粒超过全质量85% 粒径大于0.075mm的颗 粒超过全质量50%
粗砂
中砂 细砂
粉砂
粉土 塑性指数Ip≤10的土 粘性土
粘性土从一种状态转变为另外一种状态 是逐渐过渡的，并无明确的界限。
2. 塑限测定方法：
搓滚法和液塑限联合测定法
塑限测定方法：
搓滚法： 调制均匀的湿图样，在毛玻璃上 搓滚成3毫米直径的土条，若这个时刻恰好 出现裂缝，就把土条的含水率定为塑限
液塑限联合测定法： 取代表性试样，加入 不同数量的纯水，调制成三种不同稠度的 试样，用电磁落锥测定圆锥在自重76g作用 下经5～15秒后沉入试样的深度。以含水率 为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标，在双 对数纸上绘制关系曲线。入土深度2毫米所 对应的含水率为塑限。
建筑施工技术-土的工程分类及性质
按表 " # $ # " 的规定，基坑宽应稍大于基础宽；
表 " # $ # " 基坑（槽）不加支撑时的容许深度
土的名称
密实、中 密 的 砂 土 和 碎 石 类 土 （充填物为砂土）
挖土深度 （&）
土的名称
硬塑、可 塑 的 黏 土 和 碎 石 类 土 "
（充填物为黏土）
挖土深度 （&）
"’(
硬塑、可塑的轻亚黏土及亚黏土 "’$( 坚硬的黏土
边 坡顶无荷载
坡 坡 度（高：宽）
坡顶有静载
坡顶有动载
中密的砂土
" - "’++
" - "’$(
" - "’(+
中密的碎石类土（充填物为砂土）
" - +’.(
" - "’++
" - "’$(
硬塑的轻亚黏土
" - +’/.
" - +’.(
" - "’++
中密的碎石类土（充填物为黏性土）
" - +’(+
压实系数#" , ()-.
()-/ 0 ()-. ()-+ 0 ()-1 ()-& 0 ()-/
( ) -( ( ) -( ( ) 23
注：压实系数#"，为土的控制干密度!! 与最大干密度!!"#$的比值。控制含水量为"45 6 7。
7
土的工程分类及性质
1.2 土方开挖技术
1.2.1 人工开挖土方
安建大工管 名词解释篇(2)(1)(1) (1)
安建大工管名词解释篇第一章1土的工程分类：是按施工中开挖难易程度进行分类，共八类。
一~八类分别为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石。
2土的可松性：指自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。
土的可松性程度用最初可松性系数和最后可松性系数表示。
3土的干密度：是指单位体积土中固体颗粒的质量，它是检验填土压实质量的控制指标。
4集水井排、降水方法：是在基坑开挖过程中，沿坑底的周围或中央开挖排水沟，并在基坑边角处设置集水井。
将水汇人集水井内，用水泵抽走的基坑排水、降水方法。
5完整井：凡井底到达含水层下面的不透水层的井称为完整井，否则称为不完整井。
6管井井点降水：是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。
管井的间距一般为10～15m，管井的深度为8～15m。
由于离心泵或一般潜水泵抽水，井内水位可降低6～10m，两井中间水位则降低3～5m。
适用于渗透系数较大(20～200m/d)的土层中。
7深井井点：是在较深的管井中使用深井泵抽水的管井井点。
一般可降低水位30～40m，有的基至可达百米以上。
间距为10～30m。
采用深井潜水泵抽水，常用的深井泵有两种类型，一种是电动机安装在地面上，通过传动轴带动多级叶轮工作而向上排水的深井泵，另一种是有多级叶轮深井潜水泵。
8回灌井点：是为保持降水井点旁原有建筑物或构筑物下具有较高的地下水位，以减小其沉降的井点。
设置在降水井点与需保护的建筑物、构筑物之间，将降水井点抽出的部分水再回灌入土层内。
17填土密实度：是反映填土压实的紧密程度，密实度应按设计规定的压实系数λc(土的控制干密度与最大干密度之比)作为控制标准。
