土的物理性质讲解.ppt

第五章 土的物理性质 第一节 土的物理性质 土是土粒（固体相），水（液体相）和空气（气体相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。 一、土的基本物理性质 2．饱和度 定义为：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示，即 （四）土的孔隙性 孔隙性指土中孔隙的大小，数量、形状、性质以及连通情况。 1．孔隙率（porosity）与孔隙比(void ratio) 孔隙率（n）：是土的孔隙体积与土体积之比，或单位体积土中孔隙的体积，以百分数表示，即： 第二节 土的水理性质 粘性土随着含水量的不同，在稠度方面所发生的变化及有关特征，可概括如表(5—5)所述 (二)塑性及其指标 （三）塑性和塑性指数（plasticity index） （四）影响粘性土可塑性的因素 1、矿物成分 2、有机质含量对土的可塑性有明显的影响 3、土中的可溶盐 4、粒度成分对粘性土可塑性的影响 5、孔隙溶液的化学成分，浓度和PH值对可塑性的影响 （五）粘性土的活性指数 粘性土的粘性和可塑性被认为是由颗粒表面的吸着水引起的。因此，塑性指数的大小在一定程度上反映了颗粒吸附水能力的强弱。 解： 已知：Wc=37.4﹪ Wp=23.0﹪ W=13﹪ ∴该地基土处于硬塑状态 例题：某天然砂层，密度为1.47g/cm3，含水量13%，由试验求得该砂土的最小干密度为1.20g/cm3；最大干密度为1.66 g/cm3；问该砂层处于哪种状态？ （五）基本物理性质指标间的相互关系 1、孔隙比与孔隙率的关系 2、干密度与湿密度和含水量的关系 3、孔隙比与比重和干密度的关系 4、饱和度与含水量，比重和孔隙比的关系 例题：某原状土样，经试验测得天然密度含水量w=12。9%，土粒比重Gs=2.67，求孔隙比e，孔隙度n和饱和度Sr。 解：绘三相草图 （1）设土的体积V=1.0cm3 根据密度定义得： （2）根据含水量定义得： 从三相图可知： （3）根据土粒比重定义：土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4摄氏度时质量之比， （4） （5）从三相可知 （6）根据孔隙比定义： （7）根据孔隙度定义： （8）根据饱和度定义： 例题．薄壁取样器采取的土样，测出其体积V与重量分别为38.4cm3和67.21g，把土样放入烘箱烘干，并在烘箱内冷却到室温后，测得重量为49.35g。试求土样的ρ（天然密度）， ρ d（干密度），w（含水量），e（孔隙比），n（孔隙率），饱和度。（Gs=2.69） 解 ：① . 一、粘性土的稠度（consistency）和塑性(plasticity) （一）稠度与液性指数 粘性土的物理状态常以稠度来表示。 稠度的涵义是指土体在各种不同的湿度条件下，受外力作用后所具有的活动程度。 稠度：是指土因水多少而表现的稀稠程度。用来表示粘性土在不同含水量时，土粒所具有的活动性和土体抵抗外力的能力。 稠度状态：粘性士在各种不同含水量时所呈现的物理状态，如固态、塑态、液态等。 稠度界限和界限含水量：粘性土随着含水量的变化，从一种稠度状态变为另一种稠度状态，标志这种状态之间的转变界限叫作稠度界限。因为这是由于含水量不同所引起的，故常用含水量来表示，称为界限含水量。 应该指出．粘性土在相邻的两个稠度状态之间，是既有区别叉是逐渐过渡的，也就是说根据含水量的不同，除了可以将土区分为固态、塑态、液态等几个基本状态外，还能作进一步的细分。 塑性是指土在外力作用下可以塑造成任何形状而不破坏其整体性，并且当外力取消后仍能保持已有的形状之性能。一般只有粘性土才具有这种特性，故将粘性土对叫作塑性土。 从表(5—5)中可看出，粘性土呈塑性状态是有条件的，即只有当土中的含水量达到某一既定值(塑限和液限之间)时才会呈现塑性状态，而这个定值大小对不同类型的粘性土又是不同的。 1、液限又称流限或叫塑性上限或称流动下限：粘性土由塑性状态转变成流动状态时的界限含(W)越大，液性指数(IL)越大，土也就越软越稀，强度越低．且越容易变形；反之则反。 由于液性指数反映了土的天然含水量、稠度状态及工程地质性质，因此在工程实践中，亦常用。 液性指数IL（即稠度指标B）来表示： 式中：W—天然含水量 Wl—液限含水量 Wp—塑限含水量 塑性的基本特征： （1）物体在外力作用下，可被塑成任何形态，而整体性不破坏