土力學(xué)第二章

1、關(guān)于土力學(xué)第二章第一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 土的生成和演變 第二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月土的形成：地質(zhì)歷史的產(chǎn)物，是地球表面的整體 巖石在大氣中經(jīng)受自然力和自然環(huán)境的長期風(fēng)化作用形成。反向過程：土經(jīng)過很長的地質(zhì)年代，發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化，逐漸壓密、巖化，最終又可形成巖石。循環(huán)演變：巖石土巖石土。重復(fù)進(jìn)行。第三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月風(fēng)化作用（1）物理風(fēng)化 地質(zhì)構(gòu)造力；溫度變化；冰凍作用；碰撞作用。顆粒大小發(fā)生改變，化學(xué)成分保持不變。生成原生礦物。第四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）化學(xué)風(fēng)化 水解作用；水化

2、作用；氧化作用；溶解作用 礦物化學(xué)成分變化，形成次生礦物。 正長石 高磷石(水解 )（3）生物風(fēng)化 植物根分泌有機(jī)酸；遺體腐爛；微生物作用 動(dòng)植物或人類活動(dòng)的影響。第五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)： （1）物理風(fēng)化 （2）化學(xué)風(fēng)化 （3）生物風(fēng)化需要注意： a、上述風(fēng)化作用常常是同時(shí)存在的。 b、不同地區(qū)，自然條件不同，風(fēng)化作用有主次。 c、風(fēng)化作用由地表向下逐漸減弱第六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 土的組成一、土的三相組成第七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月土的三個(gè)基本特征 1、土的碎散性 2、三相性 3、自然變異性第八張，PPT共

3、一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）土的礦物成分與粒組關(guān)系（見下表1）二、土的固相有機(jī)質(zhì)含量超過3%5%的土應(yīng)注明，不宜作為填筑材料。第九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月表1 土的礦物成分與粒組的關(guān)系第十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）粒組的劃分和顆粒級(jí)配曲線（1）幾個(gè)基本概念粒度:土粒的大小稱為粒度。粒度成分：不同粒徑顆粒的相對(duì)含量（顆粒級(jí)配）。粒組：性質(zhì)相近的土粒合并為組。a、粒組間的分界線是人為劃定的;b、劃分時(shí)應(yīng)使粒組界限與粒組性質(zhì)的變化相適應(yīng);c、按一定的比例遞減關(guān)系劃分粒組的界限值。d、表2給出國內(nèi)常用的粒組劃分方法。第十一張，PPT共一百一十

4、七頁，創(chuàng)作于2022年6月表2 粒組的劃分（公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTJ051-93第十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）粒度成分測定方法 我們知道，土體常常是由多種不同粒組的混合物。往往以礫石和砂粒為主要成分的土稱為粗粒土，也稱為無粘性土。以粉粒、粘粒和膠粒為主的土，稱為細(xì)粒土，也稱為粘性土。顯然，土的性質(zhì)取決于不同粒組的相對(duì)含量。為了確定各粒組的相對(duì)含量，需用試驗(yàn)的方法將粒組區(qū)分開來，這種試驗(yàn)方法統(tǒng)稱為顆粒分析試驗(yàn)。其試驗(yàn)方法有篩分法和沉降法兩種。分界粒徑為0.075.第十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月a. 篩分法：適用于粒徑大于0.075mm的粗顆粒土。圖

5、1 擺篩圖第十四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 用一套孔徑不同的篩子，按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)量的百分?jǐn)?shù) 。第十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月b. 沉降分析法：適用于粒徑小于0.075mm的細(xì)顆粒土。 斯托克斯(stokes)定理：顆粒下沉速度與顆粒直徑的平方成正比。 c. 綜合分析 篩分法和沉降分析法結(jié)合第十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）粒度成分及其表示方法表格法顆粒級(jí)配曲線法（見圖1-1）三角坐標(biāo)法第十八

