粘性土的分类粒径大于课件.ppt
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- 粘性 分类 粒径 大于 课件
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1、第一章 土的物理性质u 第一节第一节 土的生成土的生成u 第二节第二节 土的粒径组成和矿物成分土的粒径组成和矿物成分u 第三节第三节 土中的水和气体土中的水和气体u 第四节第四节 土的结构及其联结土的结构及其联结 第五节第五节 土的三相比例指标土的三相比例指标 第六节第六节 土的物理状态及相关指标土的物理状态及相关指标u 第七节第七节 土的膨胀、收缩及冻融(自学)土的膨胀、收缩及冻融(自学) 第八节第八节 土(岩)的工程分类土(岩)的工程分类主主 要要 内内 容容7. 最大干重度和最优含水量 maximum dry density, optimum water (moisture) conte
2、nt土体的干重度越大,土体中固体颗粒的含量越高,土体的承载力等工程性质越好。wdmaxoptw饱和曲线最大干密度最优含水量d工程实践工程实践土体压实时,在其他条件不变,土体在一定的含水量时,其干重度才能达到最大值。 此时的干重度称为最大干重度,含水量称为最优含水量。wdmaxoptw饱和曲线最大干密度最优含水量d最大干容重和最优含水量土的击实试验土的击实试验使土体变得密实,提高土体的强度,减小压缩性和渗透性 室内击实试验 现场试验: 夯打、振动、碾压目目的的方方法法途途径径土的压实土的压实性研究性研究一. 室内击实试验 二. 细粒土的压实性 三. 粗粒土的压实性 一. 室内击实试验 击实筒击实
3、筒护筒护筒击锤击锤导筒导筒在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有轻型轻型和和重型重型两种。两种。轻型击实试验轻型击实试验适用于粒径小于适用于粒径小于5 5mmmm的土,击实筒容积的土,击实筒容积为为947947cmcm3 3,击锤质量为击锤质量为2.52.5kgkg。把制备把制备成一定含水量的土料分三层装入击实成一定含水量的土料分三层装入击实筒,每层土料用击锤均匀锤击筒,每层土料用击锤均匀锤击2525下,下,击锤落高为击锤落高为30.530.5cmcm。 重型击实试验重型击实试验适用于粒径小于适用于粒径小于4040mmmm的土,击实筒容
4、积的土,击实筒容积为为21042104cmcm3 3,击锤质量为击锤质量为4.54.5kgkg,击锤落击锤落高为高为45.745.7cm cm 。分五层击实,每层分五层击实,每层5656击。击。根据击实后土样的密度和实根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度测含水量计算相应的干密度sdmV=sw11GewsdmV=sw11Gew影响土体压实性的因素及压实标准影响土体压实性的因素及压实标准1、含水量的影响、含水量的影响影响土压实性的因素很多,主要有影响土压实性的因素很多,主要有含水量含水量、击实功能击实功能、土的种类和级配土的种类和级配等。等。 wdmaxoptw饱和曲线最大干密度最优含
5、水量d当含水率较低时,击实后当含水率较低时,击实后的干密度随含水量的增加的干密度随含水量的增加而增大。而当干密度增大而增大。而当干密度增大到某一值后,含水量的继到某一值后,含水量的继续增加反招致干密度的减续增加反招致干密度的减小。小。当击数一定时,只有在某一含水当击数一定时,只有在某一含水量下才获得最佳的击实效果量下才获得最佳的击实效果 击数击数40饱和线饱和线300d202、击实功能的影响、击实功能的影响1.土料的土料的最大干密度最大干密度和和最优最优含水量含水量不是常数不是常数。同时,光同时,光凭增加击实功能来提高土的凭增加击实功能来提高土的最大干密度是有限的。最大干密度是有限的。 2.当
