土力学课件2011-2-土的物理性质及分类.ppt

第2章 土的物理性质及分类 主要内容 土的界限含水量（Atterberg limits） 缩限：半固体状态与固体状态间的分界含水量。当含水量小于该值时，体积不发生变化。Shrinkage limit, wS。 塑限：可塑状态与半固体状态间的分界含水量。Plastic limit, wP。 液限：流动状态与可塑状态间的分界含水量。Liquid limit, wL。 “界限含水量是土的一种固有的性质，与含水量无关” 问题：缩限、塑限、液限是否与土样的含水量有关？ 注意：塑限和液限是土力学中常用的。 液限的测定： 锥式液限仪（中国）； 碟式液限仪（欧美，详见ASTM试验规程）。 碟式液限仪 平衡锥式液限仪 17mm 液限测定演示： 17mm 液限测定演示： 液限测定演示： 塑限的测定： 搓条法测定。3mm土条。 缩限的测定： 收缩皿法测定。 讨论： 液限和塑限也可用光电式液塑限联合测定仪测定； 试验的具体程序和步骤详见《土工试验方法标准》； 界限含水量由重塑土测定，而现场原状土有一定结构性； 所以，有时现场土含水量比液限大但地基未流动。 （1）塑性指数IP 概念:塑性状态时含水量变化范围，IP（Plasticity index）。 常省略 %； 变化范围很大（如大于200）； 是粘性土区别于砂土的重要特征； 反映了土与水之间物理化学作用的强弱。 物理意义： 思考： 一个问题： 结论：不能。 举例说明： 土类 液限wL 塑限wL 含水量 土样1 32% 12% 20% 土样2 42% 24% 20% 结果： 土样1：可塑态； 土样2：半固态； 问题： 判断土样物理状态？ “必须建立含水量与界限含水量的关系” （2）液性指数IL 表2-11 粘性土的稠度标准 天然状态含水量和界限含水量相对关系的指标（Liquidity index）。 在0到1之间。越大，表示土越软； 大于1，处于流动状态； 小于0，处于固体状态或半固体状态。 关于IL结论： 求证（1） 求证（2） 例题： 证明： [例2-5] 某粘性土的天然含水量w=19.3%，液限wL=28.3%，塑限wP=16.7%。求塑性指数IP和液性指数IL，确定该土状态。 查表2-11可知该土的状态为硬塑状态。 IL= = =0.224 [解]：IP=wL-wP=28.3-16.7=11.6 ?“土的工程分类是勘察、设计的首要内容” 2.8 土的工程分类 ? 分类存在不同体系，主要有： (1) 建设部《土的分类标准》(GBJl45?90)； (2) 建设部《建筑地基基础设计规范》(GB50007?2002)； (3) 水利部《土工试验规程》(SL237?1999)中的128?84分类法； (4) 交通部《公路土工试验规程》(JTJ051?93)。 分类原则和特点： 2.8.1 建筑地基基础设计规范 (GB50007?2002) 对粗颗粒土，考虑了结构和粒径级配； 对细颗粒土，考虑了土的塑性和成因； 给出岩石的分类标准； 将天然土分为6大类：岩石、碎石土、砂类土、粉土、粘性土和人工填土。 天然土分为6大类： 岩石：表2-12和表2-13 碎石类土：表2-14 砂类土:表2-15 粉土：表2-16 粘性土：表2-17 人工填土:表2-18 问题：土的粒组的划分和土的分类是否是一回事？ （例如：粉粒组和粉土是否是一个概念） 回答： 粉粒组:0.075mm=d0.005mm 粉土：大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%，且塑性指数IP?10的土。 分类原则和特点： 2.8.2 土的分类标准(GBJl45?90) 考虑了土的有机质含量、颗粒组成特征以及土的塑性指标。 （总的分类体系如图2-30）； 先判断该土属于有机土还是无机土。 若属于无机土，则可先按表2-20划分其粒组。 根据土内各粒组的相对含量，将土分为： 巨粒土和含巨粒土 粗粒土 细粒土 表2-21 1 巨粒土和含巨粒土 表2-22、2-23、2-24 2 粗粒土 表2-25和塑性图2-31 3 细粒土 图2-31 塑性图 CH—clay, high CL—clay, low MH—mo, high ML—mo, low O—organic 粘土—clay 粉土—mo，silt 砾石—gravel 砂—sand * * 2.6 土的物理性质指标 物理模型 假定模型 总质量：m=ms+mw 总体积： V=Vs