土石方工程及地基处理(2)

三、土的工程性质
1.无粘性土的密实度
砂土，碎石土统称为无粘性土 采用天然孔隙比的大小判别不能反映颗粒级配 对密实度的影响，有时不符合实际。 相对密实度Dr=
可将砂土密实度分为密实、中密和松散，Dr越 大越密实
2.粘性土的物理性质
粘性土随着含水量的增加可以分别处于固态、 半固态、可塑及流动状态 ①界限含水量：黏性土由一种状态转到另一种状 态的分界含水量。 固态——半固态——可塑态————流动态 缩限Ws 塑限Wp 液限WL
第一节 土的性质和分类
一、 土的组成 土是由岩石风化形成的松散混合物，由固相、
液相和气相三相组成。
固相 液相 气相
土骨架 土孔隙
非
饱
饱
干
湿和 土土
和 土
土
M=ms+mw+ma(ma≈0) V=Vs+Vw+Va=Vs+Vv
1.固相：颗粒级配、矿物成分
（1）随着粒径的变化，土的性质将发生变化。
2）土粒密度（土粒比重）
土粒密度大小决定于 土粒的矿物成分，与 土的孔隙大小和含水 多少无关，它的数值 一般在2.6~2.8g/cm3
之间
土粒密度是指固体颗粒的质量与其体积之比， 即单位体积土粒的质量，其单位为g/cm3。
土粒密度也可用土的相对密度表示，是指土粒
单位体积的质量与同体积的4℃时纯水的质量
3.土的压实性与压缩性
（1）土的压实性：土体在外部压实能量作用下， 土颗粒克服粒间阻力，产生相对位移，使土中的 孔隙减少，密度增加，强度提高的特性 细粒土和粗粒土的压实性不同。压实细粒土宜 用夯击或碾压机具；压实粗粒土宜用振动机具。 土的压实性和土的含水率有关。只有当含水量 适当时，压实效果才会好。这个适当的含水量叫 做最优含水量。
定义式求解
第二种换算方法：三相比例指标之间可以建立 相互换算关系，具体的换算公式可查阅换算表
【例题1】某土样，经试验测得ρ=1.85g/cm3, w=25%,ρs=2.70g/cm3,求ρd，e，n，Sr。
解： 绘三相图如上，设 Vs=1.0cm3
1)确定三相组成的体积与质量
2）按定义求其它指标
②塑性指数和液性指数
塑性指数：Ip＝WL－Wp；
Ip越大，土的可塑范围越大，表明土吸附的水量 越多，粒径越细，吸收水分能力越强。主要利用其 对黏性土进行分类
液性指数：IL＝（W－Wp）/ Ip 液性指数越大，说明土的自然含水量越大，表明
土的软硬程度。对粘土划分：
坚硬：IL≤0；硬塑：0< IL≤0.25；可塑：0.25< IL≤0.75；软塑：0.75< IL≤1.0；流塑：IL>1.0。
随着粒径的变细，土的性质由无黏性变为黏性、 透水性减小，毛细水有无到有，由少到多。
（2）矿物成分也影响土的性质，包括原生矿物、 次生矿物和有机化合物。比如有机化合物含量高， 就会吸附大量水分子，导致含水量较高。
各部分水的排除方法不同
2.液相 结合水
自由水
强结合水：紧靠土粒表面，一般不移动
弱结合水：强结合水外围，可慢慢移动 重力水：存在地下水位以下透水层中
课程考核——平时考核和最终考核结合
平时考核：20%（到课率、作业完成情况、回 答问题情况）
到课率——三次及以上不到课取消考核资格 课程设计：30% 期末考试：50%
第一章 土石方工程
土石方工程：场地平整、沟槽及基坑的 开挖、运输、施工排水、地基处理、土 方回填；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ石方工程是水工程施工中的先导工程 和主要项目之一，是影响施工进度、成 本及工程质量的重要因素。
毛细水：由于表面张力作用，存在于地下 水位以上
土的三相比例关系是其
二、土的三相比例指标物理性质的反映，与其 力学性质也有内在联系
土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为 三相比例指标
三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与 紧密，是评价土的工程性质的最基本的物理性 质指标，也是工程地质勘察报告中不可缺少的 基本内容。
除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计 算求得的指标，称为换算指标，包括：
反映土的孔隙含量或松密程度的指标有：孔隙 比e、孔隙率n；
反映了土的含水程度的指标有：饱和度Sr； 表示土的密度和重度的指标（不同条件下土的
密度）：饱和密度γsat、干密度、浮密度γ’。
3.指标之间的换算关系
已知ρ s、ω、ρ换算其它指标的一般方法是： 第一种换算方法：由三相图，根据各指标的
之比
ds
ms
Vs w
其值与土粒密度相 同，但没有单位
3）土的含水量 描述土的干湿程度的重要指标
土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比，以 百分数表示，又称土的含水率。
土壤含水量在5％内称干土，在30％以内称潮 土,大于30%称湿土 mw 100%
ms
土壤含水量对施工有直接的影响。
2. 换算指标
三相比例指标可分为两种，一种是试验指标 （基本指标）；另一种是换算指标。
1.三相基本（试验）指标
土的密度、土粒密度、土的含水量 1）土的密度: 自然状态下土的总质量与总体积之 比，即单位体积土的质量，其单位是g/cm3，常 见值为1.6~2.2g/cm3。 ρ=m/V 工程实际中，常将土的密度换算成土的重度 γ=ρg ，其单位是kN/m3
课程简介——学习目的和任务
掌握给水排水构筑物和管道工程的施工技术、 熟悉质量标准及验收方法；增加常用工具和设备 的实际知识； 熟悉常用材料及管材的性能、规格及检验； 掌握施工组织设计的编制方法等
为今后从事设计、施工和工程管理等工作 打下良好基础。。
课程简介——课程的特点及学习要求
（1）理论联系实际：强调应用，多观察、多实践 实践环节：认识实习、金工实习、生产实习、毕 业实习； 在生活中观察施工设备和施工过程等； 认真完成课程设计。 （2）内容多且时间少：加大知识强度、加强自学。 除了课本，要广泛查阅资料，只有这样才能最终 完成学习内容。
水工程施工
课程简介——课程内容
实用性，实际的 工程技术知识
水工程构筑物施工技术：
土石方工程、钢筋混凝土工程、水工程构筑物施工、 砌体工程
水工程管道施工技术与常用设备安装：
给水排水开槽和不开槽施工、给水排水管道水下施工、 常用设备的安装，室内给水排水管道及卫生器具安装；
水工程施工组织与管理：
施工组织计划技术、施工组织设计的编制；