土的物理性質(zhì)及工程分類

1、 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 土的物理性質(zhì)概述土的物理性質(zhì)概述 巖石巖石 風(fēng)化（風(fēng)化（物理、物理、 化學(xué)化學(xué)）作用）作用 巖石破碎巖石破碎 化學(xué)成分改變化學(xué)成分改變 搬運(yùn)搬運(yùn) 沉積沉積 大小、形狀和大小、形狀和 成分都不相同成分都不相同 的松散顆粒集的松散顆粒集 合體合體（土）（土） 土土 固相固相 液相液相 氣相氣相 土中顆粒的大小、成分土中顆粒的大小、成分 及三相之間的相互作用及三相之間的相互作用 和比例關(guān)系，反映出土和比例關(guān)系，反映出土 的不同性質(zhì)的不同性質(zhì) 土粒土粒 土中水土中水 土中氣土中氣 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 1.1 1.1 土的組成及其結(jié)構(gòu)與構(gòu)造土的組成及其結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 n一、

2、土的固相一、土的固相 土粒的大小、相關(guān)礦物成分以及大小搭配情況土粒的大小、相關(guān)礦物成分以及大小搭配情況 對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯影響對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯影響 1.土的顆粒級(jí)配（粒度成分）土的顆粒級(jí)配（粒度成分） 工程上將各種不同的土粒按其粒徑范圍，工程上將各種不同的土粒按其粒徑范圍，劃分為劃分為 若干粒組若干粒組，為了表示土粒的大小及組成情況，通，為了表示土粒的大小及組成情況，通 常以土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量（即各粒組占土粒常以土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量（即各粒組占土粒 總量的百分?jǐn)?shù)）來表示，稱為總量的百分?jǐn)?shù)）來表示，稱為土的顆粒級(jí)配土的顆粒級(jí)配 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法 篩分法：篩分法：適用于適用于0

3、.075mmd60mm 比重計(jì)法比重計(jì)法: :適用于適用于d0.075mm 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 篩分法篩分法 用一套孔徑不同的篩子，按用一套孔徑不同的篩子，按 從上至下篩孔逐漸減小放置。從上至下篩孔逐漸減小放置。 將事先稱過質(zhì)量的烘干土樣將事先稱過質(zhì)量的烘干土樣 過篩，稱出留在各篩上的土過篩，稱出留在各篩上的土 質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒 質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)質(zhì)量的百分?jǐn)?shù) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 比重計(jì)法比重計(jì)法 利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同 來確定小于某粒徑的土粒含量來確定小于某粒徑的土粒含量 地

4、基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 顆粒粒徑級(jí)配曲線顆粒粒徑級(jí)配曲線 縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土粒含量百分比縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土粒含量百分比, ,橫坐橫坐 標(biāo)表示土粒的粒徑標(biāo)表示土粒的粒徑( (對(duì)數(shù)坐標(biāo)）對(duì)數(shù)坐標(biāo)） 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 顆粒級(jí)配的描述顆粒級(jí)配的描述 工程上常用不均勻系工程上常用不均勻系 數(shù)數(shù)Cu描述顆粒級(jí)配的描述顆粒級(jí)配的 不均勻程度不均勻程度 6 0 1 0 u d C d d10、d30、d60小于某粒徑的小于某粒徑的 土粒含量為土粒含量為10%、 30%和和 60%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑 Cu愈大，表示土粒愈不均愈大，表示土粒愈不均 勻。工程上把勻。工程上把Cu5的土視

5、的土視 為級(jí)配不良的土；為級(jí)配不良的土； Cu10 的土視為級(jí)配良好的土的土視為級(jí)配良好的土 曲率系數(shù)曲率系數(shù)C Cc描述顆粒級(jí)描述顆粒級(jí) 配曲線整體形態(tài)，表明配曲線整體形態(tài)，表明 某粒組是否缺失情況某粒組是否缺失情況 2 3 0 1 06 0 c d C dd 對(duì)于礫類土或砂類土，同時(shí)滿對(duì)于礫類土或砂類土，同時(shí)滿 足足Cu5和和Cc= =13時(shí)，定名為時(shí)，定名為 良好級(jí)配砂或良好級(jí)配礫良好級(jí)配砂或良好級(jí)配礫 d 60 60限定粒徑限定粒徑 d 10 10有效粒徑有效粒徑 d 30 30中值粒徑中值粒徑 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.土粒的礦物成分土粒的礦物成分 礦物成分取決于礦物成分取決于母

6、巖的礦物成分母巖的礦物成分和和風(fēng)化作用風(fēng)化作用 原生礦物：原生礦物：由巖石經(jīng)過物理風(fēng)化形成，其礦物成分由巖石經(jīng)過物理風(fēng)化形成，其礦物成分 與母巖相同與母巖相同 次生礦物：次生礦物：巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后所形成的新的礦物，巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后所形成的新的礦物， 其成分與母巖不相同其成分與母巖不相同 例：例：石英、云母、長(zhǎng)石等石英、云母、長(zhǎng)石等 特征：特征：礦物成分的性質(zhì)較穩(wěn)定，由其組成的土具礦物成分的性質(zhì)較穩(wěn)定，由其組成的土具 有無粘性、透水性較大、壓縮性較低的特點(diǎn)有無粘性、透水性較大、壓縮性較低的特點(diǎn) 例：例：粘土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石等粘土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石等 特征：特征：性質(zhì)較不穩(wěn)定

7、，具有較強(qiáng)的親水性，遇水性質(zhì)較不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的親水性，遇水 易膨脹的特點(diǎn)易膨脹的特點(diǎn) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n二、土中的水二、土中的水 土中水的含量明顯地影響土的性質(zhì)土中水的含量明顯地影響土的性質(zhì)( (尤其是粘性尤其是粘性 土土) )。土中水除了一部分以結(jié)晶水的形式吸附于固。土中水除了一部分以結(jié)晶水的形式吸附于固 體顆粒的晶格內(nèi)部外，還存在結(jié)合水和自由水體顆粒的晶格內(nèi)部外，還存在結(jié)合水和自由水 1.結(jié)合水結(jié)合水 強(qiáng)結(jié)合水：強(qiáng)結(jié)合水：緊靠于顆粒表面、所受電場(chǎng)的作用力很大、緊靠于顆粒表面、所受電場(chǎng)的作用力很大、 幾乎完全固定排列、喪失液體的特性而接近于固體幾乎完全固定排列、喪失液體的特性而接