工程施工中，取压实后的土样检查其干密度(即取样的干密度≧设计要求的压实系数×该种土的经击实试验得到的最大干密度)。
第二章1桩基础：由沉入土中的桩和连接与桩顶的承台共同组成，以承受上部荷载的一种深基础形式。
土的工程分类
土的工程分类1. 土的工程分类的原则和方法土的工程分类是指根据工程建设的需要，将工程用土按种属关系划分为各种类别。
土的工程分类目的是为工程建设服务。
土的分类与工程勘察、设计、施工等各个环节密切相关，其作用可体现在下列几方面：1）根据土的类别，可大致判断土的基本工程特性；2）根据土的类别，可合理确定不同土的研究内容和方法；3）当土的工程性质不能满足工程要求时，可根据该类土的特性并结合工程要求选择适当的改良和治理措施。
（1）土的工程分类的主要原则1）工程特性差异性的原则应综合考虑土的各种主要工程特性，用影响土的工程特性的主要因素作为分类的依据，应使所划分的不同土类别之间，在其主要工程特性方面具有显著的质和量的差别。
2）以地质成因和地质年代为基础、以工程特性为依据的原则土是长期地质作用的产物，土的物质成分和结构与地质成因和地质年代有着密切的内在联系，特定的地质年代和成因条件形成特定类型的土，即地质成因和地质年代与土的工程特性有一定的关联性。
另一方面，土的工程性质指标是其基本工程特性的定量标志，以土的工程特性作为分类依据才能达到使土的分类服务于工程的目的。
3）分类指标便于准确测定的原则土的分类指标，应既能综合反映土的基本工程特性，又要便于准确测定。
为了减少误差，应尽可能采用定量指标。
指标的测定方法应合理可行，不致引起过大的人为误差。
（2）土分类方法的基本形式1）通用分类和专门分类工程用土的分类方法，若按其适用的工程领域范围，可分为通用分类和专门分类。
通用分类是适用于工程建设各行业的土的工程分类体系。
如国家标准《土的分类标准》（GBJ 145-90）中的土分类方法，就是工程用土的通用分类体系，在工程建设各行业部门通用。
专门分类又称部门分类，是工程建设各行业部门根据各自的专门需要所制定的土的工程分类体系。
我国的公路、建工、铁路、水利等部门都有各自的土的工程分类体系，如行业标准《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）中所规定的土分类方法，就是适用于公路建设部门的土的专门分类体系。
工程土质分类表
土的分类
土的名称
压实系数
质量密度（kg/m3）
开挖方法及工具
一类土
(松软土）
略有粘性的沙土；粉土腐殖土及疏松的
种植土；泥炭（淤泥）
0。50～0.6
600~1500
用锹,少许用脚蹬或用板锄挖掘
二类土
（普通土）
潮湿的粘性土和黄土；软的盐土和碱土；含有建筑材料碎屑，碎石、卵石的堆积土和种植土
0.60～0.8
1100~1600
用锹、条锄挖掘、需用脚蹬,少许用镐
三类土
（坚土)
中等密实度的粘性土或黄土；含有碎石、卵石或建筑材料碎屑的潮湿的粘性土或黄土
0.80~1。0
1800～1900
主要用镐、条锄，少许用锹
四类土
（砂砾坚土)
坚硬密实的粘性土或黄土;含有碎石、砾石（体积在10～30％重量在25kg以下石块）的中等密实性土或黄土；硬化的重盐土；软泥灰岩
第二章土的物理性质及工程分类
②次生矿物
固相 构成
风化 程度
颗粒 大小
特点及对工程性质、力学性质 的可能影响
高度的分散性,呈细粒状,它的
次生 矿物（蒙 脱石、伊 利石、高
岭石）
化学 风化
细小，呈片 状 ,是粘性 土固相的主 要成分。
含量的变化对粘性土性质十分 敏感,巨大的比表面使其具有 很强的与水相互作用的能力, 它的结晶结构的不同,会带来 其工程性质的显著差异。
1 、粒度：指土粒的大小，通常用粒径d表示，单位mm。 注：当d越小时，粘性越好；反之，当d越大时，粘性越差。 2 、粒组：界于一定粒度范围内的土粒。 3、界限粒径：划分粒组的分界尺寸。 注：工程上根据界限粒径200、60、2、0.075和0.005mm把土粒
