土力学与基础工程第2版教学课件作者代国忠第2章土的结构组成与物理性质课件.ppt

毛细水是受毛细管作用控制的水，毛管直径愈细上升 高度愈高。 在常温下毛细上升高度hc与毛管半径r 有以下关系： hc=15/r 饱和度表示孔隙中充满水的程度 Sr=0 : 干土 Sr=1 : 饱和土 2）反映土中含水程度的指标 要知道孔隙中充满水的程度，可用饱和度Sr（可乘%）表示。 天然密度 干密度 饱和密度 天然重度 干重度 浮重度 有效容重 饱和重度 单位: kg/m3 或 g/cm3 单位: kN/m3 定义: 土被完全烘干时的密度, 等于 单位体积内土粒的质量 3） 特定条件下土的密度指标 2.3.3 各指标的换算关系 令 VS=1，则 Vv=e，V=1+e； 土的重度： 土的孔隙比： 2.3.3 各指标的换算关系 土的干重度： 土的饱和重度： 土的有效重度： 土的饱和度： 【例1】 一土样试验测得，重度γ＝17.5kN/m3，比重ds＝2.70，土的含水量w =10%，求孔隙比、饱和度和干重度。 孔隙比： 饱和度： 干重度： 【例2】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度Gs为2.66，求该土样的含水量w、密度ρ、重度? 、干重度?d 、孔隙比e、饱和重度?sat和有效重度?? 【解答】 2.3 物理性质指标 小结 物理性质指标 土的三个组成相的体积和质量上的比例关系 密实程度 干湿程度 …… 特点: 指标概念简单，数量很多 要点：名称、概念或定义、符号、表达式、 　　　单位或量纲、常见值或范围、联系与区别 定义 基本方法: 三相草图法 室内测定的三个物理性质指标 土的密度、土粒的比重、土的含水量 三相草图有助于直观理解物性指标的概念 其它常用的物理性质指标 表示土中孔隙含量的指标 表示土中含水程度的指标 表示土中密度和容重的指标 三相草图可用于确定物性指标之间的关系 三相草图法是求取物理性质指标的简单而有效的方法 emax与emin ：最大与最小孔隙比 2.4.1 无粘性土的物理状态指标 优点：简单方便 缺点：不能反映级配的影响 只能用于同一种土 对策 相对密度 孔隙比e或孔隙率n 2.4 土的物理状态指标 emax: 最大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比 emin: 最小孔隙比；将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比 emax与emin ：最大与最小孔隙比 注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难 粗粒土的密实状态指标 判别标准： Dr = 1 , 最密状态 Dr = 0 , 最松状态 Dr≤ 1/3 , 疏松状态 1/3 Dr≤ 2/3 , 中密状态 Dr 2/3 , 密实状态 相对密度 【例3】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量w=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态 【解答】 砂土在天然状态下的孔隙比 砂土最小孔隙比 砂土最大孔隙比 相对密实度 ∈（1/3,2/3] 中密状态 2.4.2 粘性土的物理状态指标 也称稠度状态 稠度状态与含水量有关 粘性土 含水量 较硬 变软 流动 塑限wp 稠度界限 粘性土的稠度反映土中水的形态 固态或半固态 塑态 流态 强结合水膜最大 出现自由水 强结合水 弱结合水 自由水 稠度状态 含水量 土中水的形态 w（%） 半固态与固态之间的分界含水率。到固态后 体积不再收缩而得名。 液限 1）液限、塑限和缩限 ——吸附结合水的能力；粘性大小；大致反映粘土颗粒含量 （1）塑性指数 常作为细粒土工程分类的依据 缺点 不能充分反映粘土颗粒含量 不同的粘土矿物结合水的能力不同 活性指数 p0.002: 粒径小于0.002mm颗粒的质量占土总质量的百分比 A 0.75 A = 075 – 1.25 A 1.25 非活性粘土 正常粘土 活性粘土 2）塑性指数、液性指数 相对稠度 对于不同的粘土，含水量相同，稠度可能不同 液性指数 不同的粘土，wp、wL