8、近于固體 弱結(jié)合水：弱結(jié)合水：緊靠強(qiáng)結(jié)合水的外圍形成的結(jié)合水膜，所緊靠強(qiáng)結(jié)合水的外圍形成的結(jié)合水膜，所 受的電場(chǎng)作用力隨著與顆粒距離增大而減弱受的電場(chǎng)作用力隨著與顆粒距離增大而減弱 2.自由水自由水 存在于土粒電場(chǎng)影響范圍以外，性質(zhì)和普通水無異，能存在于土粒電場(chǎng)影響范圍以外，性質(zhì)和普通水無異，能 傳遞水壓力，冰點(diǎn)為傳遞水壓力，冰點(diǎn)為0，有溶解能力，有溶解能力 以兩種形式存在：以兩種形式存在：毛細(xì)水、重力水毛細(xì)水、重力水 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n三、土中氣體三、土中氣體 土中氣體土中氣體存在于土孔隙中未被水占據(jù)的部分，存在于土孔隙中未被水占據(jù)的部分， 分為分為與大氣連通的非封閉氣體與大氣連通

9、的非封閉氣體和和與大氣不連與大氣不連 通的封閉氣體通的封閉氣體 1.非封閉氣體：非封閉氣體：受外荷作用時(shí)被擠出土體外，對(duì)受外荷作用時(shí)被擠出土體外，對(duì) 土的性質(zhì)影響不大土的性質(zhì)影響不大 2.封閉氣體：封閉氣體：受外荷作用，不能逸出，被壓縮或受外荷作用，不能逸出，被壓縮或 溶解于水中，壓力減小時(shí)能有所復(fù)原，對(duì)土的性溶解于水中，壓力減小時(shí)能有所復(fù)原，對(duì)土的性 質(zhì)有較大的影響，使土的滲透性減小，彈性增大質(zhì)有較大的影響，使土的滲透性減小，彈性增大 和延長(zhǎng)土體受力后變形達(dá)到穩(wěn)定的歷時(shí)和延長(zhǎng)土體受力后變形達(dá)到穩(wěn)定的歷時(shí) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n四、土的結(jié)構(gòu)四、土的結(jié)構(gòu) 在成土過程中所形成的土粒的空間排列

10、及其聯(lián)結(jié)形式，在成土過程中所形成的土粒的空間排列及其聯(lián)結(jié)形式， 與組成土的顆粒大小、顆粒形狀、礦物成分和沉積條件有與組成土的顆粒大小、顆粒形狀、礦物成分和沉積條件有 關(guān)關(guān) 1.單粒結(jié)構(gòu)：?jiǎn)瘟＝Y(jié)構(gòu)：粗礦物顆粒在水或空氣中在自重作用下沉落粗礦物顆粒在水或空氣中在自重作用下沉落 形成的單粒結(jié)構(gòu)，形成的單粒結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)其特點(diǎn)是土粒間存在點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。根是土粒間存在點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。根 據(jù)形成條件不同，可分為疏松狀態(tài)和密實(shí)狀態(tài)據(jù)形成條件不同，可分為疏松狀態(tài)和密實(shí)狀態(tài) 密實(shí)狀態(tài)密實(shí)狀態(tài)疏松狀態(tài)疏松狀態(tài) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.蜂窩結(jié)構(gòu)：蜂窩結(jié)構(gòu)：顆粒間點(diǎn)與點(diǎn)接觸，由于彼此之間引力大顆粒間點(diǎn)與點(diǎn)接觸，由于

11、彼此之間引力大 于重力，接觸后，不再繼續(xù)下沉，形成鏈環(huán)單位于重力，接觸后，不再繼續(xù)下沉，形成鏈環(huán)單位, ,很多鏈很多鏈 環(huán)聯(lián)結(jié)起來，形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu)環(huán)聯(lián)結(jié)起來，形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu) 3.絮狀結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)：細(xì)微粘粒大都呈針狀或片狀，質(zhì)量極輕，細(xì)微粘粒大都呈針狀或片狀，質(zhì)量極輕， 在水中處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)懸液介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，土粒表在水中處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)懸液介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，土粒表 面的弱結(jié)合水厚度減薄，粘?；ハ嘟咏?，凝聚成絮狀物面的弱結(jié)合水厚度減薄，粘?；ハ嘟咏鄢尚鯛钗?下沉，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu)下沉，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu) 蜂窩結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu) 絮狀結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)

12、工程 n五、土的構(gòu)造五、土的構(gòu)造 土的構(gòu)造土的構(gòu)造是指土體中各結(jié)構(gòu)單元之間的關(guān)系。主要是指土體中各結(jié)構(gòu)單元之間的關(guān)系。主要 特征是土的成層性和裂隙性特征是土的成層性和裂隙性, ,即層理構(gòu)造和裂隙構(gòu)造，即層理構(gòu)造和裂隙構(gòu)造， 二者都造成了土的不均勻性二者都造成了土的不均勻性 1.層理構(gòu)造：層理構(gòu)造：土粒在沉積過程中土粒在沉積過程中, ,由于由于不同階段不同階段沉積沉積 的物質(zhì)成分、顆粒大小或顏色不同的物質(zhì)成分、顆粒大小或顏色不同, ,而沿而沿豎向豎向呈現(xiàn)出呈現(xiàn)出 成層特征，分成層特征，分水平層理水平層理和和交錯(cuò)層理交錯(cuò)層理。 3.裂隙構(gòu)造：裂隙構(gòu)造：土體被許多不連續(xù)的小裂隙所土體被許多不連續(xù)的小

13、裂隙所分割分割, ,在在 裂隙中常充填有各種鹽類的沉淀物裂隙中常充填有各種鹽類的沉淀物 2.2.分散構(gòu)造分散構(gòu)造: :土層中土粒分布均勻，性質(zhì)相近，如土層中土粒分布均勻，性質(zhì)相近，如 砂，卵石層為分散構(gòu)造。砂，卵石層為分散構(gòu)造。 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 1.2 1.2 土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)( (三相比例指標(biāo)三相比例指標(biāo)) ) n一、土的三相草圖一、土的三相草圖 氣氣 水水 土粒土粒 msmw m VsVw V Va 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V n二、直接測(cè)定指標(biāo)二、直接測(cè)定指標(biāo) 1.土的密度土的密度：?jiǎn)挝粏挝籫 g/ /cmcm3 3 單位體積土的質(zhì)量單位體積土的質(zhì)量 aws ws