6、張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月表格法例：從干砂樣中稱取質(zhì)量1000g的式樣，放入標(biāo)準(zhǔn)篩中，經(jīng)充分振搖后，稱得各級(jí)篩上留存的土粒質(zhì)量，見下表中的第二行，試求土內(nèi)各粒組的土粒質(zhì)量。篩 孔 徑（mm）2.01.00.50.250.150.075底盤各級(jí)篩上的土粒質(zhì)量（g）10010025030010050100小于各級(jí)篩孔徑的土粒含量（%）908055251510第十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 顆粒級(jí)配曲線第二十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 顆粒級(jí)配曲線用半對(duì)數(shù)制表示顆粒級(jí)配曲線橫坐標(biāo)(按對(duì)數(shù)比例尺)：表示某一粒徑（d）；縱坐標(biāo)：表示小于某一粒

7、徑的土粒百分含量（%）。由顆粒級(jí)配曲線可知道某一粒徑范圍的百分含量！問題：如何判斷級(jí)配的好壞？第二十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 兩個(gè)指標(biāo)表示大小、均勻程度及其級(jí)配情況 不均勻系數(shù)： d60（限定粒徑）小于該粒徑的含量占總量的60% d10（有效粒徑）小于該粒徑的含量占總量的10%該指標(biāo)考慮了大顆粒和小顆粒含量的差異；Cu愈大，顆粒愈不均勻；第二十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月d30（連續(xù)粒徑）小于該粒徑的含量占總量的30% 曲率系數(shù)： 該指標(biāo)考慮了中間粒徑的 影響；Cc大于3，曲率變化快，土均勻；Cc小于1，曲率變化平緩，中間顆粒少；第二十三張，PPT共

8、一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月a、級(jí)配良好土：曲線光滑連續(xù)，不存在平臺(tái)段，坡度平緩 滿足Cu5及Cc=1-3兩個(gè)條件土級(jí)配優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)圖2 土的顆粒級(jí)配曲線（圖2的B土曲線）第二十四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月b、級(jí)配不良土：級(jí)配曲線坡度陡峭，粗細(xì)顆粒均勻； 級(jí)配曲線存在平臺(tái)段，即存在不連續(xù)粒徑。 不能同時(shí)滿足Cu5及Cc=1-3兩個(gè)條件 圖2 土的顆粒級(jí)配曲線（圖2 的C土和A土曲線）第二十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 顆粒級(jí)配曲線第二十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、土的液相 在自然界中，土中總是含有水的，土的液相就是指水以及各種

9、離子的液體。土中水的狀態(tài)可以為液態(tài)、固態(tài)或氣態(tài)。土中細(xì)粒愈多，土的分散愈大，水對(duì)土性質(zhì)的影響也愈大。研究土中的水，必須考慮水在土中存在的狀態(tài)及其與土的相互作用。 第二十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)合水示意圖第二十八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）結(jié)晶水 它是存在于礦物的晶體格架內(nèi)部或參與到礦物構(gòu)造中的水。只有在溫度比較高（80680）的情況下才能化為氣態(tài)水而與土粒分離?？梢园呀Y(jié)晶水當(dāng)作礦物顆粒的一部分。（2）結(jié)合水 結(jié)合水是由土顆粒表面水分子吸附在土粒表面的一層水，分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水兩種。第三十

10、張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月強(qiáng)結(jié)合水 強(qiáng)結(jié)合水存在于最靠近土顆粒表面處，水分子和水化離子排列的非常緊密，一般其密度大于1，并有過冷現(xiàn)象。這種水牢固的結(jié)合在土粒表面，其性質(zhì)接近于固體，所以具有極大的粘滯性、彈性及抗剪強(qiáng)度。弱結(jié)合水 在距土粒表面較遠(yuǎn)處的結(jié)合水稱為弱結(jié)合水，也稱為薄膜水。由于其引力降低，弱結(jié)合水的水分子排列就不如強(qiáng)結(jié)合水緊密，這層水不能傳遞靜水壓力。由于這種水的存在，使土具有可塑性。第三十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）自由水 自由水存在于土粒電場影響范圍之外，其性質(zhì)與普通水相同，服從重力定律，傳遞靜水壓力。自由水按其移動(dòng)所受作用力的不同，分