分为：漂石（块石）颗粒、卵石（碎石）颗粒、园砾（角砾） 颗粒、砂粒、粉粒及粘粘六大类。
Teacher Yang Ping
第二节 土的三相组成
①在天然状态下，土呈三相系，即由固体颗粒、水和 空气三相所组成。
②饱和土和干土都是二相土。 注：当孔隙全部为水填充时，称为饱和土。反之，当
孔隙中没有水，全部为气体填充时，称为干土。
Teacher Yang Ping
一、土中固体颗粒（简称土粒） ㈠、基本概念
四、孔隙比e
1.概念：土中孔隙体积与土粒体积之比。
2.计算公式：
e Vv Vs
注：孔隙比反映了土的密实度，e<0.6时，土是密实的
低压缩性土；e>1时，土是疏松的高压缩性土。同一类
土的孔隙比越大，土的压缩性和透水性越大，而其强
度就越小。
Teacher Yang Ping
五、孔隙率n 1.概念：土中孔隙体积与土体体积之比，用百分数表示。 2.计算公式：
土的物理性质及工程分类
•0
•塑限ωP
•液限ωL
•ω
•固态或半固态
•可塑状态
•流动状态
• 粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为土的 稠度界限。
• 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。
PPT文档演模板
土的物理性质及工程分类
•说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土中 粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高
•液性指数IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比
PPT文档演模板
•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,土处于流动 状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态
•风化（物理、 化学）作用
•岩石破碎
•岩
化学成分
石
改变
•搬运沉
积 •大小、形状和 成分都不相同的 松散颗粒集合体 （土）
•固 相 •土 •液 相 •气 相
•土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互 作用和比例关系，反映出土的不同性质。
土的物理性质及工程分类
§2.1 土的组成及其结构与构造
v 一、土的固相
•分类方法：
•1.《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)
• 根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土 （岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五大类。
•a.岩石的分类
• 颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石，坚硬 程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类
•坚硬程度类别 •坚硬岩 •较硬岩 •较软岩 •软岩 •极软岩
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.6
压实机理：
1.4
wop=12.1
0 4 8 12 16 20 24 28
✓土粒定向排列;
含水量w(%)
✓孔隙体积减小;
✓气被挤出或被压缩等
33
2.5 土的工程分类
是将工程性质相近的 土进行分类
目的： 便于研究及应用
土的组成
依据： 能反映土的物理力学性质－ 土的状态
土的结构
《建筑地基基础设计规范》 (GB50007 — 2011)分类法
26
3)粘性土的物理状态指标 判定
w wP IL 0
土处于坚硬状态
wPwwL 土处于可塑状态
