第5講土的物理特征指標(biāo)

1、 ：用孔隙比用孔隙比e作為劃分密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，作為劃分密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，e值越小，土越密實(shí)。值越小，土越密實(shí)。 密實(shí)度土名密 實(shí)中 密稍 密松 散礫砂、粗、中砂e0.60.6e0.750.75e0.85e0.85細(xì)砂、粉砂e0.70.7e0.850.85e0.95e0.95 對于砂、卵石、礫石等無粘性土，屬單粒結(jié)構(gòu)，最主要的物理特性指對于砂、卵石、礫石等無粘性土，屬單粒結(jié)構(gòu)，最主要的物理特性指標(biāo)就是密實(shí)度。標(biāo)就是密實(shí)度。 密實(shí)度的評價方法有三種：密實(shí)度的評價方法有三種：用孔隙比確定砂土的密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)如下：用孔隙比確定砂土的密實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)如下：2、minmaxmaxrDeeee式中：式中：e天然孔隙比；天然

2、孔隙比； emax最疏松狀態(tài)下的孔隙比，即最大孔隙比；最疏松狀態(tài)下的孔隙比，即最大孔隙比； emin最密實(shí)狀態(tài)下的孔隙比，即最小孔隙比。最密實(shí)狀態(tài)下的孔隙比，即最小孔隙比。Dr01，Dr值越大，土越密實(shí)。則：值越大，土越密實(shí)。則：0Dr0.33 松散狀態(tài)；松散狀態(tài)；0.33Dr0.67 中密狀態(tài)；中密狀態(tài)；0.67Dr1 密實(shí)狀態(tài)。密實(shí)狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：計入土的級配因素，理論上比較優(yōu)點(diǎn)：計入土的級配因素，理論上比較 完善。完善。缺點(diǎn)：天然孔隙比難以獲取，且缺點(diǎn)：天然孔隙比難以獲取，且emax,emin 的測定受人為的測定受人為的影響較大。的影響較大。3.3.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)評價砂土的密實(shí)度：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

3、評價砂土的密實(shí)度： 用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)捶擊數(shù)N作為劃分砂土密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是一種現(xiàn)場原位測試方法，是將標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入土中一定距離（30cm）所需落錘次數(shù)（標(biāo)貫擊數(shù)），記為N，該值反映了土的密實(shí)度的大小。該值越大，土越密實(shí) 土根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的錘數(shù)N分為：松散、稍密、中密、密實(shí)松散、稍密、中密、密實(shí)四種。四種。即： N10 10N15 15N30 N30 松散 稍密 中密 密實(shí)二、粘性土的稠度二、粘性土的稠度( (物理特征物理特征 ) )粘性土的物理特征：粘性土的物理特征： 液限、塑限、縮限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、液限、塑限、縮限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、靈敏度靈敏度粘性土：粘性土：是指具有可塑

4、狀態(tài)性質(zhì)的土，它們在外力的作用下，可是指具有可塑狀態(tài)性質(zhì)的土，它們在外力的作用下，可塑成任何形狀而不開裂，當(dāng)外力去掉后，仍可保持原形狀不變，塑成任何形狀而不開裂，當(dāng)外力去掉后，仍可保持原形狀不變，土的這種性質(zhì)稱為可塑性。土的這種性質(zhì)稱為可塑性。粘性土的稠度粘性土的稠度:是指是指。1 含水量的大小對粘性土的工程性質(zhì)要產(chǎn)生極大的影響，隨著含水量的大小對粘性土的工程性質(zhì)要產(chǎn)生極大的影響，隨著含水量的增加，粘性土的強(qiáng)度要降低，壓縮性要提高。含水量的增加，粘性土的強(qiáng)度要降低，壓縮性要提高。粘性土隨著含水量的增加，將由固態(tài)粘性土隨著含水量的增加，將由固態(tài)半固態(tài)半固態(tài)可塑狀態(tài)可塑狀態(tài)流動流動狀態(tài)，如下圖所示

5、。狀態(tài)，如下圖所示。含 強(qiáng) 結(jié) 合含 強(qiáng) 結(jié) 合水水 含強(qiáng)結(jié)合水含強(qiáng)結(jié)合水及部分弱結(jié)及部分弱結(jié)合合 水水 含結(jié)合水含結(jié)合水及少部分自及少部分自由由 水水含大量自由含大量自由 水水流動狀態(tài)流動狀態(tài)：當(dāng)粘土中水較多、土粒完全被水隔開時，土成泥漿狀，：當(dāng)粘土中水較多、土粒完全被水隔開時，土成泥漿狀，可流動。這時土的抗剪強(qiáng)度極低?？闪鲃?。這時土的抗剪強(qiáng)度極低?？伤軤顟B(tài)可塑狀態(tài)：在外力作用下可塑成任何形狀而不發(fā)生裂縫，當(dāng)外力移：在外力作用下可塑成任何形狀而不發(fā)生裂縫，當(dāng)外力移去后能保持既得形狀，不回彈也不坍塌，粘性土的這種特性稱為去后能保持既得形狀，不回彈也不坍塌，粘性土的這種特性稱為可塑性，相應(yīng)的狀態(tài)