14、VVV mm V m 工程中常用重度工程中常用重度 來表示單位來表示單位 體積土的重量體積土的重量 g 重力加速度，近重力加速度，近 似取似取10m/s10m/s2 2 Vv 測(cè)定方法：測(cè)定方法：環(huán)刀法、灌水法環(huán)刀法、灌水法 粘土粘土 =1.8=1.82.0g/cm2.0g/cm3 3 砂土砂土 =1.6=1.62.0g/cm2.0g/cm3 3 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 ）、環(huán)刀法：）、環(huán)刀法：主要適用于黏性土、粉土與砂土，采用容積主要適用于黏性土、粉土與砂土，采用容積 為為10001000cmcm3 3或或200200cmcm3 3的不銹鋼環(huán)刀的不銹鋼環(huán)刀 ）、灌水法：）、灌水法：主要適用

15、于卵石、礫石與原狀砂。主要適用于卵石、礫石與原狀砂。 具體做法：現(xiàn)場(chǎng)挖試坑，將挖出的試樣裝入容器，稱其具體做法：現(xiàn)場(chǎng)挖試坑，將挖出的試樣裝入容器，稱其 質(zhì)量，再用塑料薄膜平鋪于試坑內(nèi)，注水至袋內(nèi)水面與坑口質(zhì)量，再用塑料薄膜平鋪于試坑內(nèi)，注水至袋內(nèi)水面與坑口 齊平，注入的水量即為試坑體積。齊平，注入的水量即為試坑體積。 特定條件下土的重度：特定條件下土的重度： ）干重度：）干重度：?jiǎn)挝惑w積土粒重量單位體積土粒重量 s d m g V 工程應(yīng)用：干重度常用于填方工程土體壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。工程應(yīng)用：干重度常用于填方工程土體壓實(shí)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。 r rd d 越大，表明土體壓得愈密實(shí)越大，表明土體壓得愈

16、密實(shí) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 ）飽和重度：）飽和重度：孔隙中全部充滿水時(shí)單位體積土粒重量孔隙中全部充滿水時(shí)單位體積土粒重量 sv sat m gV V 3 18 23/ sat KN m （） 常見值：常見值： ）有效重度：）有效重度：地下水位以下時(shí)，土體受水的浮力作用時(shí)，地下水位以下時(shí)，土體受水的浮力作用時(shí)， 單位體積土體重量。單位體積土體重量。 / ss m gV V () sV m gVV V sat 3 8 13/KN m / （）常見值：常見值： 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.土粒相對(duì)密度土粒相對(duì)密度ds（土粒比重）（土粒比重）： 土粒質(zhì)量與同體積的土粒質(zhì)量與同體積的4時(shí)純水時(shí)純水

17、 的質(zhì)量之比的質(zhì)量之比 ss s s m d V 土粒相對(duì)密度變化范圍不大土粒相對(duì)密度變化范圍不大, ,土中有機(jī)質(zhì)含量增加，土粒相對(duì)密土中有機(jī)質(zhì)含量增加，土粒相對(duì)密 度減小度減小 氣氣 水水 土粒土粒 msmw m VsVw V Va 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V 無量綱無量綱 土的名稱土的名稱 d ds s 砂土砂土 粉土粉土 粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土 粘土粘土 泥炭泥炭 2.652.69 2.702.71 2.722.73 2.742.76 1.51.8 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 氣氣 水水 土粒土粒 msmw m VsVw V Va 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V3.土的含水量土的含水量：土中水的土中水的 質(zhì)

18、量與土粒質(zhì)量之比，以百分質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分 數(shù)表示數(shù)表示 100% s m m 土的含水量是標(biāo)志土含水程度的一個(gè)重要物理指標(biāo)。天土的含水量是標(biāo)志土含水程度的一個(gè)重要物理指標(biāo)。天 然土層含水量變化范圍較大，與土的種類、埋藏條件及然土層含水量變化范圍較大，與土的種類、埋藏條件及 其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。其所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。 測(cè)定方法：測(cè)定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒精燃燒法通常用烘干法，亦可近似用酒精燃燒法 主要適用于黏性土、砂土、粉土等常規(guī)實(shí)驗(yàn)。主要適用于黏性土、砂土、粉土等常規(guī)實(shí)驗(yàn)。 100% s s m m m 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n三、換算指標(biāo)三、換算指標(biāo) 氣

19、氣 水水 土粒土粒 msmw m VsVw VV Va 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V 1.孔隙比孔隙比e 和孔隙率和孔隙率n 孔隙比孔隙比e ：土中孔隙體積土中孔隙體積 與土粒體積之比與土粒體積之比 s v V V e 孔隙率孔隙率n ：土中孔隙體積與土中孔隙體積與 總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示總體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示 %100 V V n v 砂土砂土 e e0.50.51.01.0， 當(dāng)當(dāng)e e0.61.01.0時(shí)為軟弱地基時(shí)為軟弱地基 e e 和和n n , ,土質(zhì)愈疏松土質(zhì)愈疏松 1 e n e 或或 1 n e n 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.土的飽和度土的飽和度Sr ：土中孔土中孔 隙水的

20、體積與孔隙總體積隙水的體積與孔隙總體積 之比，以百分?jǐn)?shù)表示之比，以百分?jǐn)?shù)表示 干土干土Sr= =0, ,完全飽和土完全飽和土Sr= =100%。砂土根據(jù)飽和度分砂土根據(jù)飽和度分 為三種狀態(tài)為三種狀態(tài): : %100 v r V V S S Sr r50%50%稍濕；稍濕； 50 50S Sr r80%80%很濕；很濕； S Sr r80%80%飽和飽和 氣氣 水水 土粒土粒 msmw m VsVw VV Va 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V 飽和度描述土中孔隙被水充滿的程度，用于評(píng)價(jià)飽和度描述土中孔隙被水充滿的程度，用于評(píng)價(jià) 土體的干濕狀態(tài)土體的干濕狀態(tài) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n四、指標(biāo)間的換算四

