土的物理状态指标及密实度、稠度的测定..

土力学讲座系列四
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判定
w wP
IL 0
wP w wL
0 I L 1.0
土处于坚硬状态
土处于可塑状态
wL w
I L 1.0
土力学讲座系列四
土处于流动状态
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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，而天然土一 般在自重作用已有很长的历史，它获得 了一定的结构强度，以至于土的天然含 水率大于它的液限也未必一定会发生流 动。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 。
土力学讲座系列四 13 2018/9/1
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： 《 土 工 试 验 方 法 标 准 》 （ GB/T501231999 ）规定入土深度恰好为 17 毫米所对 应的含水率为 17 毫米液限，入土深度恰 好为 10 毫米所对应的含水率为10 毫米液 限。

土力学讲座系列四 2 2018/9/1
1.3.1 无粘性土的相对密实度
无粘性土的孔隙比的范围受土粒的大小、 形状和级配的影响很大。因此即便两种 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 粘性土的松紧程度。它是用无粘性土自 身最松和最密两种极限状态作为判别的 基准。

土力学讲座系列四 3 2018/9/1
相对密实度Dr

定义（理论表达式）
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 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 e0无粘性土的天然孔隙比或填筑 孔隙比
emax e0 Dr emax emin

定义（实用表达式）
土的物理状态指标 及密实度、稠度的 测定
土力学讲座系列四 1 2018/9/1
1.3.1无粘性土的相对密实度
对无粘性土来说，土体的松密程度对土 的工程性质影响很大。 土的密实程度越高，压缩性越小，其工 程特性越好； 土的密实程度越低，压缩性越大，其工 程特性越差。 描述土的松紧程度的指标有干密度和孔 隙比，密实度在一定程度上可用其孔隙 比来反映
土力学讲座系列四
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塑限测定方法：

搓滚法和液塑限联合测定法
土力学讲座系列四
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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作用下 经5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。
土力学讲座系列四
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液性指数
w wP w wP IL wL wP IP
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。
V1 V2 ws w w 100 ms
土力学讲座系列四 17 2018/9/1
塑性指数

液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号） 成为塑性指数 I
p
塑性指数表示处于可塑状态时土的含水率可变化幅度。 塑性指数越大，可塑状态含水率变化范围也大。塑性指 数是反映粘性土性质的一个综合性指标。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地 分类指标
含水率减小,丧失可塑 性，在外力作用下， 易于发生破裂
体积不再收 缩，空气进 入土体，土 的颜色变淡
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土力学讲座系列四
粘性土的稠度
定义：

粘性土从一种状态转变为另一状态，可用某 一界限含水率来区分，稠度界限（阿太堡） Atterberg界限
土力学讲座系列四
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粘性土的稠度
土力学讲座系列四
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Dr 0 e emax
无粘性土处于最紧密的状态
在工程上，用相对密实度划分无粘性土状态如下：
0 Dr 1
疏松
土力学ຫໍສະໝຸດ Baidu座系列四
3
1 D 2 r 3 3
中密
2 D 1 r 3
密实
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1.3.2 粘性土的物理状态指标 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。
液限 流动状态与可塑状态的界限含水率，可塑状态的 上限含水率 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
wL
wP
ws
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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变的含水率。
土力学讲座系列四
粘性土的稠度

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。目前 工程上只是根据某些通用的试验方法测 定这些界限含水率。
Dr
d d min d max d max d min d
ρdmax无粘性土的最大干密度
ρdmin无粘性土的最小干密度 ρd无粘性土的天然干密度或填 筑干密度
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土力学讲座系列四
相对密实度Dr
Dr 1 e emin
无粘性土处于最密实的状态
土力学讲座系列四
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粘性土的稠度
土力学讲座系列四
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粘性土的稠度
流动状态 可塑状态
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
半固体状态
刚沉积的粘土， 本身不能保持其 形态，极易流动
固体状态
水分蒸发，上覆沉积 层厚度增加，含水率 减小，体积收缩
土力学讲座系列四 14 2018/9/1
液限测定方法：
土力学讲座系列四
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液限测定方法：
土力学讲座系列四
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缩限测定方法：收缩皿法

把土料的含水率调制到大于土的液限， 然后将试样分层填入收缩皿中，刮平表 面，烘干，测出干土样的体积并称量至 0.1克，按下式计算