土的物理状态指标及密实度、稠度的测定..
土的物理状态指标
黏性土的物理状态指标
塑性指数IP
⑴ 定义——黏性土与粉土的液限与塑限的差
值（去掉%），称塑性指数，记为IP。
⑵ 物理意义
Ip wL wp
土处在可塑状态的含水量变化范围。塑性指数愈大，土 处于可塑状态的含水量范围也愈大。
⑶ 工程应用
用塑性指数IP作为黏性土定名的标准。
I p 17
10 Ip 17
注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难
相对密度
Dr
emaxe emaxemin
粗粒土的密实状态指标
判别标准： Dr = 1 , Dr = 0 , Dr≤ 0.33 , 0.33< Dr≤0.4 Dr > 0.33 ,
最密状态 最松状态 疏松状态 中密状态
密实状态
测得砂土的天然重度为 18.0KN/m3 ,含水量为 9.5%，土粒重度为 26.7KN/m3，最大孔隙比为 0.655，最小孔隙比为0.475。求砂土的天然孔 隙比e及相对密度
弱结合水
自由水
可塑性：受外力作用成任何形状而不破裂，外力取消以后 仍然保持改变后的形状
黏性土的物理状态与含水率的关系
缩限Ws 塑限Wp
液限WL
含水量
w
稠度状态 固态
半固态 可塑状态
流动状态
界限含水率：
黏性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量，称为土的稠度界限或界 限含水量。
塑限（Wp）——从半固体状态转变为可塑状态的界限含水量。 液限（WL）——从可塑状态转变为流动状态的界限含水量。
硬塑
可塑
软塑
流塑
液性指数 IL≤0 0<IL≤0.25 0.25<IL≤0.75 0.75<IL≤1.0 IL>1.0
所谓土的物理状态
所谓土的物理状态，对于粗粒土来讲，就是指它的密实程度；对于细粒土，则是指它的软硬程度（即粘性土的稠度/consistency ）● 土的密实度通常指单位体积的土体中固体颗粒的含量。
从这个意义上讲，在上一节的三相比例指标中，干密度ρd 和孔隙比e （或孔隙率n ）都是表示土的密实度的指标。
但这种直接用土粒的含量或孔隙含量表示密实度的方法具有明显的缺点，最主要的就是它们没有考虑到土粒粒径级配这一重要因素的影响，不同级配的砂土，即使孔隙比相同，所处的松密状态并不会相同。
● 为了更好的表明粗粒土的密实状态，可以将天然孔隙比e 与同一种土的最密实状态的孔隙比e min 和最松散状态孔隙比e max 进行对比，看天然的e 是靠近e min 还是靠近e max ，以此来判别它的密实度。
这种度量密实度的指标称为相对密实度(relative density)D r 。
(1-13)● 显然，当e 接近于e min 时，D r 接近于1，土呈密实状态，当e 接近于e max 时，D r 接近于零，土呈松散状态。
通常根据D r 可以把粗粒土的松密状态分为下列三种：(According to Terzaghi)D r ≤1/ 3 松散 1/ 3 < D r ≤2 / 3 中密 D r > 2/ 3 密实● 天然砂土的密实度只能在现场利用标准贯入试验、静力触探试验等原位测试方法来获得。
通常根据标准贯入试验的锤击数N 63.5 ，将天然砂土分为表1-2中的四种密实度状态。
(According to Code for design of building foundation GB50007-2002)天然砂土的密实度划分 表1-2砂土的密实度 松散 稍密 中密 密实N ≤10 10 <N ≤15 15 <N ≤30 >30● 碎石土可以用可挖性、可钻性等方法进行现场鉴别，一般也可区分为密实、中密和稍密三种密实度状态。
第5讲 土的物理特征指标
w wp Ip
1.26
,该土为粘土，IL=6>1.0 该土处于流塑状态
即：该土为流塑状态的粘土。
半固态：当含水量继续减少时，土体因水份减少而发生体积收缩，
称为半固态。
固态：当含水量进一步减少，但其体积不再收缩时，粘土处于固 态。
处于固态的土，基本上只含强结合水；处于半固态的土，含强 结合水及部分弱结合水；处于塑性状态的粘性土含有结合水和少部 分自由水；处于流动状态的粘性土含有大量的自由水。
界限含水量:粘性土体由一种状态变为另一种状态时的分界
土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈明 显。因此，在基础工程施工中必须注意保护基槽，尽量减少对土结构 的扰动。
例题1-12.某土层的天然含水量w=47%,液限wL=41,塑限wp=18%，试确
定土的名称并判断土的状态。 解：IP=WL-WP=41-18=23,
IL
IP=23>17
锥体入土深度小于10mm，说明土样的含水量低于液限。需重新调
配试样，直到合格为止。 对于合格的试样，利用烘干法测定其含水量，即为液限WL。
300，高25mm
76g
2.塑限WP的测定
用“搓条法”测定，将调配好的试样，用手先搓成直径小于