21、、指標(biāo)間的換算 氣氣 水水 土粒土粒 dsw Vs1 1+1+e 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V 土的三相指標(biāo)中土的三相指標(biāo)中，土粒相土粒相 對(duì)密度對(duì)密度d ds s ，含水量含水量和和密密 度度是通過試驗(yàn)測(cè)定的，是通過試驗(yàn)測(cè)定的， 可以根據(jù)三個(gè)基本指標(biāo)換可以根據(jù)三個(gè)基本指標(biāo)換 算出其余各指標(biāo)算出其余各指標(biāo) Vv=e dsw ds（1）w 推導(dǎo)：推導(dǎo)： s md (1) 1 s d e 為計(jì)算方便，可令為計(jì)算方便，可令V V 1 1或或 V Vs s1 1 令令V Vs s1 1則則V VV Ve e V V1+1+e e ss md s mmm(1) s d m V (1) 1 s d e 即即 (

22、1) 1 s d e 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 s d m g V (1) (1)(1) s dg e 1 1 sv sat m gV e 1 s dge e () 1 s de e r v V S V s d e m e 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n五、例題分析五、例題分析 n【例】某土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為某土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為100cm3，濕土質(zhì)量為濕土質(zhì)量為 187g，烘干后，干土質(zhì)量為烘干后，干土質(zhì)量為167g。若土粒的相對(duì)密度若土粒的相對(duì)密度 ds為為2.66，求該土樣的含水量，求該土樣的含水量、密度密度、重度重度 、干重干重 度度d 、孔隙比、孔隙比e、飽和重度、飽和重度sat和有效

23、重度和有效重度 【解】解】 100% s m m m V 3 /7 .181087. 1mkNg s d m g V 據(jù)題意據(jù)題意 V V = =100 100cmcm3 3m m = = 187g187gm ms s = = 167g 167g s mmm = =187-167=20g187-167=20g 20 100% 167 11.98% 187 100 3 1.87/g cm 167 10 100 3 16.7/KN m 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n五、例題分析五、例題分析 (1) 1 s d e r v V S V sv sat m gV V 3 /4 .10104 .20mkN

24、wsat 2.66(1 0.1198) 10.593 1.87 或或 由由2.66 s s s m d V 得得 2.66 s s m V 3 167 62.78 2.66 cm 3 20Vcm vs VVV 3 10062.7837.22cm 則則 v s V e V 37.22 0.593 62.78 20 100 37.22 53.7% 3 167 1037.22 10 20.4/ 100 KN m 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 1.3 1.3 土的物理狀態(tài)指標(biāo)土的物理狀態(tài)指標(biāo) n一、無粘性土的密實(shí)度一、無粘性土的密實(shí)度 土的密實(shí)度土的密實(shí)度指單位體積土中固體顆粒的含量。根據(jù)指單位體積土中固

25、體顆粒的含量。根據(jù) 土顆粒含量的多少，天然狀態(tài)下的砂、碎石等處于從緊土顆粒含量的多少，天然狀態(tài)下的砂、碎石等處于從緊 密到松散的不同物理狀態(tài)。無粘性土的密實(shí)度與其工程密到松散的不同物理狀態(tài)。無粘性土的密實(shí)度與其工程 性質(zhì)有著密切關(guān)系性質(zhì)有著密切關(guān)系 無粘性土無粘性土 碎石土碎石土 砂土砂土 密實(shí)度大密實(shí)度大壓縮性低壓縮性低良好的建筑物地基良好的建筑物地基 反之，松散的無粘性土則是軟弱地基反之，松散的無粘性土則是軟弱地基 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.相對(duì)密實(shí)度相對(duì)密實(shí)度Dr minmax max ee ee D r 砂土在天然狀砂土在天然狀 態(tài)下孔隙比態(tài)下孔隙比 砂土在最密實(shí)狀砂土在最密實(shí)狀

26、態(tài)時(shí)的孔隙比態(tài)時(shí)的孔隙比 砂土在最松散狀砂土在最松散狀 態(tài)時(shí)的孔隙態(tài)時(shí)的孔隙 比比 1.孔隙比孔隙比e 天然孔隙比天然孔隙比e可以用來表示砂土的密實(shí)度。對(duì)于同可以用來表示砂土的密實(shí)度。對(duì)于同 一種土，當(dāng)孔隙比小于某一限度時(shí)，處于密實(shí)狀態(tài)。一種土，當(dāng)孔隙比小于某一限度時(shí)，處于密實(shí)狀態(tài)。 孔隙比愈大，土愈松散孔隙比愈大，土愈松散 當(dāng)當(dāng)e e 0.60.950.95時(shí)為松散砂土，強(qiáng)度低，壓縮性高。時(shí)為松散砂土，強(qiáng)度低，壓縮性高。 方法簡(jiǎn)單，但未考慮土體顆粒級(jí)配的影響 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 當(dāng)當(dāng)Dr=0=0時(shí)，時(shí)， e= =emin，表示土處于最疏松狀態(tài)表示土處于最疏松狀態(tài); ;當(dāng)當(dāng) Dr= =1

27、.0時(shí)，時(shí)， e= =emax，表示土體處于最密實(shí)狀態(tài)，表示土體處于最密實(shí)狀態(tài) 3.按動(dòng)力觸探確定無粘性土的密實(shí)度按動(dòng)力觸探確定無粘性土的密實(shí)度 Dr1/3 疏松狀態(tài)疏松狀態(tài) 1/3Dr2/3 中密狀態(tài)中密狀態(tài) 2/3Dr1 密實(shí)狀態(tài)密實(shí)狀態(tài) 天然砂土的密實(shí)度，可按原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù)天然砂土的密實(shí)度，可按原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘擊數(shù) N進(jìn)行評(píng)定。天然碎石土的密實(shí)度，可按原位重型圓錐動(dòng)進(jìn)行評(píng)定。天然碎石土的密實(shí)度，可按原位重型圓錐動(dòng) 力觸探的錘擊數(shù)力觸探的錘擊數(shù)N63.5進(jìn)行評(píng)定進(jìn)行評(píng)定(GB50007-2002) 密實(shí)度密實(shí)度 按按N評(píng)定砂石密實(shí)度評(píng)定砂石密實(shí)度 按按N63.5評(píng)定碎石土密實(shí)