11、為毛細(xì)水和重力水。重力水 重力水位于地下水位以下，在重力或壓力差作用下能產(chǎn)生滲流，對(duì)土顆粒和結(jié)構(gòu)物都具有浮力作用，在土力學(xué)計(jì)算中應(yīng)考慮這種滲流及浮力的作用。第三十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月毛細(xì)水 毛細(xì)水是受水與空氣交界面的張力作用而存在于細(xì)小孔隙中的自由水，一般存在于地下水位以上的透水層中。毛細(xì)水在重力和表面張力作用下，能沿著土的細(xì)孔隙從潛水面上升一定的高度。其上升的高度和孔隙的大小有關(guān)。 在工程中需研究毛細(xì)水的上升高度和速度，因?yàn)槊?xì)水的上升會(huì)使地基潮濕，強(qiáng)度降低，變形增大。四、土的氣相第三十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)性：指

12、土的物質(zhì)組成(主要指土?；驁F(tuán)粒，也包括孔隙)的空間相互排列，以及土粒間的聯(lián)結(jié)特征的綜合。土結(jié)構(gòu)的影響：對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)有重要的影響。土結(jié)構(gòu)的變化和意義：土的結(jié)構(gòu)在形成過程中及形成之后，當(dāng)外界條件變化時(shí)都會(huì)使土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。粒間的結(jié)合力第三十四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）粗粒土（無粘性土）的結(jié)構(gòu) 粗粒土的比表面積小，在粒間的作用力中，重力起決定性作用。粗顆粒在重力作用下下沉?xí)r，一旦與已經(jīng)穩(wěn)定的顆粒相接觸，找到自己的平衡位置，穩(wěn)定下來，就形成了單粒結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是顆粒之間是點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。 在下沉過程中如果沒有遇到很高的壓力，特別是沒有受到動(dòng)力作用時(shí)，就形成了松散的

13、單粒結(jié)構(gòu)。 反之，就形成了密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)。 見下圖第三十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月圖A 砂土結(jié)構(gòu)第三十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）粗粒土（無粘性土）的結(jié)構(gòu)呈松散單粒結(jié)構(gòu)的土。其骨架是不穩(wěn)定的，當(dāng)受到震動(dòng)或其他外力作用時(shí)，土粒易于發(fā)生移動(dòng)，土中孔隙劇烈減少，會(huì)引起土的極大變形，因此，這種土如未經(jīng)處理一般不宜作為建筑物的地基。呈密實(shí)狀結(jié)構(gòu)的單粒土。由于其土粒排列緊密，在動(dòng)、靜荷載作用下都不會(huì)產(chǎn)生較大的變形和沉降，所以其強(qiáng)度大、壓縮性小，是較為良好的天然地基。 第三十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月密實(shí)狀態(tài)疏松狀態(tài)第三十八張，PPT共一

14、百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)粒間粘結(jié)力 在沉降過程中，重力不起重要的作用。在結(jié)構(gòu)形成中，其他的粒間力起主導(dǎo)作用，包括：（1）范德華力（2）庫倫力（3）膠結(jié)作用力（4）毛細(xì)壓力第三十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)細(xì)粒土結(jié)構(gòu) 細(xì)粒土的天然結(jié)構(gòu)就是在其沉降過程中由以上這些力共同作用而形成的。（1）蜂窩結(jié)構(gòu)（主要是粉粒0.0750.005）（2）絮狀結(jié)構(gòu)（主要由粘粒，小于0.005）（3）片堆結(jié)構(gòu)和片架結(jié)構(gòu)第四十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月蜂窩結(jié)構(gòu)：顆粒間點(diǎn)與點(diǎn)接觸，由于彼此之間引力大于重力，接觸后，不再繼續(xù)下沉，形成鏈環(huán)單位