0IL 1.0
wL w IL 1.0
土处于流动状态
27
注意
由于液限和塑限目前都是用扰动土测定 的，土的结构已彻底破坏，
而天然土含水率大于液限只是意味着： 若土的结构遭到破坏，它将转变为粘滞 泥浆。
28
permeability
40
渗透理论
一、渗透模型
假设：
(a)水在土孔隙中的
(1)在同一过水断面，
运动
(b)渗流模型（层流）
渗流模型的流量等于真 水在土孔隙中的运动轨迹与渗流模型
实渗流的流量；
(2)任意截面上，渗流模型的压力与真实渗流的压 力相等；
(3)在相同体积内，渗流模型所受到的阻力与真实渗 流所受到的阻力相等。
粒径大于20mm的颗 粒超过全质量50%
粒径大于2mm的颗 粒超过全质量50%
36
砂土
土的名称 粒组含量
砾砂 粗砂
粒径大于2mm的颗粒 占全质量25 ~50%
粒径大于0.5mm的颗 粒超过全质量50%
中砂
粒径大于0.25mm的 颗粒超过全质量50%
细砂
粒径大于0.075mm的 颗粒超过全质量85%
41
二 Darcy渗透定律
由于土中孔隙一般非常微小，水在土体中流动时的
粘滞阻力很大，流速缓慢
层流
1856年法国学者Darcy对砂 土的渗透性进行研究
水在土中的渗透速度和 试样两端水面间的水位 差成正比，而与渗径长 度成反比
vvkk h khi L
qvAkiA 42
流速与水力梯度的关系－砂土
砂土的水力梯度 与渗透速度呈线
筑干密度
6
emax无粘性土处于最松状态时的孔隙比，可由其最小干 密度换算(漏斗和容器测定) 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无粘性土处于最密状态时的孔隙比，可由其最大干密 度换算(风干土样分层夯实)
液塑限联合测定法：以圆锥体入土深度 17mm土样含水量即液限。 《土工试验方法标准》（GB/T501231999）规定76g圆锥仪入土深度恰好为 17毫米所对应的含水率为17毫米液限， 与碟式仪入土深度恰好为10毫米所对应 的含水率为10毫米液限一致。
22
液限测定方法：
23
4. 缩限测定方法：收缩皿法
表 示
土的物理状态
粘性土的软硬状态 影响
力学特 性
12
1.粘性土的稠度
定义： 指粘性土在某一含水率下对外界引起
的变形或破坏的抵抗能力，是粘性土最 主要的物理状态指标。
13
粘性土的稠度
14
外力作用可改变其形状，而 不改变其体积，并在外力卸 除后仍能保持已获得的形状
流动状态
可塑状态
半固体状态
刚沉积的粘土， 本身不能保持其 形态，极易流动
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
7
相对密实度Dr
Dr 1 e emin 无粘性土处于最密实的状态
Dr 0 e emax 无粘性土处于最松散的状态
在工程上，用相对密实度划分无粘性土状态如下：
液塑限联合测定法：取代表性试样，加入 不同数量的纯水，调制成三种不同稠度的 试样，用电磁落锥测定圆锥在自重76g作 用下经5～15秒后沉入试样的深度。以含 水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标， 在双对数纸上绘制关系曲线。入土深度2毫 米所对应的含水率为塑限。
21
3. 液限测定方法：
液塑限联合测定法和碟式仪法
在实验室内研究土的密实性是通过击 实试验进行的。
31
击实试验
轻型：粒径小于5毫米
V94c7m3 G2.5Kg
H30.5cm
25下，分三层击实
重型：粒径小于40毫 米 V210cm 43 G4.5Kg
H45.7cm
56下，分5层击实
32
一、土的压实与含水率的关系
干密度d(g/cm3)
2.0
dmax=1.86
（1）天然孔隙比e优缺点 ：
➢优点：简单、简捷 ➢缺点：不能反映砂土的级配和颗粒形状
的影响，有时较疏松的级配良好的砂土 孔隙比比较密实的颗粒均匀的砂土孔隙 比还小。
4
2.2 无粘性土的相对密实度