28、度評(píng)定碎石土密實(shí)度 松散松散稍密稍密中密中密密實(shí)密實(shí) N10 N63.55 10N15 5N63.510 15N30 10N63.520 N30 N63.520 因砂土較難采取原 狀土，天然孔隙比 不易測(cè)定 n【例】某砂土試樣某砂土試樣, ,試驗(yàn)測(cè)定土粒相對(duì)密度試驗(yàn)測(cè)定土粒相對(duì)密度ds=2.7, ,含含 水量水量=9.43%, ,天然密度天然密度=1.66/cm3。已知砂樣最密已知砂樣最密 實(shí)狀態(tài)時(shí)稱得干砂質(zhì)量實(shí)狀態(tài)時(shí)稱得干砂質(zhì)量ms1= =1.62kg, ,最疏松狀態(tài)時(shí)稱得最疏松狀態(tài)時(shí)稱得 干砂質(zhì)量干砂質(zhì)量ms2= =1.45kg。求此砂土的相對(duì)密度求此砂土的相對(duì)密度Dr, ,并判斷并判斷

29、砂土所處的密實(shí)狀態(tài)砂土所處的密實(shí)狀態(tài) 【解答】解答】 2.7(1 0.0943) 10.78 1.66 砂土在天然狀態(tài)下的孔隙比砂土在天然狀態(tài)下的孔隙比 砂土最小孔隙比砂土最小孔隙比 3 1.62/g cm min max 10.67 sw d d e 砂土最大孔隙比砂土最大孔隙比 3 1.45 /g cm max min 10.86 sw d d e 42.0 minmax max ee ee D r 相對(duì)密實(shí)度相對(duì)密實(shí)度（1/3,2/31/3,2/3中密狀態(tài)中密狀態(tài) (1) 1 s d e 1 max s d m V 2 min s d m V 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n二、粘性土的稠度

30、二、粘性土的稠度 1.粘性土的稠度狀態(tài)粘性土的稠度狀態(tài) 稠度稠度是指土的軟硬程度或土受外力作用所引起變形或破是指土的軟硬程度或土受外力作用所引起變形或破 壞的抵抗能力壞的抵抗能力, ,是粘性土最主要的物理狀態(tài)特征是粘性土最主要的物理狀態(tài)特征 0 半固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài) 塑限塑限P液限液限L 粘性土由某一種狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)的分界含水量粘性土由某一種狀態(tài)過渡到另一狀態(tài)的分界含水量 稱為土的稱為土的界限含水量界限含水量 液塑限測(cè)定根據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)程液塑限測(cè)定根據(jù)土工試驗(yàn)規(guī)程(SL237-007-1999) 規(guī)定，采用液塑限聯(lián)合測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。規(guī)定，采用液塑限聯(lián)合測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)定。

31、 固態(tài)固態(tài) 縮限縮限s 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 液塑限聯(lián)合測(cè)定儀液塑限聯(lián)合測(cè)定儀 下沉深度為下沉深度為17mm所對(duì)應(yīng)的含水量為液限所對(duì)應(yīng)的含水量為液限; ;下沉深下沉深 度為度為2mm處所對(duì)應(yīng)的含水量為塑限處所對(duì)應(yīng)的含水量為塑限 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)粘性土的塑性指數(shù)和液性指數(shù) 塑性指數(shù)塑性指數(shù)IP是液限和塑限的差值是液限和塑限的差值(省去省去%)，即土處在即土處在 可塑狀態(tài)的含水量變化范圍可塑狀態(tài)的含水量變化范圍 說明：說明：可塑性是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征，而可可塑性是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征，而可 塑性大小是用粘性土處于塑性狀態(tài)的含水量變化范圍塑性

32、大小是用粘性土處于塑性狀態(tài)的含水量變化范圍 來衡量。來衡量。 PLp I 液性指數(shù)液性指數(shù)IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑是粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑 性指數(shù)之比性指數(shù)之比 P P L I I 塑性指數(shù)的大小取決于土顆粒吸附結(jié)合水的能力塑性指數(shù)的大小取決于土顆粒吸附結(jié)合水的能力, ,即與即與 土中粘粒含量有關(guān)。粘粒含量越多土中粘粒含量有關(guān)。粘粒含量越多, ,塑性指數(shù)就越高塑性指數(shù)就越高 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 說明：說明：液性指數(shù)表征土的天然含水量與界限含水量間液性指數(shù)表征土的天然含水量與界限含水量間 的相對(duì)關(guān)系。當(dāng)?shù)南鄬?duì)關(guān)系。當(dāng)IL0時(shí)時(shí), ,P, ,土處于堅(jiān)硬狀態(tài)土處于堅(jiān)

33、硬狀態(tài); ;當(dāng)當(dāng)IL 1時(shí)時(shí), ,L, ,土處于流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)土處于流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)IL值可以直接判值可以直接判 定土的軟硬狀態(tài)定土的軟硬狀態(tài) 狀態(tài)狀態(tài) 液性指數(shù)液性指數(shù) 堅(jiān)硬堅(jiān)硬硬塑硬塑可塑可塑軟塑軟塑流塑流塑 IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 1.4 1.4 土（巖）的工程分類土（巖）的工程分類 n一、分類的目的和原則一、分類的目的和原則 土的分類體系就是根據(jù)土的工程性質(zhì)差異將土劃分土的分類體系就是根據(jù)土的工程性質(zhì)差異將土劃分 成一定的類別，目的在于通過通用的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，便于在成一定的類別，目的在于通過通用的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，便于在 不同土類間作有

34、價(jià)值的比較、評(píng)價(jià)、積累以及學(xué)術(shù)與經(jīng)不同土類間作有價(jià)值的比較、評(píng)價(jià)、積累以及學(xué)術(shù)與經(jīng) 驗(yàn)的交流驗(yàn)的交流 分類原則：分類原則： 1.分類要簡(jiǎn)明，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，分類要簡(jiǎn)明，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)， 又要測(cè)定方法簡(jiǎn)單，使用方便又要測(cè)定方法簡(jiǎn)單，使用方便 2.土的分類體系所采用的指標(biāo)要在一定程度上反映不土的分類體系所采用的指標(biāo)要在一定程度上反映不 同類工程用土的不同特性同類工程用土的不同特性 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n二、分類體系與方法二、分類體系與方法 分類體系：分類體系： 1.建筑工程系統(tǒng)分類體系建筑工程系統(tǒng)分類體系 2.工程材料系統(tǒng)分類體系工程材料系統(tǒng)分類體系 側(cè)重把土

