工程地质与地基基础-土的工程性质.ppt

第二章 土的物理性质及工程分类 §2.1 土的组成及其结构构造 §2.2 土的物理性质指标 §2.3 土的物理状态指标 §2.4 土的工程分类 土的概念——多种矿物颗粒组成的松散集合体。 §2.1 土的组成及其结构与构造 一、土的固相 筛分法 比重计法 颗粒粒径级配曲线 颗粒级配的描述 颗粒级配的应用 二、土中的水 三、土中气体 四、土的结构 五、土的构造 §2.2 土的物理性质指标 一、土的三相图 三、指标间的换算 四、例题分析 （2）填土 §2.3 土的物理状态指标 一、无粘性土的密实度 二、例题分析 三、粘性土的稠度 测定方法： 液限：我国采用锥式液限仪，76g锥体人工放锥5s 时沉入土中10mm 美国、日本等国家采用碟式液限仪。 塑限：搓条法，土条直径为3mm时恰好开始断裂 联合测定法：锥式液限仪电磁放锥，下沉深度为 10mm和2mm所对应的含水量分别为液 限和塑限 《公路土工试验规程》(JTJ051－93)规定采用100g 锥体下沉20mm为液限。 例题分析 §2.4 土的工程分类 一、分类的目的和原则 二、分类体系与方法 易于液化接近砂土的性质； 又易于湿陷、冻胀接近粘土的性质。 三、例题分析 【例2】已知土粒比重Gs为2.72， 饱和度Sr为37%，孔隙比e为0.95。问当Sr提高到90％时，每立方的土应加多少水？ 【解答】 由Vv=eVs=V－Vs 得Vs=V/1＋e=1/1+0.95=0.513m3 Vv=eVs=0.95×0.513=0.487m3 当Sr为37%时，Vw=SrVv=0.37×0.487=0.18m3 当Sr为90%时，Vw=SrVv=0.90×0.487=0.438m3 （Vv不变） ?Vw=0.438－0.18=0.258m3 故应加水?Ww=γw· ?Vw=10×0.258=2.58kN 【例3】某料场30万方土料，初始孔隙比e1＝1.2，问可填筑e2＝0.7的土堤多少立方米？ 【解答】 （填筑前后Vs不变） V＝Vv+Vs=e2Vs+Vs=(0.7+1)Vs=1.7×13.64=23.18万方 【例4】某基坑体积2000立方米，土料比重Gs为2.7， 含水量 ω为15%，孔隙比e为0.6。 要求填土ω为17% ，干容重γd为17.6kN/m3. 问（1）取土场土的容重、干容重和饱和度？ （2）取多少方土？ （3）碾压时应洒多少水？填土的孔隙比是多少？ 【解答】 （1） （3）由 得Ww=5060.87kN，Ws=33739.1kN 设加水xkN，则 解出x=674.8kN 无粘性土一般指碎石(类)和砂(类)土。 无粘性土的物理性质主要决定于土的密实度状态。 土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少，天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到松散的不同物理状态。 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。 但孔隙比e难以反映颗粒级配的影响。 2.相对密实度Dr 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 当Dr=0时， e= emax ，表示土处于最疏松状态;当Dr=1.0时， e= emin ，表示土体处于最密实状态 Dr≤1/3 疏松状态 1/3＜Dr≤2/3 中密状态 2/3＜Dr≤1 密实状态 3.按动力触探确定无粘性土的密实度 天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数N进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动力触探的锤击数N63.5进行评定(GB50007-2002) 密实度 按N评定砂土密实度 按N63.5评定碎石土密实度 松散 稍密 中密 密实 N≤10 N63.5≤5 10＜N≤15 5＜N63.5≤10 15＜N≤30 10＜N63.5≤20 N＞30 N63.5＞20 【例】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66g/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 1.粘性土的稠度状态 稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引