1.土的物理性質(zhì)及工程分類(lèi)

1、第一節(jié)土的組成與土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造【基本內(nèi)容】土=土粒（固相）+水（液相）+空氣（氣相）一、土的固體顆粒土粒的大小、形狀、礦物成分和級(jí)配對(duì)土的物理性質(zhì)有明顯影響。土的顆粒級(jí)配粒組的概念：各粒組的界限粒徑：200mm,20mm,2mm,0.075mm,0.005mm確定各粒組相對(duì)含量的方法顆粒八析試驗(yàn)f篩分法d0.075mm顆粒刀析試驗(yàn)比重計(jì)法d0.075mm1試驗(yàn)成果顆粒級(jí)配曲線(xiàn)課堂討論】為什么土的級(jí)配曲線(xiàn)用半對(duì)數(shù)坐標(biāo)？級(jí)配曲線(xiàn)的特點(diǎn)：f縱坐標(biāo)小于某粒徑的土質(zhì)量含量（）橫坐標(biāo)一對(duì)數(shù)坐標(biāo)一士粒粒徑（mm）半對(duì)數(shù)坐標(biāo)判別土體級(jí)配好壞的指標(biāo)不均勻系數(shù)C=d60ud10d2曲率系數(shù)C二厶cdd60102當(dāng)同

2、時(shí)滿(mǎn)足C5,C=13時(shí)，土的級(jí)配良好，否則，級(jí)配不良。ucf原生礦物次生礦物土粒的礦物成分二、土中水自由水f強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水對(duì)土性質(zhì)影響大f毛細(xì)水受重力和表面張力作用重力水受重力作用自由流動(dòng)三、土中氣體f非封閉氣體封閉氣體對(duì)土的性質(zhì)影響大單粒結(jié)構(gòu)常見(jiàn)于砂土、碎石土四、土的結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)以粉粒為主的土絮狀結(jié)構(gòu)是粘性土的主要結(jié)構(gòu)形式五、土的構(gòu)造f層理構(gòu)造裂隙構(gòu)造標(biāo)。第二節(jié)土的物理性質(zhì)指標(biāo)【基本內(nèi)容】反映著土的物理狀態(tài),如干濕軟硬松密等。表示土的三相組成比例關(guān)系的指標(biāo),統(tǒng)稱(chēng)為土的三相比例指、土的三相圖質(zhì)量加體積V1氣p水pjC土的三相圖【注意】土的三相圖只是理想化地把土體中的三相分開(kāi)，并不表示實(shí)際土體

3、三相所占的比例。二、物理性質(zhì)指標(biāo)1基本指標(biāo)土的物理性質(zhì)指標(biāo)中有三個(gè)基本指標(biāo)可直接通過(guò)土工試驗(yàn)測(cè)定,亦稱(chēng)直接測(cè)定指標(biāo)。m土的密度P或土的天然重度Y:P=V，（kg/m3）Y=Pg,（kN/m3）。試驗(yàn)測(cè)定方法：環(huán)刀法土粒相對(duì)密度（土粒比重）G：土粒相對(duì)密度定義為土粒的質(zhì)量與同體積4oC純水的質(zhì)量之比。SmGs=，無(wú)量綱。sVPS&試驗(yàn)測(cè)定方法：比重瓶法2【課堂討論】相對(duì)密度（比重）與天然密度（重度）的區(qū)別注意：從公式可以看出，對(duì)于同一種土，在不同的狀態(tài)（重度、含水量）下，其比重不變；土的含水量一土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示：w=mx100%ms試驗(yàn)測(cè)定方法：烘干法【討論】含水量能否超

4、過(guò)100？從公式可以看出，含水量可以超出100。2間接指標(biāo)（導(dǎo)出指標(biāo)）測(cè)出上述三個(gè)基本試驗(yàn)指標(biāo)后，就可根據(jù)圖1-9所示的三相圖，計(jì)算出三相組成各自的體積上和質(zhì)量上的含量，并由此確定其它的物理性質(zhì)指標(biāo)，即導(dǎo)出指標(biāo)。V孔隙比一一孔隙比為土中孔隙何種與土粒體積之比，用小數(shù)表示：e=vvs孔隙比是評(píng)價(jià)土的密實(shí)程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)。V孔隙率土中孔隙體積與土的總體積之比：n=VV100%孔隙率亦可用來(lái)表示同一種土的松、密程度。飽和度土中所含水分的體積與孔隙體積之比,飽和度可描述土體中孔隙被水充滿(mǎn)的程度：S=Vx100%rVv顯然,干土的飽和度Sr=0,當(dāng)土被完全飽和狀態(tài)時(shí)Sr=100%。砂土根據(jù)飽和度可

5、劃分為下列三種濕潤(rùn)狀態(tài)：S50%稍濕，50%S80%飽和。rrr【討論】孔隙比、孔隙率、飽和度能否超過(guò)1或100%？飽和密度和飽和重度m+Vp飽和密度Psat為土體中隙完全被水充滿(mǎn)時(shí)的土的密度：Psat=S/,(kg/m3)。飽和重度：Ysat=psatg,(kN/m3)。干密度和干重度m干密度單位體積中土粒的質(zhì)量：pd=，(kg/m3)。干重度單位體積中土粒的重量：Yd=Pdg，(kN/m3)。,mg-VY有效重度(浮重度)Y二sV匚型,(kN/m3)。同樣條件下，上述幾種重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：YsatYYdYsaP+Y3指標(biāo)間的相互換算已知：P(Y),G,oe,n,S,p(Y),p(y)

