岩土工程测试技术讲稿110p

0.8 基本内容
0.8.1 室内试验
（1）土的基本物理性质——土的工程分类和土的基本状态判断 粒度特征：D10、D60、CU、CC 密实特征指标：γ 、γ d、GS、e、n、γ 湿度特征指标：Sr、W、WL、WP、IP、Wop 结构特征指标：S=q0/q， 土骨架颗粒的形态、连接形式、排列方式 土胶结构的种类、渠集形式、胶结类型。 （2）土的基本化学性质：分析土的物质成份（化学成分和矿物成分） ， 土粒与介质溶液间的物理化学作用。 全量分析：Al、Fe、Si、Ca、Mg、k 阳离子交换： 水溶盐：易溶盐、中溶盐、难溶盐 有机质： 酸碱度： （3）土的基本水理性质： 崩解、膨胀、收缩、湿陷 （4）土的基本力学性质——提供力学计算的参数 渗透特性：V～i 关系、k、icr 抗剪特性：τ f——σ 关系、c、υ 压缩特性：e——P 关系、ar、Es、E、mv、Cv 0.8.2 原位试验：载荷试验、标贯试验、静力触探、旁压试验、十字板剪 切试验、波速试验。
塑性指数IP(%) 60 50 40 30 MHR 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 液限WL(%) CLY B CHE A
1.3 土的分类 1.3.1 一般程序 1)根据土中未完全分解的动植物残骸和无定形物质判定是有机土还是无 机土。有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，手触有弹性和海绵感。 注：当不能判定时，可将试样在 105℃～110℃的烘箱中烘焙一昼夜， 焙烘后试样的液限降低到未烘焙试样液限的 3/4 时，则试样为有机质土。 2)对于无机土，则按巨粒土、粗粒土和细粒土进行分类 1.3.2 巨粒土和含巨粒土的分类和定名 1）试样中巨粒组质量大于总质量 50%的土称巨粒类土。 2）试样中巨粒组质量为总质量的 15%～50%的土为巨粒混合土。 3）试样中巨粒组质量小于总质量 15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细 粒土的相应规定分类、定名。 4）巨粒土和含巨粒土的分类、定名，应符合表 1-2 的规定。 表 1-2
巨粒土和含巨粒土的分类
粗组含量 漂石粒含量＞50% 土代号 B 土名称 漂石
1.3.3 粗粒土的分类和定名 1）试样中粗粒组质量大于总质量 50%的土称粗粒类土。 2）粗粒类土中砾粒组质量大于总质量 50%的土称砾类土；砾粒组质量小 于或等于总质量 50%的土称砂类土。 3）砾类土应根据其中细粒含量及类别、粗粒组的级配，按表 1-3 分类 和定名 表 1-3
1.2.5 土颗粒组成特性应以土的级配指标(不均匀系数 CU 和曲率系数 CC)表示
1） 不均匀系数 CU：反映土中颗粒级配均匀程度的一个系数，应按式 （1-1）计算：
Cu d 60 d 10
（1-1）
式中：d10、d60——在粒径分布曲线上粒径累积质量分别占总质量 10% 和 60%的粒径。 2）曲率系数 CC：反映粒径分布曲线的形状，是颗粒级配优劣程度的一 个系数，应按式(1-2)计算：
0.2
任务
0.2.1 确定常规的土性指标： 各种物理力学性指标及化学指标。 0.2.2 确定土性指标参数 理论公式中的参数，例：邓肯模型的八个参数。 0.2.3 确定变化规律，各种指标之间的相互关系，内在联系，经验公式。 0.3 类型 0.3.1 室内试验：常规试验，专门试验。 0.3.2 原位试验：直接试验，间接试验。 0.3.3 模型试验：普通模型试验，离心模型试验。 0.3.4 原型试验：原型观测，实录分析。
表 1-4 土类
砂类土的分类 粒组含量 级配：Cu≥5 Cc=1 3 级配：不同时满足 上述要求 土代号 SW 土名称 级配良好砂
砂
细粒含量小 于 5%
SP SF SC SM
级配不良砂 含细粒土砂 粘土质砂 粉土质砂
含细粒土砂 细粒土质砂
细粒含量 5% 15% 细粒为粘土 15%＜细粒含 量≤50% 细粒为粉土
dmax
、γ
dmin
、Dr
1 土的工程分类
1.1 目的和适用范围
1.1.1 规程用于工程用土的鉴别、 定名和描述， 以便对土的性状作定性评价。 1.1.2 本规程适用于各类工程用土； 不适用于有机土、 混凝土所用砂和石料。
1.2. 一般规定
1.2.1 土的工程分类(简称“分类”)，应以下列土的特性指标作为依据 1） 土颗粒组成及其特性。 2）土的塑性指标：液限（WL） 、塑限（WP）和塑性指数（IP） 。 3）土中有机质含量。 1.2.2 土的分类试验应按下列标准进行 1）土颗粒粒组含量应按《颗粒分析试验》中的筛析法规定进行试验。 2）土的塑性指标应按《界限含水率试验》规定进行试验。 3）有机质含量应按《有机质试验》规定进行测定。 1.2.3 本规程将工程用土分为一般土和特殊土两大类 1）一般土按不同粒组的相对含量可分为：巨粒土、粗粒土和细粒土。 2）特殊土包括黄土、膨胀土、红粘土。 1.2.4 土的粒组应按表 1-1 中规定的土颗粒粒径范围划分