（1）无粘性土的孔隙比指标。 但是即便两种无粘性土具有同样的孔隙比
也未必表明他们处于同样的状态。 在工程上一般用相对密实度Dr来衡量无
2.2 无粘土性质－了解 2.3 粘性土性质－重点 2.4 土的压实性－工作应用 2.5 土的工程分类－掌握粘土和粉土分类 2.6 土的渗透性-熟悉达西定律
1
2.2 无粘性土的相对密实度
无粘性土定义：砂土、碎石土统称为无 粘性土。
无粘性土工程性质：排列越紧密，在外 荷载作用下变形越小，强度越大
•塑性指数越大，可塑状态含水率变化范围 也大。
•一般地，塑性指数越高，土的粘粒含量越 高，所以常常用作粘性土的分类指标。
25
2)液性指数 L I (Liquidity Index)
IL
wwP wLwP
wwP IP
粘性土即使具有相同的含水率，也未必处于同样 的状态，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。
粘性土的松紧程度。
5
（2）相对密实度Dr
定义（理论表达式）
Dr
emax e0 emax emin
e0无粘性土的天然孔隙比或填筑 孔隙比
定义（实用表达式）
ρdmax无粘性土的最大干密度
Dr
d dmin dmax ρdmin无粘性土的最小干密度 dmax dmin d ρd无粘性土的天然干密度或填
wL
w 塑限 可塑状态与半固体状态的界限含水率，
可塑状态的下限含水率 PL(Plastic Limit)
P
缩限 半固体状态与固体状态的界限含水率， 即粘性土随着含水率的减小而体积开始不
ws
变的含水率。SL(Shrinkage Limit )
16
17
稠度状态 固态或半固态 土中水的形态 强结合水
含水量
粉砂
粒径大于0.075mm的颗 粒超过全质量50%
37
掌握
粉土 粒径大于0.075mm的颗粒含量小于全质量50% 塑性指数Ip≤10的土
粘性土
掌握
塑性指数Ip>10的土
10<Ip≤17 Ip>17
粉质粘土 粘土
38
2.6 土的渗透性
39
土的渗透性
水透过土体孔隙的现象成为渗透osmosis 土具有被水透过的性能称为土的渗透性
➢优点：真实可靠。
砂土密实度 松 散
稍密
中密
密实
N
≤ 10
10<N≤15 15<N≤30 >30
9
（4）碎石的野外鉴别方法确定密实程度 ： 分为四类：
➢密实 ➢中密 ➢稍密 ➢松散
10
例题分析
【ω=例9.4】3%某,砂天土然试密样度,ρ试=1验.6测6/c定m土3。粒已相知对砂密样度最ds密=2实.7状,含态水时量称
可塑态 弱结合水
流态 自由水
w
稠度界限
塑限ωp
液限ωl
强结合水膜最大
出现自由水
粘性土的稠度反映土中水的形态 18
粘性土从一种状态转变为另外一种状态 是逐渐过渡的，并无明确的界限。
19
2. 塑限测定方法：
搓滚法和液塑限联合测定法
20
塑限测定方法：
搓滚法：调制均匀的湿图样，在毛玻璃上 搓滚成3毫米直径的土条，若这个时刻恰好 出现裂缝，就把土条的含水率定为塑限
v v=ki
性关系，符合达
西渗透定律。
O
砂土
i
43
掌握
流速与水力梯度的关系－粘土 虚直线简化
对于密实的粘土，由于
v
吸着水具有较大的粘滞
阻力，因此，只有当水
0
起始水
ib
力坡降
vkiib
密实粘土 i
力梯度达到某一数值后， 克服了吸着水的粘滞阻 力以后，才能发生渗透。 我们将这一开始发生渗 透时的水力梯度成为粘
34
《建筑地基基础设计规范》 (GB50007 — 2011)分类法
土：6类
掌握
岩石 碎石土 砂土 粉土 粘性土 人工填土
35
碎石土
土的名称 颗粒形状
粒组含量
漂石 块石
圆形及亚圆形为主 粒径大于200mm的颗
棱角形为主
粒超过全质量50%
卵石 碎石
圆砾 角砾
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
4) 天然稠度Natural consistency
定义：指原状土样测定的液限和天然含 水量的差值与塑性指数之比，符号wc
wc