第二章 土的物理性质和分类(本).ppt

第二章 土的物理性质及分类 1.概 述 土的三相体系：固体颗粒（固相）、土中水（液相）和气（气相）。 土的粒度成分或颗粒级配反映土粒均匀程度。 2.土的形成和演变 2.4 土的物质组成 筛分法 比重计法 三、土中气体 五、例题分析 （一）粗粒土的密实度 密实度：单位体积土中固体颗粒的含量。 2.6 土的物理状态指标 1.孔隙比e 孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散 。但对于不同的砂土，相同的孔隙比却不能说明密实度也相同，因为砂土的密实程度还和土颗粒的形状、大小及粒径组成和级配有关。 2.6 土的物理状态指标 2.相对密实度法 用天然孔隙比e与该砂土的最松状态孔隙比emax和最密实状态孔隙比emin进行对比，比较e靠近emax或靠近emin，以此来判别砂土的密实度。 砂土在天然状态下孔隙比 砂土在最密实状态时的孔隙比 砂土在最松散状态时的孔隙比 根据Dr值将砂土密实度划分为以下三种状态。 0.67＜Dr≤1， 密实； 0.33＜Dr≤0.67，中密； 0＜Dr≤0.33，松散。 由于砂土的原状土样很难取得，天然孔隙比难以准确测定，故相对密实度的精度也就无法保证。目前，它主要用于填方质量的控制。 2.6 土的物理状态指标 3.现场标准贯入试验法 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），以下均简称《规范》）采用未经修正的标准贯入试验锤击数N来划分砂土的密实度，见下表。N是用质量63.5kg的重锤自由下落76cm，使贯入器竖直击入土中30cm所需的锤击数，它综合反映了土的贯入阻力的大小，亦即密实度的大小。 2.6 土的物理状态指标 （二）细粒土的稠度 细粒土不是粒状结构，不存在最大和最小孔隙比。与密实度概念相比，细颗粒土的含水量、稠度等指标更能反映其物理特征的本质。 稠度：是指土的软硬状态或土对受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力。 2.6 土的物理状态指标 1.粘性土的界限含水量 同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量。 界限含水量的测定方法： 塑限 ：搓条法（滚搓法）； 液限 ：锥式液限仪（如下图）。 2.6 土的物理状态指标 2.6 土的物理状态指标 2.6 土的物理状态指标 液限、塑限联合测定法: 根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水量在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行。 2.粘性土的塑性指数和液性指数 （1）塑性指数Ip 2.6 土的物理状态指标 塑性指数越大，则土处在可塑状态的含水量范围越大，土的可塑性愈好。也就是说，塑性指数的大小与土可能吸附的结合水的多少有关，一般土中粘粒含量愈高或矿物成分吸水能力越强，则塑性指数越大。《规范》用Ip作为黏性土与粉土的定名标准。 省去（%） 2.6 土的物理状态指标 (2) 液性指数IL ? 液性指数是指黏性土的天然含水量与塑限的差值和塑性指数之比。它是表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标，反映黏性土天然状态的软硬程度，又称相对稠度。 建筑工程中将液性指数IL用作确定黏性土承载力的重要指标。《规范》按液性指数的大小将黏性土划分为5种软硬状态。 2.6 土的物理状态指标 2.6 土的物理状态指标 【例题】 某土样，测定其土粒比重ds=2.73，天然密度ρ=20.9kN/m3，含水量w=24.2%，液限wL=34％，塑限wp=19.8％，试确定（1）土的干密度；（2）土的名称和软硬状态。 解：（1）土的干密度 kN/m3 （2）土的塑性指数 故该土为粉质粘土。 （3）土的液性指数 故该土处于可塑状态。 2.6 土的物理状态指标 （三）灵敏度St和触变性 天然状态的黏性土通常都具有一定的结构性，当受到外来因素的扰动时，其结构破坏，强度降低，压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，通常用灵敏度来衡量。 式中： ——原状土的无侧限抗压强度，kPa