10mm的小园球，然后用手撑放在毛玻璃板上搓成小土条，若土 条搓至直径为3mm时正好断裂或出现较多裂缝，这时土样的含
2粘性土的液性指数（稠度）
2.液性指数IL: 它是粘性土的天然含水量和塑限之差与塑性指数的 比值，记为IL则：
IL
w wp wl wp
w wp Ip
式中：W----土的天然含水量。 由上式可见：当W<WP时，IL < 0，土处于固态和半固态。 当WP ≤W≤WL时 ，0 ≤ IL ≤1，土处于可塑状态。 当W>WL时，IL > 1，土处于流动状态。 由此可见，液性指数IL的大小反映了粘性土的软硬程度。IL越大，土越软。
土的物理状态指标及击实性
塑性指数表示处在可塑状态时土的含水率变化范围。 其值愈大，土的塑性也愈高。 粘性土的塑性高低，与粘粒含量有关，一般粘粒含量愈多，矿物的 亲水性愈强，结合水的含量愈大，因而土的塑性也就愈大。所以塑性指 数是一个全面反映土的组成情况的指标，因此，塑性指数可作为粘性土 的工程分类依据。 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中规定： 塑性指数 P >10的土为粘性土： 10< P ≤17为粉质粘土； P ＞17为粘土。
第六章 土的物理性质及工程分类
sat
式中：
w 1 ( ) 100 d Gs
第六章 土的物理性质及工程分类
试验时，将含水率 压实的土样充满击实筒。 称重计算出湿密度 一条击实曲线，如图所示。 2、击实曲线
为一定值的扰动土样分层装入击实筒中，
每铺一层（共3～5层）后均用击锤按规定的落距和击数锤击土样，最后被 ，并可算出干密度
d
。由一组几个
（不少于5个）不同含水率的同一种土样分别按上述方法进行试验，绘制
0.85<e≤0.90
e>0.95
第六章 土的物理性质及工程分类
2. 相对密度判别
相对密度Dr是将天然孔隙比e与最疏松状态的孔隙比emax及最密实状态的 孔隙比emin进行对比，作为衡量砂土密实度的指标，其表达式为： emax——砂土 在最松散状态 时的孔隙比
emax e ( d d min ) d max Dr emax emin ( d max d min ) d
固态与半固态：当土中的含水率很小，结合水膜很薄，水全 部为强结合水时，把土粒牢牢地连在一起，形成固态。 可塑态：随着含水率的增加，土粒周围结合水水膜除强结 合水外 还有弱结合水，土体处于可塑态。在这种状态下，土体 具有可塑性，保持其形变的特性。 液态：当含水率继续增加，土中除结合水外还有自由水， 土粒间的结合水联结消失，土体处于流动状态。
土的物理状态指标
1.砂土的密实度
1） 孔隙比e
2） 相对密实度Dr
3）
标准贯入试 验锤击数N
1.1无 黏性 土的 物理 状态 指标
2.碎石土的密实度
1.1无 黏性 土的 物理 状态 指标
2.碎石土的密实度
1.1无 黏性 土的 物理 状态 指标
1.黏性土的界限含水量
黏性土的稠度状态随着含水量的增加可分为固态、
半固态、可塑状态及流动状态，如图1 6 所示。当含水
量很大时，土是一种黏滞流动的液体，即泥浆，这种状态 1.2黏
称为流动状态。随着含水量的减少，黏滞流动的特点渐渐
性
消失而显示出塑性（即土在外力作用下可塑成任何形状而
土
不产生裂纹，并且外力移去后仍能保持既得形状的性质），
的 物
这种状态称为可塑状态。当含水可塑状态变为半固体状态。当含水量很小时， 状
土的体积不再随含水量的减少而减小，这种状态称为固体
态
状态。
指
标
1.黏性土的界限含水量 图1-6 黏性土的物理状态与含水量的关系
1.2黏 性 土 的 物 理 状 态 指 标
2.黏性土的塑性指数IP
塑性指数是液限ωL和塑限ωP的差值，即黏性土处在可 塑状态时含水量的变化范围，用IP表示，即
1.2黏 性 土 的 物 理 状 态 指 标
3.黏性土的液性指数IL
液性指数是指土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数IP 之比，用IL表示，即
式中，ω、ωL、ωP为黏性土的天然含水量、液限和塑限，用 百分率表示，计算时去掉百分号。
液性指数是表示黏性土软硬程度（稠度）的物理指标。 《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）根据液性指数I L将黏性土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑五种状态，见 表1-10。
土的物理状态指标
St = qu qu′
Ｓｔ
粘性土分类
Ｓｔ
粘性土分类
1
不灵敏
４８
灵敏
12
低灵敏
８ １６
很灵敏
24
中等灵敏
＞１６
流动
粘性土的触变性
某些饱和粘土在动力荷载作用下 土的结构受到破坏 会 失去强度呈溶胶状 在外力停止作用后 重新形成土的结构 絮凝成土体 强度有所恢复 这种现象称为土的触变性
相对密度 反映无粘性土的密实状态
假定第一种砂是理想的均匀圆球 不 均匀系数Ｃｕ 1.0 这种砂最密实时的排列 见图ａ 这时的孔隙比ｅ ０．３５ 如果砂粒 的比重Ｇ ２．６５ 则最密时的干密度ρｄ