15、,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) 。蜂窩結(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，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?，凝聚成絮狀物下沉，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu)。 絮狀結(jié)構(gòu)第四十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月a 單粒非絮凝結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)b 粒組的非絮凝結(jié)構(gòu)d 單粒的角-角凝絮結(jié)構(gòu)e 粒組的角-面絮凝結(jié)構(gòu)f 粒組的角-角絮凝結(jié)構(gòu)c 單粒的角-面絮凝結(jié)構(gòu)g 粒組的角-面絮凝結(jié)構(gòu)與角-角絮凝結(jié)構(gòu)第四十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 土的物理性質(zhì)指標(biāo) 土是三相混合而成，而三相組成部分的性質(zhì)與數(shù)量以及它

16、們之間的相互作用，決定著土的物理力學(xué)性質(zhì)。土力學(xué)中使用各相之間在體積上和質(zhì)量上的比例關(guān)系，作為反映土的物理性質(zhì)的指標(biāo)。這類指標(biāo)統(tǒng)稱為土的三相比例指標(biāo)，也稱為土的物理性質(zhì)指標(biāo)。 三相比例指標(biāo)反映了土的干燥與潮濕，疏松與緊密，是評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)的最基本的物理性質(zhì)指標(biāo)。也是工程勘察報(bào)告中不可缺少的內(nèi)容。第四十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月物理模型 假定模型第四十四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月總質(zhì)量：m=ms+mw總體積：V=Vs+Vv=Vs+Va+Vw 符號(hào)： ssoil vvoid aair wwater土的三相圖土的三相草圖 可用三相草圖來描述土的三相組成 定

17、義土的物理性質(zhì)指標(biāo)第四十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三相草圖的意義：土的三相物質(zhì)在體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系稱為三相比例指標(biāo)；三相比例指標(biāo)反映了土的干燥與潮濕、疏松與緊密；評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)的最基本的物理性質(zhì)指標(biāo)；工程地質(zhì)勘察報(bào)告中不可缺少的基本內(nèi)容。 第四十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.1 三個(gè)實(shí)測物理性質(zhì)指標(biāo) 直接測定指標(biāo)（可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接測定）： 土的密度、土粒比重Gs（土粒密度s）、含水量 換算指標(biāo)：其它指標(biāo)均為換算指標(biāo)（孔隙比、飽和度等）。第四十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1、土粒比重（土粒相對(duì)密度） Gs固體顆粒質(zhì)量與同體

18、積水(在4時(shí))質(zhì)量之比第四十八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、含水量第四十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 3、土的密度和重度第五十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.2 換算的物理性質(zhì)指標(biāo)（1）孔隙比于是可得兩者關(guān)系：（2）孔隙率 第五十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）飽和度一般 0Sr1飽和土：Sr=1干土：Sr=0砂土根據(jù)飽和度可劃分為三種濕潤狀態(tài)。 第五十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）干密度（5）飽和密度（6）有效密度（浮密度）第五十四

19、張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月土的飽和重度sat土的密度與重度的關(guān)系：土的有效重度（浮重度） 土的干重度第五十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.3.3 幾種常用指標(biāo)之間的換算關(guān)系土的三相比例指標(biāo)之間可以互相換算： 方法1： 由三相圖及其定義計(jì)算，見教材例1-1、1-2。 假定V=1, 或者假定Vs=1 方法2： 由三相圖導(dǎo)出的計(jì)算公式（見表1-2）。 第五十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 土的物理狀態(tài)指標(biāo)第五十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.4.1 粘性土的稠度（界限含水率）塑性 Plasticity：可塑成任何形狀