35、作為建筑地基和環(huán)境，研究對(duì)象為原狀土，側(cè)重把土作為建筑地基和環(huán)境，研究對(duì)象為原狀土， 例如：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范例如：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50007-2002)地地 基土分類方法基土分類方法 側(cè)重把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土地基側(cè)重把土作為建筑材料，用于路堤、土壩和填土地基 工程。研究對(duì)象為擾動(dòng)土，例如：土的分類標(biāo)準(zhǔn)工程。研究對(duì)象為擾動(dòng)土，例如：土的分類標(biāo)準(zhǔn) (GBJ145-90)工程用土的分類和公路土工試驗(yàn)規(guī)程工程用土的分類和公路土工試驗(yàn)規(guī)程 (JTJ051-93)土的工程分類土的工程分類 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 分類方法分類方法： 1.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

36、規(guī)范(GB500072002) 根據(jù)土粒大小、粒組的土粒含量或土的塑性指數(shù)把根據(jù)土粒大小、粒組的土粒含量或土的塑性指數(shù)把 地基土（巖）分為巖石、碎石土、砂土、粉土和粘性地基土（巖）分為巖石、碎石土、砂土、粉土和粘性 土五大類土五大類 a.巖石的分類巖石的分類 顆粒間牢固粘結(jié)顆粒間牢固粘結(jié), ,呈整體或具有節(jié)理隙的巖體稱為巖呈整體或具有節(jié)理隙的巖體稱為巖 石，堅(jiān)硬程度可根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度石，堅(jiān)硬程度可根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度frk分類分類 堅(jiān)硬程度類別堅(jiān)硬程度類別 飽和單軸抗壓飽和單軸抗壓 強(qiáng)度強(qiáng)度frk(Mpa) 堅(jiān)硬巖堅(jiān)硬巖較硬巖較硬巖較軟巖較軟巖軟巖軟巖極軟巖極軟巖 30frk6

37、0frk6015frk305frk15frk5 b.碎石土的分類碎石土的分類 粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50%的土稱為碎石土的土稱為碎石土 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 c.砂土的分類砂土的分類 粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的顆粒含量不超過全重50%的土，且粒的土，且粒 徑大于徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50%的土稱為砂土的土稱為砂土 土的名稱土的名稱 漂石漂石 塊石塊石 卵石卵石 碎石碎石 圓礫圓礫 角礫角礫 顆粒形狀顆粒形狀 圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主 棱角形為主棱角形為主 圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主 棱角形

38、為主棱角形為主 圓形及亞圓形為主圓形及亞圓形為主 棱角形為主棱角形為主 顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配 粒徑大于粒徑大于200mm的顆粒的顆粒 含量超過全重含量超過全重50 粒徑大于粒徑大于20mm的顆粒的顆粒 含量超過全重含量超過全重50 粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒含的顆粒含 量超過全重量超過全重50 注：注：定名時(shí)應(yīng)根據(jù)顆粒級(jí)配由大到小以最先符合者確定定名時(shí)應(yīng)根據(jù)顆粒級(jí)配由大到小以最先符合者確定 碎石土的分類碎石土的分類 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 d.粉土的分類粉土的分類 粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50%，塑性，塑性 指數(shù)指數(shù)IP10的土稱為粉土的土稱為粉土 土

39、的名稱土的名稱 礫砂礫砂 粗砂粗砂 中砂中砂 細(xì)砂細(xì)砂 粉砂粉砂 顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配 粒徑大于粒徑大于2mm的顆粒含量占全重的顆粒含量占全重2550 注：注：定名時(shí)應(yīng)根據(jù)顆粒級(jí)配由大到小以最先符合者確定定名時(shí)應(yīng)根據(jù)顆粒級(jí)配由大到小以最先符合者確定 粒徑大于粒徑大于0.5mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50 粒徑大于粒徑大于0.25mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50 粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重85 粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的顆粒含量超過全重50 砂土的分類砂土的分類 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 e.粘性土的分類粘性土的

40、分類 粒徑大于粒徑大于0.075mm的顆粒含的顆粒含 量不超過全重量不超過全重50%，塑性指數(shù)，塑性指數(shù)IP 10的土稱為粘性土，粘性土根的土稱為粘性土，粘性土根 據(jù)塑性指數(shù)細(xì)分據(jù)塑性指數(shù)細(xì)分 土的名稱土的名稱 粘土粘土 粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土 塑性指數(shù)塑性指數(shù) 注：注：塑性指數(shù)由相應(yīng)于塑性指數(shù)由相應(yīng)于76g圓圓 錐體沉入土樣中深度為錐體沉入土樣中深度為10mm 測(cè)定的液限計(jì)算而得測(cè)定的液限計(jì)算而得 IP17 10IP17 f.人工填土的分類人工填土的分類 由于人類活動(dòng)而形成的堆積物稱為人工填土。物質(zhì)由于人類活動(dòng)而形成的堆積物稱為人工填土。物質(zhì) 成分較雜亂成分較雜亂, ,均勻性較差，根據(jù)其物質(zhì)組成和

41、成因均勻性較差，根據(jù)其物質(zhì)組成和成因, ,可可 分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土和沖填土。分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土和沖填土。 2.土的分類標(biāo)準(zhǔn)土的分類標(biāo)準(zhǔn)(GBJ145 90) 根據(jù)各粒組的相對(duì)含量把土分為巨粒土、含巨粒土、根據(jù)各粒組的相對(duì)含量把土分為巨粒土、含巨粒土、 粗粒土和細(xì)粒土四大類。粗粒土和細(xì)粒土四大類。 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 a.巨粒土和含巨粒土的分類巨粒土和含巨粒土的分類 巨粒土和含巨粒土按土中粒徑大于巨粒土和含巨粒土按土中粒徑大于60mm的巨粒含的巨粒含 量區(qū)分。若土中巨粒含量多于量區(qū)分。若土中巨粒含量多于50%, ,屬于巨粒土；若土屬于巨粒土；若土 中巨粒含量在中巨粒含量

42、在15%50%之間，屬于含巨粒土。之間，屬于含巨粒土。 b.粗粒土的分類粗粒土的分類 巨粒含量少于巨粒含量少于15%，剔除巨粒后，若土中粒徑大于，剔除巨粒后，若土中粒徑大于 0.075mm的粗粒含量多于余土的的粗粒含量多于余土的50%，屬于粗粒土。，屬于粗粒土。 粗粒土分為礫類土和砂類土兩類。粗粒土分為礫類土和砂類土兩類。 c.細(xì)粒土的分類細(xì)粒土的分類 土中粒徑小于土中粒徑小于0.075mm的細(xì)粒含量多于或等于的細(xì)粒含量多于或等于50%， 且粗粒含量少于且粗粒含量少于25%的土屬于細(xì)粒土。的土屬于細(xì)粒土。 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 圖中液限為圖中液限為 17mm液限液限 細(xì)粒土按塑性圖進(jìn)行細(xì)分