１．９６／ｃｍ３
第二种砂同样是理想的圆球 但其级 配中除大的圆球外 还有小的圆球可以充 填于孔隙中 即不均匀系数Cu 1.0，如图 ｂ 显然 这种砂最密时的孔隙比ｅ ０．３５ 就是说这两种砂若都具有同样的孔隙比ｅ ０．３５时，对于第一种砂 已处于最密实的状 态 而对于第二种砂则不是最密实
（三）片堆结构
片堆结构的粘粒是在分散状态下沉积而形成的 亦称分散 结构 其特点是以面 — 面连结为主 粘土片呈定向排列 密度 较大 具有明显的各向异性的力学性质
实际上自然界土的结构要复杂得多 由粘土片组成的集合 体 可大可小 粘土片之间可以是定向排列也可是随机排 列 具有微细的空隙 由集合体相互组构时 集合体之间既可 以是定向排列的 也可以是随机排列的 它们之间有较大一些 的空隙 反映出结构形式在层次上也是有变化的 此外 在粘 性土中也会含有一些砂粒和粉粒 它们比粘拉要大多 在形成 土的结构过程中 在这些粗颗粒的周围常包裹着一层粘粒 使 粗颗粒之间不是直接接触 土中的粘粒含量即使不占优势 也 能反映出粘性土的性质
所谓土的物理状态
所谓土的物理状态，对于粗粒土来讲，就是指它的密实程度；对于细粒土，则是指它的软硬程度（即粘性土的稠度/consistency ）● 土的密实度通常指单位体积的土体中固体颗粒的含量。
从这个意义上讲，在上一节的三相比例指标中，干密度ρd 和孔隙比e （或孔隙率n ）都是表示土的密实度的指标。
但这种直接用土粒的含量或孔隙含量表示密实度的方法具有明显的缺点，最主要的就是它们没有考虑到土粒粒径级配这一重要因素的影响，不同级配的砂土，即使孔隙比相同，所处的松密状态并不会相同。
● 为了更好的表明粗粒土的密实状态，可以将天然孔隙比e 与同一种土的最密实状态的孔隙比e min 和最松散状态孔隙比e max 进行对比，看天然的e 是靠近e min 还是靠近e max ，以此来判别它的密实度。
这种度量密实度的指标称为相对密实度(relative density)D r 。
(1-13)● 显然，当e 接近于e min 时，D r 接近于1，土呈密实状态，当e 接近于e max 时，D r 接近于零，土呈松散状态。
通常根据D r 可以把粗粒土的松密状态分为下列三种：(According to Terzaghi)D r ≤1/ 3 松散 1/ 3 < D r ≤2 / 3 中密 D r > 2/ 3 密实● 天然砂土的密实度只能在现场利用标准贯入试验、静力触探试验等原位测试方法来获得。
通常根据标准贯入试验的锤击数N 63.5 ，将天然砂土分为表1-2中的四种密实度状态。
(According to Code for design of building foundation GB50007-2002)天然砂土的密实度划分 表1-2砂土的密实度 松散 稍密 中密 密实N ≤10 10 <N ≤15 15 <N ≤30 >30● 碎石土可以用可挖性、可钻性等方法进行现场鉴别，一般也可区分为密实、中密和稍密三种密实度状态。
《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理性质指标
《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001（2009版）学习-土的物理性质指标1 土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相）（1）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（2）液相：水和溶解于水中物质（3）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）土的三相示意图2 土的颗粒级配2.1 基本概念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。
工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。
土中各粒组的相对含量称土的粒径级配，土的粒径级配是通过土的颗粒大小分析试验确定。
土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比，一般用百分比表示。
土的粒径级配直接影响土的性质，如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。
要确定各粒组的相对含量，需要将各粒组分离开，再分别称重。
这就是工程中常用的颗粒分析方法，实验室常用的有筛分法和密度计法。
土的粒径级配指的是土中各粒组的相对含量，用占总质量的百分数来表示。
这是无黏性土的重要指标，是粗粒土的分类定名的标准。
2.2 粒径级配累积曲线工程中常用粒径级配累积曲线（颗粒大小分布曲线）直接了解土的级配情况。
曲线的横坐标为土颗粒粒径的对数，单位为mm ；纵坐标为小于某粒径土颗粒的累积含量，用百分比（％）表示。