6、為可塑狀態(tài)。此時土有很小的抗剪強(qiáng)度?？伤苄?，相應(yīng)的狀態(tài)為可塑狀態(tài)。此時土有很小的抗剪強(qiáng)度。 處于固態(tài)的土，基本上只含強(qiáng)結(jié)合水；處于半固態(tài)的土，含強(qiáng)處于固態(tài)的土，基本上只含強(qiáng)結(jié)合水；處于半固態(tài)的土，含強(qiáng)結(jié)合水及部分弱結(jié)合水；處于塑性狀態(tài)的粘性土含有結(jié)合水和少部結(jié)合水及部分弱結(jié)合水；處于塑性狀態(tài)的粘性土含有結(jié)合水和少部分自由水；處于流動狀態(tài)的粘性土含有大量的自由水。分自由水；處于流動狀態(tài)的粘性土含有大量的自由水。半固態(tài)：半固態(tài)：當(dāng)含水量繼續(xù)減少時，土體因水份減少而發(fā)生體積收縮，當(dāng)含水量繼續(xù)減少時，土體因水份減少而發(fā)生體積收縮，稱為半固態(tài)。稱為半固態(tài)。固態(tài)：固態(tài)：當(dāng)含水量進(jìn)一步減少，但其體積不再收縮

7、時，粘土處于固當(dāng)含水量進(jìn)一步減少，但其體積不再收縮時，粘土處于固態(tài)。態(tài)。:粘性土體由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時的分界粘性土體由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時的分界含水量稱為界限含水量含水量稱為界限含水量。界限含水量分為界限含水量分為:縮限含水量縮限含水量、塑限含水量、液塑限含水量、液(流流)限含水量、粘限限含水量、粘限含水量、浮限含水量五種含水量、浮限含水量五種。土由流動狀態(tài)變成可塑狀態(tài)的界限含水量稱為液土由流動狀態(tài)變成可塑狀態(tài)的界限含水量稱為液(流流)限含水量限含水量,簡稱簡稱液限，用液限，用WL表示；表示；土由可塑狀態(tài)變化到半固態(tài)的界限含稱為塑限，用土由可塑狀態(tài)變化到半固態(tài)的界限含稱為塑限，用WP

8、表示；表示；土由半固態(tài)到固態(tài)的界限含水量稱為縮限，用土由半固態(tài)到固態(tài)的界限含水量稱為縮限，用WS表示。塑限表示。塑限WP和和液限液限WL在國際上稱為阿太堡界限，來源于土壤學(xué)，后來應(yīng)用于土木在國際上稱為阿太堡界限，來源于土壤學(xué)，后來應(yīng)用于土木工程。工程。 76g300，高，高25mm 我國用錐式液限儀來測定，如圖所示。我國用錐式液限儀來測定，如圖所示。 將調(diào)成濃糊狀的試樣裝滿盛土杯，刮平杯口面，手握手柄將76g圓錐體輕放于試樣之上，使其在自重作用下緩慢下沉。如經(jīng)過5s圓錐沉入深度恰好為10mm時，該試祥的含水量即為液限WL值。1 1液限液限W WL L的測定的測定 若錐體入土深度大于10mm，說

9、明土樣的含水量高于液限；若錐體入土深度小于10mm，說明土樣的含水量低于液限。需重新調(diào)配試樣，直到合格為止。 對于合格的試樣，利用烘干法測定其含水量，即為液限WL。76g300，高，高25mm2.塑限塑限WP的測定的測定 用“搓條法”測定，將調(diào)配好的試樣，用手先搓成直徑小于10mm的小園球，然后用手撐放在毛玻璃板上搓成小土條，若土條搓至直徑為3mm時正好斷裂或出現(xiàn)較多裂縫，這時土樣的含水量就是塑限。若土條搓至直徑3mm時仍未斷裂，說明試樣含水量高于塑限；如土條過早斷裂，說明土樣含水量低于塑限。在這種情況下，都需重新調(diào)配試樣直到合格為止。然后，將合格的試樣稱取15g，用”烘干法”測定含水量，即得

10、塑限WP。Ip17為粘土為粘土; 10Ip17為粉質(zhì)粘土為粉質(zhì)粘土; Ip10為粉土為粉土 塑性指數(shù)：塑性指數(shù)：液限液限WL與塑限與塑限WP的差值，即的差值，即 IP = WLWP習(xí)慣用不帶的數(shù)值表示。習(xí)慣用不帶的數(shù)值表示。 塑性指數(shù)的大小，反映了土處于可塑狀態(tài)的含水量變化范圍。IP值越大，土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍也越大。而土處于可塑狀態(tài)時，土中水是結(jié)合水和小部分自由水。 因此，IP的大小與土中結(jié)合水的含量有明顯的關(guān)系，也就是與土顆粒大小有關(guān)，土粒越細(xì)，粘粒越多，其比表面積越大，結(jié)合水含量越高，IP值也就越大。2.液性指數(shù)IL: 它是粘性土的天然含水量和塑限之差與塑性指數(shù)的比值，記為IL則：ppplpIwwwwwwLI式中：式中：W-土的天然含水量。土的天然含水量。由上式可見：當(dāng)由上式可見：當(dāng)WWP時，時，IL WL時，時，IL 1，土處于流動狀態(tài)。，土處于流動狀態(tài)。由此可見，液性指數(shù)由此可見，液性指數(shù)IL的大小反映了粘性土的軟硬程度。的大小反映了粘性土的軟硬程度。IL越大，土越軟。越大，土越軟。 規(guī)范根據(jù)液性指數(shù)將粘性土劃分為