43、細(xì)粒土按塑性圖進(jìn)行細(xì)分 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n三、例題分析三、例題分析 n【例】下圖為某三種土下圖為某三種土A、B、C的顆粒級(jí)配曲線的顆粒級(jí)配曲線, , 試按地基規(guī)范分類法確定三種土的名稱試按地基規(guī)范分類法確定三種土的名稱 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 【解答】解答】 A土土: :從從A土級(jí)配曲線查得土級(jí)配曲線查得, ,粒徑小于粒徑小于2mm的占總土質(zhì)的占總土質(zhì) 量的量的67%、粒徑小于、粒徑小于0.075mm占總土質(zhì)量的占總土質(zhì)量的21%, ,滿足滿足 粒徑大于粒徑大于2mm的不超過的不超過50%, ,粒徑大于粒徑大于0.075mm的超過的超過 50%的要求的要求, ,該土屬于砂土；該土屬

44、于砂土； 又由于粒徑大于又由于粒徑大于2mm的占總土質(zhì)量的的占總土質(zhì)量的33%, ,滿足粒徑滿足粒徑 大于大于2mm占總土質(zhì)量占總土質(zhì)量25%50%的要求的要求, ,故此土應(yīng)命故此土應(yīng)命 名為礫土名為礫土 B土土: :粒徑大于粒徑大于2mm的沒有的沒有, ,粒徑大于粒徑大于0.075mm占總土占總土 質(zhì)量的質(zhì)量的52%, ,屬于砂土。按砂土分類表分類屬于砂土。按砂土分類表分類, ,此土應(yīng)命此土應(yīng)命 名為粉砂名為粉砂 C土土: :粒徑大于粒徑大于2mm的占總土質(zhì)量的的占總土質(zhì)量的67%, ,粒徑大于粒徑大于 20mm的占總土質(zhì)量的的占總土質(zhì)量的13%, ,按碎石土分類表可得按碎石土分類表可得,

45、,該土該土 應(yīng)命名為圓礫或角礫應(yīng)命名為圓礫或角礫 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 1.1.5 5 土的壓實(shí)性土的壓實(shí)性 n一、土的擊實(shí)試驗(yàn)一、土的擊實(shí)試驗(yàn) 在試驗(yàn)室內(nèi)通過擊實(shí)試驗(yàn)研究土的壓實(shí)性。擊實(shí)試驗(yàn)有在試驗(yàn)室內(nèi)通過擊實(shí)試驗(yàn)研究土的壓實(shí)性。擊實(shí)試驗(yàn)有 輕型和重型兩種。輕型和重型兩種。 擊實(shí)筒擊實(shí)筒 護(hù)筒護(hù)筒 擊錘擊錘 導(dǎo)筒導(dǎo)筒 輕型擊實(shí)試驗(yàn)輕型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于適用于粒徑小于 5mm的土，擊實(shí)筒容積為的土，擊實(shí)筒容積為947cm3， 擊錘質(zhì)量為擊錘質(zhì)量為2.5kg。把制備成一定把制備成一定 含水量的土料分三層裝入擊實(shí)筒，含水量的土料分三層裝入擊實(shí)筒， 每層土料用擊錘均勻錘擊每層土料用擊錘均勻錘

46、擊25下，下， 擊錘落高為擊錘落高為30.5cm 重型擊實(shí)試驗(yàn)重型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于適用于粒徑小于40mm的土，擊實(shí)筒容積為的土，擊實(shí)筒容積為 2104cm3，擊錘質(zhì)量為擊錘質(zhì)量為4.5kg，擊錘落高為擊錘落高為45.7cm 。分五層擊分五層擊 實(shí)，每層實(shí)，每層56擊。根據(jù)擊實(shí)后土樣的密度和實(shí)測(cè)含水量計(jì)算相應(yīng)擊。根據(jù)擊實(shí)后土樣的密度和實(shí)測(cè)含水量計(jì)算相應(yīng) 的干密度。的干密度。 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 n二、填土的擊實(shí)特性二、填土的擊實(shí)特性 影響土壓實(shí)性的因素很多，主要有含水量、擊實(shí)功影響土壓實(shí)性的因素很多，主要有含水量、擊實(shí)功 能、土的種類和級(jí)配等能、土的種類和級(jí)配等 1.含水量的影響含水

47、量的影響 dmax d 0 op 當(dāng)含水率較低時(shí)，擊實(shí)后當(dāng)含水率較低時(shí)，擊實(shí)后 的干密度隨含水量的增加的干密度隨含水量的增加 而增大。而當(dāng)干密度增大而增大。而當(dāng)干密度增大 到某一值后，含水量的繼到某一值后，含水量的繼 續(xù)增加反招致干密度的減續(xù)增加反招致干密度的減 小。干密度的這一最大值小。干密度的這一最大值 稱為稱為該擊數(shù)下該擊數(shù)下的的最大干密最大干密 度度，與它對(duì)應(yīng)的含水量稱，與它對(duì)應(yīng)的含水量稱 為為最優(yōu)含水量最優(yōu)含水量 說明：說明：當(dāng)擊數(shù)一定時(shí)，只有在某一含水量下才獲得最佳的擊當(dāng)擊數(shù)一定時(shí)，只有在某一含水量下才獲得最佳的擊 實(shí)效果、實(shí)效果、 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.擊實(shí)功能的影響擊實(shí)

48、功能的影響 說明：說明：填料的含水率過高或過低都是不利的。含水率過低，填填料的含水率過高或過低都是不利的。含水率過低，填 土遇水后容易引起濕陷；過高又將惡化填土的其他力學(xué)性質(zhì)。土遇水后容易引起濕陷；過高又將惡化填土的其他力學(xué)性質(zhì)。 因此，在實(shí)際施工中填土的含水率控制得當(dāng)與否，不僅涉及到因此，在實(shí)際施工中填土的含水率控制得當(dāng)與否，不僅涉及到 經(jīng)濟(jì)效益，而且影響到工程質(zhì)量經(jīng)濟(jì)效益，而且影響到工程質(zhì)量 0 d 擊數(shù)擊數(shù) 40 30 20 飽和線飽和線 1.土料的土料的最大干密度最大干密度和和最優(yōu)最優(yōu) 含水量含水量不是常數(shù)不是常數(shù)。最大干密。最大干密 度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大,