6、,丫等的表達(dá)式。srsatsatdd推導(dǎo)間接指標(biāo)的關(guān)鍵在于：熟悉各個(gè)指標(biāo)的定義及其表達(dá)式,能熟練利用土的三相簡(jiǎn)圖。推導(dǎo)公式主要步驟：利用VS作為未知數(shù)，將土的三相圖中的各相物質(zhì)的質(zhì)量用p(Y),Gs,o和VS表示出來(lái)，填在圖中;先將孔隙比e的表達(dá)式求出來(lái)，然后將其它指標(biāo)用P(Y)，Gs,o和e來(lái)表達(dá)。m依上圖，將m=(1+o)GVp和V=(1+e)V代入p=中可得:ssoseP(1+o)GspoGP=匚Pd1+G+eY=sy，*sati+e*w注意：此時(shí)e已是“已知”的指標(biāo)。根據(jù)各間接指標(biāo)的定義，利用三相簡(jiǎn)圖可求得Ppd=d1+w(G+e)P=sPsat1+ew,G-1Y=/eni+en11+

7、eSr第三節(jié)土的物理狀態(tài)指標(biāo)基本內(nèi)容】一、無(wú)粘性土的密實(shí)度土的密實(shí)度單位土體中固體顆粒的含量。無(wú)粘性土的密實(shí)度與其工程性質(zhì)有著密切關(guān)系。描述砂土密實(shí)狀態(tài)的指標(biāo)有：1孔隙比孔隙比愈大，則土愈松散。缺陷：取原狀砂樣和測(cè)定孔隙比存在實(shí)際困難，故在實(shí)用上也存在問(wèn)題。沒(méi)有考慮到顆粒級(jí)配這一重要因素對(duì)砂土密實(shí)狀態(tài)的影響。2相對(duì)密度Dy將現(xiàn)場(chǎng)土的天然孔隙比e與該種土所能達(dá)到最密實(shí)時(shí)的孔隙比e口和和最疏松時(shí)的孔隙比emaX相對(duì)比的方法，來(lái)表示孔隙比為e時(shí)土的密實(shí)度。maxD=e-emaxre-emaxm.n【討論】相對(duì)密度是否會(huì)出現(xiàn)D1.0和D0的情況？rr當(dāng)e=e時(shí)，表示土處于最疏松狀態(tài)，此時(shí)D=0。當(dāng)e=

8、e.時(shí)，表示土處于最密實(shí)狀態(tài)，此時(shí)D=1.0。maxrminr用相對(duì)密度D判定砂土密實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)如下：r1DW疏松r3412TD1.0和IL0的情況？【例題先自習(xí)后講解】【例13】某砂土試樣,通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定土粒相對(duì)密度G=2.7，含水量o=9.43%，天然天然密度pl.66/Scm3已知砂樣牌最密實(shí)狀態(tài)時(shí)稱(chēng)得干砂質(zhì)量m1.62kg,牌最疏松狀態(tài)時(shí)稱(chēng)得干砂質(zhì)量m2=1.45kg。試求12此砂土的相對(duì)密度Dr,并判斷砂土所處的密實(shí)狀態(tài)。r第四節(jié)土（巖）的工程分類(lèi)【基本內(nèi)容】一、土工試驗(yàn)規(guī)程中土的分類(lèi)1一般程序2巨粒土和含巨粒土的分類(lèi)和命名3粒土的分類(lèi)和命名4細(xì)粒土分類(lèi)和命名5特殊土分類(lèi)6土的簡(jiǎn)易鑒別、

9、分類(lèi)和描述注意：各類(lèi)土的定義；利用塑性圖對(duì)細(xì)粒土進(jìn)行分類(lèi)的方法。二、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50072002）中地基土的分類(lèi)作為建筑地基的土（巖）,可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。注意：各類(lèi)土的定義；對(duì)碎石土、砂土進(jìn)行分類(lèi)時(shí)，應(yīng)根據(jù)粒組含量由大到小以最先符合者確定；依塑性指數(shù)對(duì)粉土、粘性土進(jìn)行分類(lèi)：粉土指粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過(guò)總質(zhì)量的50%、塑性指數(shù)IpW10的土。粉質(zhì)粘土：10Y/10的土。粘性土IP粘土：IP17第五節(jié)土的壓實(shí)性【基本內(nèi)容】一、擊實(shí)試驗(yàn)一一土的擊實(shí)機(jī)理（粘性土）二、影響土（粘性土）的壓實(shí)性的因素1含水量的影響：只有在某一含水量（最優(yōu)含水量）下才能獲得最佳的擊實(shí)效果。注意：在填土工程中注意控制土的含水量，在土較干或較濕時(shí)都不容易將土擊實(shí)到最密實(shí)狀態(tài)。含水量過(guò)高或過(guò)低對(duì)填土工程都是不利的。2擊實(shí)功能的影響：由擊實(shí)試驗(yàn)可知：土粒的最大干密度和最優(yōu)含水量不是常數(shù)。最大干密度隨擊數(shù)的增加而逐漸增大，最優(yōu)含水量則逐漸減少。但是這種增大或減少是遞減的，因此，光靠增加擊實(shí)功能來(lái)提高土的最大干密度是有一定限度的。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)，含水量與干密度關(guān)系曲線(xiàn)趨近于飽和線(xiàn)，也就是說(shuō)，