20、而不發(fā)生裂縫，并在外力解除以后能保持已有的形狀而不恢復(fù)原狀的性質(zhì)。在陶瓷工業(yè)、農(nóng)業(yè)科學(xué)和土木工程中有廣泛應(yīng)用。 第五十八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月土體體積隨含水量的變化： 含水量與體積的關(guān)系 第五十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月土的界限含水量（Atterberg limits）（瑞典土壤學(xué)家）縮限：半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)間的分界含水量。當(dāng)含水量小于該值時(shí)，體積不發(fā)生變化。Shrinkage limit, wS。塑限：可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)間的分界含水量。Plastic limit, wP。液限：流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的分界含水量。Liquid limit, wL

21、。第六十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月“界限含水量是土的一種固有的性質(zhì)，與含水量無關(guān)”問題：縮限、塑限、液限是否與土樣的含水量有關(guān)？注意：塑限和液限是土力學(xué)中常用的。第六十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月液限的測定：錐式液限儀（中國）；碟式液限儀（歐美，詳見ASTM試驗(yàn)規(guī)程）。碟式液限儀 平衡錐式液限儀 第六十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月17mm液限測定演示：第六十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月17mm液限測定演示：第六十四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月液限測定演示：第六十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2

22、022年6月第六十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月塑限的測定： 搓條法測定；3mm土條?？s限的測定： 收縮皿法測定。第六十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月注意：液限和塑限也可用光電式液塑限聯(lián)合測定儀測定；試驗(yàn)的具體程序和步驟詳見土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)；界限含水量由重塑土測定，而現(xiàn)場原狀土有一定結(jié)構(gòu)性；所以，有時(shí)現(xiàn)場土含水量比液限大但地基未流動(dòng)。第六十八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月光電式液塑限聯(lián)合測定儀第六十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）塑性指數(shù)IP概念:塑性狀態(tài)時(shí)含水量變化范

23、圍，IP（Plasticity index）。 常省略 %； 變化范圍很大（如大于200）； 是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征；反映了土與水之間物理化學(xué) 作用的強(qiáng)弱；可用土的分類和評(píng)價(jià)。第七十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月物理意義：思考：第七十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一個(gè)問題：結(jié)論：不能。第七十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月舉例說明：土類液限wL塑限wP含水量土樣132%12%20%土樣242%24%20%結(jié)果：土樣1：可塑態(tài)；土樣2：半固態(tài)；問題： 判斷土樣物理狀態(tài)？必須建立含水量與界限含水量之間相對(duì)關(guān)系的指標(biāo)，即液性指數(shù)。第七十四張，

24、PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）液性指數(shù)IL 根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2009） 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）天然狀態(tài)含水量和界限含水量相對(duì)關(guān)系的指標(biāo)（Liquidity index）。第七十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月在0到1之間。越大，表示土越軟； 大于1，處于流動(dòng)狀態(tài)； 小于0，處于固體狀態(tài)或半固體狀態(tài)。關(guān)于IL結(jié)論：第七十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例 某粘性土的天然含水量w=19.3%，液限wL=28.3%，塑限wP=16.7%。求塑性指數(shù)IP和液性指數(shù)IL，確定該土狀態(tài)。查表可知該土的狀態(tài)為硬

25、塑狀態(tài)。IL= = =0.224解：IP=wL-wP=28.3-16.7=11.6第七十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 土的物理狀態(tài)指標(biāo)1.4.2 無黏性土的密實(shí)度（單位體積中固體顆粒的含量）（1）孔隙比用孔隙比e可評(píng)價(jià)砂土的密實(shí)度；優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用方便、簡單缺點(diǎn)：不能考慮顆粒大小、級(jí)配和形狀的影響所以：應(yīng)與最大孔隙比與最小孔隙比比較；建立相對(duì)密度的概念，同時(shí)考慮孔隙比和顆粒 級(jí)配的影響。第七十八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月按孔隙比劃分砂土密實(shí)度 密實(shí)度土的名稱密實(shí)中密稍密疏松礫砂、粗砂、中砂e0.600.60e0.750.750.85細(xì)砂、粉砂e0