F SI O Y E R St W P H L
2)由 2 个基本代号构成时，第 1 个基本代号表示土的主成分，第 2 个 基本代号表示土的特性指标（土的液限或土的级配） 。 示例：GP——不良级配砾。 3)由 3 个基本代号构成时，第 1 个基本代号表示土的主成分，第 2 个 基本代号表示液限的高低（或级配的好坏） ，第 3 个基本代号表示土中所含 次要成分。 示例：CHG——含砾高液限粘土。
注：表中细粒土质砂土类，应按细粒土在塑性图中的位置定名。
标为塑性指数（IP） 。塑性图中有 A、B 两条界限线。 ① A 线方程式：IP=0.73(WL-20)。A 线上侧为粘土，下侧为粉土。 ② B 线方程式：WL=50。WL≥50 为高液限，WL＜50 为低液限。 ③ 塑性图为图 1-1。
塑性指数IP(%) 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 液限WL(%)
0.4 原则
0.4.1 既要作适当简化，又要尽量模拟实际。 简化要随所研究的问题而变，也就是要根据具体的问题作具体的分析。 0.4.2 既要准确可靠， 又要提高工效， 节约耗费， 在准确的前提下提高工效。
0.5 步骤
0.5.1 拟定合理的试验方案 0.5.2 采用有代表性的土样试样 0.5.3 进行准确的试验测定 校正仪器，试验各环节的问题要仔细分析。 0.5.4 作出正确的成果整理分析
0.1.1．理论的研究与发展中起着决定性作用。 三大定理的提出都依赖于实验技术： 渗透、压缩、剪切 三大稳定性的验算： 渗透稳定性、变形、强度稳定性 本构定律的研究，应力～应变关系的研究 例如：邓肯——张模型的八个参数测定。 0.1.2．技术应用上 新的土力学测试技术是保证设计理论与方法处于先进、合理、经济的 重要保证，是设计、计算所依据的各项岩土参数的准确测试的重要保证。
土类 巨粒含量 巨粒土 100%～5% 混合巨 粒土 巨粒子 混合土 巨粒含量 小于 75%， 大于 50% 巨粒含量 50%～15% 漂石粒含量≤50% 漂石粒含量＞50% 漂石粒含量≤50% 漂石含量＞卵石含量 漂石含量≤卵石含量 Cb BSI CbSI SIB SICb 卵石 混合土漂石 混合土卵石 漂石混合土 卵石混合土
IP≥0.73(WL-20)或 IP≥10 IP＜0.73(WL-20)或 IP＜10
WL≥50% WL＜50% WL≥50% WL＜50%
CH CL MH ML
高液限粘土 低液限粘土 高液限粉土 低液限粉土
5）含粗粒土的细粒土先按表 1-5 规定确定细粒土名称，再按下列规定最 终定名 ① 号 G。 ② 粗粒中砂粒占优势， 称含砂细粒土， 应在细粒土代号后缀以代号 S。 6）有机质土可按表 1-5 规定划分定名,在各相应土类代号之后缀以代号 O。 1.3.5 特殊土分类 1）黄土、膨胀土和红粘土等特殊土类在塑性图中的基本位置见图 1-2。 其相应的初步判别见表 1-6。
Cc (d 30 ) 2 d10 d 60
（1-2）
式中：d30——在粒径分布曲线上，粒径累积质量占总质量 30%的粒径。 其余符号见式（1-1） 。 1.2.6 土类基本代号应符合下列规定 漂石(块石) 卵石(碎石) 砾(角砾) 砂 粉土 粘土 B Cb G S M C
细粒土(C 和 M 合称) 混合土(粗、细粒土合称) 有机质土 黄土 膨胀土 红粘土 盐渍土 级配良好 级配不良 高液限 低液限 1.2.7 表示土类的代号按下列规定构成 1) 1 个代号即表示土的名称 示例:Cb——卵石、碎石。
土类 砾 于 5% 含细粒土砾 15%＜细粒 细粒土质砾 含量≤50% 细粒为粉土 GM 粉土质砾 级配:不同时满足上述要求 细粒含量 5%～15% 细粒为粘土 GP GF GC 级配不良砾 含细粒土砾 粘土质砾 粒组含量 细粒含量小 级配：CU≥5 CC=1～3
砾类土分类
土代号 GW 土名称 级配良好砾
4）砂类土应根据其中细粒含量及类别、粗粒组的级配，按表 1-3 分类 和定名 1.3.4 细粒土分类和定名 1）试样中细粒组质量大于或等于总质量 50%的土称细粒类土 2）细粒类土应按下列规定划分 ① 试样中粗粒组小于总质量 25%的土称细粒土 ② 试样中粗粒组质量为总质量的 25%～50%的土称含粗粒的细粒土 ③ 试样中含有部分有机质（有机质含量 5%≤OU≤10%）的土称有机质 土。 3）细粒土应根据塑性图分类。塑性图的横坐标为土的液限（WL） ，纵坐
0.6
发展
0.6.1 高坝大库的兴建 0.6.2 土力学理论的发展---0.6.3 多种土质的应用（膨胀土、黄土、冻土、红土） 0.6.4 服务对象的高精度要求 0.6.5 计算量测的发展
准确化 快速化 大型化 高压化 自动化 定型化
0.7 参考书
0.7.1 《土工试验规程》 （SL237－1999） 0.7.2 土力学 武汉水利水电学院 主编 0.7.3 王锺琦等 岩土工程测试技术 中国建筑工业出版社 1986 0.7.4 窦宜等 土工实验室测定技术 水利电力出版社 1987