49、 , 最優(yōu)含水量逐漸減小。然而，最優(yōu)含水量逐漸減小。然而， 這種變化速率是遞減的。同這種變化速率是遞減的。同 時(shí)，光憑增加擊實(shí)功能來提時(shí)，光憑增加擊實(shí)功能來提 高土的最大干密度是有限的高土的最大干密度是有限的 2.當(dāng)含水量較低時(shí)擊數(shù)的影當(dāng)含水量較低時(shí)擊數(shù)的影 響較顯著。當(dāng)含水量較高時(shí)，響較顯著。當(dāng)含水量較高時(shí)， 含水量與干密度關(guān)系曲線趨含水量與干密度關(guān)系曲線趨 近于飽和線，這時(shí)提高擊實(shí)近于飽和線，這時(shí)提高擊實(shí) 功能是無效的功能是無效的 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 3.土類和級(jí)配的影響土類和級(jí)配的影響 擊實(shí)試驗(yàn)表明，在相同擊實(shí)功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑擊實(shí)試驗(yàn)表明，在相同擊實(shí)功能下，粘性土粘粒

50、含量愈高或塑 性指數(shù)愈大，壓實(shí)愈困難，最大干密度愈小，最優(yōu)含水量愈大。性指數(shù)愈大，壓實(shí)愈困難，最大干密度愈小，最優(yōu)含水量愈大。 無粘性土的擊實(shí)曲線和粘無粘性土的擊實(shí)曲線和粘 性土擊實(shí)曲線不同，在含性土擊實(shí)曲線不同，在含 水量較大時(shí)得到較高的干水量較大時(shí)得到較高的干 密度，因此在無粘性土實(shí)密度，因此在無粘性土實(shí) 際填筑中，通常要不斷灑際填筑中，通常要不斷灑 水使其在較高的含水量下水使其在較高的含水量下 壓實(shí)。壓實(shí)。 d 0 無粘性土的擊實(shí)曲線無粘性土的擊實(shí)曲線 說明：說明：土的級(jí)配對(duì)土的壓實(shí)性影響很大。級(jí)配良好的土，易土的級(jí)配對(duì)土的壓實(shí)性影響很大。級(jí)配良好的土，易 于壓實(shí)，級(jí)配不良的土，不易壓實(shí)

51、，因?yàn)榧?jí)配良好的土有足夠于壓實(shí)，級(jí)配不良的土，不易壓實(shí)，因?yàn)榧?jí)配良好的土有足夠 的細(xì)粒去充填較粗粒形成的孔隙，因而能獲得較高的干密度的細(xì)粒去充填較粗粒形成的孔隙，因而能獲得較高的干密度 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 1.1 1.1 土的組成及其結(jié)構(gòu)與構(gòu)造土的組成及其結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 n一、土的固相一、土的固相 土粒的大小、相關(guān)礦物成分以及大小搭配情況土粒的大小、相關(guān)礦物成分以及大小搭配情況 對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯影響對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯影響 1.土的顆粒級(jí)配（粒度成分）土的顆粒級(jí)配（粒度成分） 工程上將各種不同的土粒按其粒徑范圍，工程上將各種不同的土粒按其粒徑范圍，劃分為劃分為 若干粒組若干粒組，

52、為了表示土粒的大小及組成情況，通，為了表示土粒的大小及組成情況，通 常以土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量（即各粒組占土粒常以土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量（即各粒組占土粒 總量的百分?jǐn)?shù)）來表示，稱為總量的百分?jǐn)?shù)）來表示，稱為土的顆粒級(jí)配土的顆粒級(jí)配 試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法 篩分法：篩分法：適用于適用于0.075mmd60mm 比重計(jì)法比重計(jì)法: :適用于適用于d0.075mm 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.土粒的礦物成分土粒的礦物成分 礦物成分取決于礦物成分取決于母巖的礦物成分母巖的礦物成分和和風(fēng)化作用風(fēng)化作用 原生礦物：原生礦物：由巖石經(jīng)過物理風(fēng)化形成，其礦物成分由巖石經(jīng)過物理風(fēng)化形成，其礦物成分 與母巖相同與母巖

53、相同 次生礦物：次生礦物：巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后所形成的新的礦物，巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后所形成的新的礦物， 其成分與母巖不相同其成分與母巖不相同 例：例：石英、云母、長(zhǎng)石等石英、云母、長(zhǎng)石等 特征：特征：礦物成分的性質(zhì)較穩(wěn)定，由其組成的土具礦物成分的性質(zhì)較穩(wěn)定，由其組成的土具 有無粘性、透水性較大、壓縮性較低的特點(diǎn)有無粘性、透水性較大、壓縮性較低的特點(diǎn) 例：例：粘土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石等粘土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石等 特征：特征：性質(zhì)較不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的親水性，遇水性質(zhì)較不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的親水性，遇水 易膨脹的特點(diǎn)易膨脹的特點(diǎn) 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 2.土粒相對(duì)密度土粒相對(duì)密度ds（土粒比

54、重）（土粒比重）： 土粒質(zhì)量與同體積的土粒質(zhì)量與同體積的4時(shí)純水時(shí)純水 的質(zhì)量之比的質(zhì)量之比 ss s s m d V 土粒相對(duì)密度變化范圍不大土粒相對(duì)密度變化范圍不大, ,土中有機(jī)質(zhì)含量增加，土粒相對(duì)密土中有機(jī)質(zhì)含量增加，土粒相對(duì)密 度減小度減小 氣氣 水水 土粒土粒 msmw m VsVw V Va 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V 無量綱無量綱 土的名稱土的名稱 d ds s 砂土砂土 粉土粉土 粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土 粘土粘土 泥炭泥炭 2.652.69 2.702.71 2.722.73 2.742.76 1.51.8 地基基礎(chǔ)工程地基基礎(chǔ)工程 氣氣 水水 土粒土粒 msmw m VsVw V Va 質(zhì)量質(zhì)量m 體積體積V3.土的含水量土的含水量：土中水的土中水的 質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分 數(shù)表示數(shù)表示 100% s m m 土的含水量是標(biāo)志土含水程度的一個(gè)重要