26、.700.70e0.850.850.95第七十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月最小孔隙比：砂土處于最密實(shí)狀態(tài)時(shí)的孔隙比，emin 用“振擊法”測定。最大孔隙比：砂土處于最疏松狀態(tài)時(shí)的孔隙比，emax 用“松散器法”測定。相對(duì)密度： 最大孔隙比、最小孔隙比的概念：（2） 相對(duì)密實(shí)度第八十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 用Dr表示砂土密實(shí)度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，砂土的松密標(biāo)準(zhǔn)如下：第八十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月舉例說明建立相對(duì)密度概念的意義：結(jié)論：土樣1：密實(shí)；土樣2：不密實(shí)土類最大孔隙比emax最小孔隙比emin實(shí)際孔隙比e土樣10.80.50.55土

27、樣20.60.30.55問題： 哪個(gè)土樣密實(shí)？第八十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 當(dāng)e=emax時(shí)，Dr=0，最松狀態(tài)； 當(dāng)eemin時(shí)，Dr=1.0，最密狀態(tài)。 優(yōu)點(diǎn)：可以把土的級(jí)配考慮進(jìn)去，理論上較為完善 缺點(diǎn)：emax和emin難以準(zhǔn)確測定，給Dr的確定帶來困難。 所以，天然砂土的密實(shí)度只能用在現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)等現(xiàn)場測試方法進(jìn)行確定。 第八十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3） 原位試驗(yàn) 方法：63.5kg錘，升到76cm高，自由落下標(biāo)準(zhǔn)貫入器入土深度30cm，所需錘數(shù)為N63.5顯然：第八十四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于202

28、2年6月規(guī)范：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500072002)巖土工程勘察規(guī)范（ GB500212001 ） 見表1-4 例題1-3,1-4第八十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 土的壓實(shí)性第八十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 地基路堤第八十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月土堤土壩第八十八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第八十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 概 述壓實(shí)的意義： 提高填土的密實(shí)度，從而提高土的強(qiáng)度，減小壓縮性和滲透性 保證建筑物地基、道路及鐵路路基有足夠強(qiáng)度壓實(shí)的影響因素： 內(nèi)因：土質(zhì)類型、含水

29、量等 外因：壓實(shí)能量、壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法等第九十張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)魧?shí)筒護(hù)筒擊錘導(dǎo)筒 在實(shí)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。1.5.1 擊實(shí)試驗(yàn)和擊實(shí)曲線第九十一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.5.1 擊實(shí)試驗(yàn)和擊實(shí)曲線（a）小擊實(shí)筒 （b）大擊實(shí)筒美國工程師Proctor (1933)提出Proctor試驗(yàn)擊實(shí)儀第九十二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月配制成若干份不同含水量的試樣用同樣的擊實(shí)能量分別對(duì)每一份試樣試驗(yàn)測定擊實(shí)后的含水量和密度試驗(yàn)方法：計(jì)算公式干重度第九十三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于202

30、2年6月繪制含水量與干密度關(guān)系曲線試驗(yàn)方法：擊實(shí)曲線第九十四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)果分析：含水量較小時(shí)，干密度隨含水量增加而增加；干密度達(dá)最大值時(shí)，含水量再增大，干密度反而會(huì)降低。典型試驗(yàn)第九十五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)果分析： 含水量較小時(shí)，含水量增加使土粒間的摩阻力減小 含水量較大時(shí)，過多的水不利于土的壓實(shí)所以，在施工現(xiàn)場，根據(jù)含水情況，可以進(jìn)行晾曬或?yàn)⑺幚?。第九十六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 最大干密度：在一定擊實(shí)條件下得到的干密度， pdmax 最優(yōu)含水量：與之相對(duì)應(yīng)的含水量，wop 最優(yōu)含水量與該種土的塑限wp接