将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标，小于某粒径之土质量百分数为纵坐标，得到的曲线称土的粒径级配累积曲线。
级配曲线的特点：半对数坐标{量（％）小于某粒径的土质量含纵坐标）土粒粒径（对数坐标横坐标---mm几种土的粒径分布曲线从颗粒级配曲线中可直接求得各粒组的颗粒含量及粒径分布的均匀程度，进而估测土的工程性质。
第5讲 土的物理特征指标
半固态：当含水量继续减少时，土体因水份减少而发生体积收缩， 称为半固态。 固态：当含水量进一步减少，但其体积不再收缩时，粘土处于固 态。
处于固态的土，基本上只含强结合水；处于半固态的土，含强 结合水及部分弱结合水；处于塑性状态的粘性土含有结合水和少部 分自由水；处于流动状态的粘性土含有大量的自由水。
土根据标准贯入试验的锤数N分为：松散、稍密、中密、密实 四种。
即： N≤10 10＜N≤15 15＜N≤30 N＞30
松散 稍密
中密
密实
二、粘性土的稠度(物理特征 )
粘性土：是指具有可塑状态性质的土，它们在外力的作用下，可 塑成任何形状而不开裂，当外力去掉后，仍可保持原形状不变， 土的这种性质称为可塑性。
稍密
0.6≤e＜0.75e＜0.7 0.7≤e＜0.85 0.85≤e＜0.95
松散 e≥0.85 e≥0.95
2、用相对密度Dr评价土的密实度：
Dr
emax e emax emin
式中：e——天然孔隙比； emax——最疏松状态下的孔隙比，即最大孔隙比； emin——最密实状态下的孔隙比，即最小孔隙比。
含强结合 水
含强结合水 及部分弱结 合水
含结合水 及少部分自 由水
含大量自由 水
流动状态：当粘土中水较多、土粒完全被水隔开时，土成泥浆状， 可流动。这时土的抗剪强度极低。
可塑状态：在外力作用下可塑成任何形状而不发生裂缝，当外力移 去后能保持既得形状，不回弹也不坍塌，粘性土的这种特性称为 可塑性，相应的状态为可塑状态。此时土有很小的抗剪强度。
Ip＞17为粘土; 10＜Ip≤17为粉质粘土; Ip≤10为粉土
2粘性土的液性指数（稠度）
2.液性指数IL: 它是粘性土的天然含水量和塑限之差与塑性指数的 比值，记为IL则：
土的物理状态指标及密实度、稠度的测定
V1 V2 ws w w 100 ms
土力学讲座系列四 17 2014-7-8
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
27 2014-7-8
土力学讲座系列四
影响土的压实性的因素
1、土料的最大干密度和最
优含水率不是常数。最大干 密度随击数的增加而逐渐增 大，最优含水率则逐渐减小。 但是这种增大或减小的速率 是递减的，因而光靠增加击 实功能来提高土的干密度是 有一定限度的。
2、含水率较低时击数的影响显著。当含水率较高时，含水率与干密度
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
10 2014-7-8
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。
土力学讲座系列四 2 2014-7-8
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。
土的物理状态指标的测定
土的物理状态指标的测定一、无黏性土的密实度无黏性土一般指碎石土和砂土。
天然状态下的无黏性土的密实度与其工程性质有着密切的关系。
当为松散状态时，其压缩性与透水性较高，强度较低; 当为密实状态时，其压缩性与透水性较低，强度较高，为良好的天然地基。
密实度是评价碎石土和砂土地基承载力的主要指标。
(一)判定砂土密实度的方法1. 孔隙比e孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。
根据孔隙比e，可按表1-5将砂土分为密实、中密、稍密和松散四种状态。
表1-5 砂土的密实度2. 相对密实度Dr由于用天然孔隙比来评定砂土密实度没有考虑到颗粒级配的因素，同样密实度的砂土在粒径均匀时，孔隙比值较大; 而当颗粒大小混杂、级配良好时，孔隙比值应较小，并且取原状土样测定天然孔隙比较困难。
因此，用相对密实度Dr 来评定砂土的密实度，考虑到砂土的级配因素，更加合理。
表达式为相对密实度Dr——砂土在最松散状态下的孔隙比，即最大孔隙比;式中: emax——砂土在最密实状态下的孔隙比，即最小孔隙比;emine——砂土在天然状态下的孔隙比。
砂的相对密实度是通过砂的最大干密度和最小干密度试验测定的。
砂的最小干密度ρdmin 采用漏斗法和量筒法测定; 砂的最大干密度ρdmax采用振动锤击法测定。
获得ρdmin 和ρdmax后，则emax和emin可用下列公式求得:把求得的emax 、emin代入式(1-26)即可求得Dr。
根据Dr值，可把砂土的密实度分为以下三种:0.67＜Dr≤1 (密实)0.33＜Dr≤0.67 (中密)0＜Dr≤0.33 (松散)由于砂土的原状土样很难取得，天然孔隙比难以准确测定，故相对密实度的精度也就无法保证。
目前，Dr主要用于填方质量的控制。
3. 标准贯入试验划分密实度《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002，以下均简称《规范》)采用未经修正的标准贯入试验锤击数N，将砂土的密实度划分为松散、稍密、中密、密实(表1-6)。
任务1—3土的物理状态指标
优点：计入土的级配因素，理论上比较完善。 缺点：天然孔隙比难以获取，且emax，emin的测定受人为因素的影响较大。
总结： ①当砂土的天然孔隙比接近于最小孔隙比时，相对密实度接 近于1，表明砂土接近于最密实状态； ②当天然孔隙比接近于最大孔隙比，相对密实度接近于0时， 则表明砂土处于最松软的状态；
3、粘性土的物理状态
粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度，稠度是指土的软硬程度或土对外 力引起变形或破坏的抵抗能力。粘性土随着含水率的增大强度明显降低。 含水率w
粘 性 土 的 物 理 状 态
界限含水率 固态
缩限ws ︱ ∣ ●
半固态
塑限wp ︱ ●
液限wL ︱ ●
流动状态
可塑状态
粘性土状态与含水率的关系
液限与塑限的界定 塑性指标
液性指标与塑性指标 液性指标
⑴孔隙比e：孔隙比可以衡量砂土的密实度。
孔隙比越大，土越松散。 优点：简单方便 缺点：无法反映土的级配因素
⑵相对密实度Dr： 其中：
emax — Dr
=
e emin
emax —
emax emin e
最大孔隙比，一般用“松砂器发”； 最小孔隙比，一般采用“振击法； 天然孔隙比。
相对密实度 Dr≧0.67 0.67﹥Dr﹥0.33
标准贯入 击数N63.5 30~50 10~29
密实度 松 散 稍松 极松
相对密实度 0.33﹥Dr﹥0.2 Dr﹤0.2
标准贯入锤击 数N63.5 5~9 ﹤2
无粘性土的潮湿程度：
潮湿程度 稍湿
饱和度Sr Sr≦50%
潮湿 饱和
50%﹤Sr≦80% Sr﹥80%
碎石类土密实程度划 分标准（书P16）
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wL
wP
ws
10 2018/9/1
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。
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
15 2018/9/1
液限测定方法：
土力学讲座系列四
16 2018/9/1
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
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）
土力学讲座系列四
18 2018/9/1
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。
土力学讲座系列四
11 2018/9/1
塑限测定方法：
ห้องสมุดไป่ตู้搓滚法和液塑限联合测定法
土力学讲座系列四
12 2018/9/1
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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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
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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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 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。
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
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
土力学讲座系列四
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。
土力学讲座系列四
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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
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。