31、近結(jié)果分析：第九十七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 飽和曲線在擊實(shí)曲線的上方，不會(huì)與擊實(shí)曲線相交，因?yàn)橥馏w不可能被擊實(shí)到完全飽和！ 飽和曲線：飽和狀態(tài)時(shí)的dw關(guān)系。飽和曲線方程：第九十八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.5.2擊實(shí)功能的影響說明：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)。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 0d擊數(shù)403020飽和線1.土料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)含水量逐漸減小。然而，這種變化

32、速率是遞減的。所以，光憑增加擊實(shí)功能來提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)系曲線趨近于飽和線，這時(shí)提高擊實(shí)功能是無效的。 第九十九張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.5.3 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)曲線和粘性土擊實(shí)曲線不同，在含水量較大時(shí)得到較高的干密度，因此在無粘性土實(shí)際填筑中，通常要不斷灑水使其在較高的含水量下壓實(shí) d0無粘性土的擊實(shí)曲線說明：土的級(jí)配對(duì)土的壓實(shí)性影響很大。級(jí)配良好的土，易于壓實(shí)，級(jí)

33、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 第一百張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月各類土的壓實(shí)曲線特征：第一百零一張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月多種多樣的壓實(shí)曲線：第一百零二張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第六節(jié) 土的工程分類 土的工程分類就是根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，把工程性能相近的土劃分為一類給定名稱，使人們可以大致判斷其工程性質(zhì)。 但不同的工程將巖土用于不同的目的，不同的應(yīng)用目的，對(duì)巖土的評(píng)價(jià)的側(cè)重點(diǎn)也有所不同，如用做地基的碎石土主要評(píng)價(jià)其天然密度，用做材料時(shí)其級(jí)配是一個(gè)重要的指標(biāo)。 這就形成了不同

34、行業(yè)的不同分類習(xí)慣和不同的分類標(biāo)準(zhǔn)。第一百零三張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月“土的工程分類是勘察、設(shè)計(jì)的首要內(nèi)容” 分類存在不同體系，主要有： (1) 建設(shè)部土的分類標(biāo)準(zhǔn)(GBJl4590)； (2) 建設(shè)部建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500072011)； (3) 水利部土工試驗(yàn)規(guī)程(SL2371999)中的12884分類法； (4) 交通部公路土工試驗(yàn)規(guī)程(JTJ05193)。第一百零四張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、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價(jià)值的比較、評(píng)價(jià)、

35、積累以及學(xué)術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的交流。分類原則：1.分類要簡明，既要能綜合反映土的主要工程性質(zhì)，又要測定方法簡單，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同類工程用土的不同特性第一百零五張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、分類體系與方法 分類體系：1.建筑工程系統(tǒng)分類體系2.工程材料系統(tǒng)分類體系側(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(GB50007-2011)地基土分類方法側(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(JTJ051-93)土的工程

36、分類第一百零六張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月分類方法：1.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB500072011) 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、粘性土和特殊土六大類a.巖石的分類 顆粒間牢固粘結(jié),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frk分類 堅(jiān)硬程度類別飽和單軸抗壓強(qiáng)度frk(Mpa)堅(jiān)硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖30frk60frk6015frk305frk15frk5 第一百零七張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月c.砂土的分類 粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50%的土，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土稱為砂土 b.碎石土的分類粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土稱為碎石土d.粉土的分類 粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%，塑性指數(shù)IP10的土稱為粉土e.粘性土的分類第一百零八張，PPT共一百一十七頁，創(chuàng)作于2022年6月f.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)成分較雜亂,均勻性較差，根據(jù)其物質(zhì)組成和成因,可分為素填土、壓實(shí)填土、雜填土和沖填土 2.土的分類標(biāo)準(zhǔn)(GBJ14590) 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a.巨粒土和含巨粒土的分類 巨粒土和含巨粒土按土