6、含水量较低时击数的影当含水量较低时击数的影响较显著。当含水量较高时,响较显著。当含水量较高时,含水量与干密度关系曲线趋含水量与干密度关系曲线趋近于饱和线,这时提高击实近于饱和线,这时提高击实功能是无效的。功能是无效的。 d0无粘性土的击实无粘性土的击实曲线曲线说明:说明:土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土,易于土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土,易于压实,级配不良的土,不易压实,因为级配良好的土有足够的压实,级配不良的土,不易压实,因为级配良好的土有足够的细粒去充填较粗粒形成的孔隙,因而能获得较高的干密度。细粒去充填较粗粒形成的孔隙,因而能获得较高的干密度。 无粘性土无粘性土的
7、击实曲线和粘性的击实曲线和粘性土击实曲线不同,在干燥和土击实曲线不同,在干燥和含水量较大时得到较高的干含水量较大时得到较高的干密度,因此在无粘性土实际密度,因此在无粘性土实际填筑中,通常要不断洒水使填筑中,通常要不断洒水使其在较高的含水量下压实。其在较高的含水量下压实。 3.土类和级配的影土类和级配的影响响在相同击实功能下,在相同击实功能下,粘性土粘性土粘粒含量愈高,压实愈困难,粘粒含量愈高,压实愈困难,最大干密度愈小,最优含水最大干密度愈小,最优含水量愈大。量愈大。 4. 压实标准压实标准a.a. 粘性土粘性土存在最优含水量存在最优含水量op,在填土施工中应该将土料的含水量,在填土施工中应该
8、将土料的含水量控制在控制在op左右,以期得到左右,以期得到dmax。%)32(op b. b. 工程上常采用压实度工程上常采用压实度DcDc控制(作为填方密度控制标准)控制(作为填方密度控制标准)%100Dmaxdc 室内标准击实试验的填土的干密度、级土石坝级土石坝 Dc9598% 级土石坝级土石坝 Dc9295% c. c. 粗粒土的压实标准粗粒土的压实标准常用相对密度控制常用相对密度控制 Dr0.7Dr0.70.750.75,施工过程中要么风干,要,施工过程中要么风干,要么就充分洒水,使土料饱和么就充分洒水,使土料饱和 1 1. .击实曲线击实曲线 特点:特点:具有峰值具有峰值位于饱和曲线
9、之下位于饱和曲线之下 粘性土粘性土渗透系数渗透系数很小,很小,压实过程中含水量几乎压实过程中含水量几乎不变,要想击实到饱和不变,要想击实到饱和状态是不可能的状态是不可能的。satdd)( 0 4 8 12 16 20 24 28含水量含水量w(%)2.01.81.61.4干密度干密度 d(g/cm3)饱和曲线饱和曲线 dmax=1.86wop=12.1rswsdS/wG1G wG1G)(swssatd 1Sr 最大干密度最大干密度最优含水量最优含水量二. 细粒土的压实性 2 2. .细粒土压实机理细粒土压实机理 颗粒被击碎,土粒定向排列颗粒被击碎,土粒定向排列; ; 粒团破碎,粒间联结力被破坏
10、而发生孔隙体积减小粒团破碎,粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小; ; 空气被挤出或被压缩等空气被挤出或被压缩等不存在最优含水量不存在最优含水量; 在完全风干和饱和两种状态在完全风干和饱和两种状态 下易于击实下易于击实;潮湿状态下潮湿状态下d明显降低明显降低。 三. 粗粒土的压实性 1 1. .击实曲线击实曲线特点特点d 20%粗砂粗砂 =45%中砂中砂 =7%; 时,干密度最小时,干密度最小 2 2. . 粗粒土的压实机理粗粒土的压实机理 对粗粒土,击实过程中可以自由排水。对粗粒土,击实过程中可以自由排水。 在潮湿状态下,存在着假凝聚力,加大了阻力。在潮湿状态下,存在着假凝聚力,加大了阻力。第
11、六节第六节 土的物理状态土的物理状态state及其指标及其指标index 土的物理状态粗粒土及粉土的密实程度:松、密粗粒土及粉土的密实程度:松、密粘性土软硬程度(稠度粘性土软硬程度(稠度 ):软、硬):软、硬 土的力学性质土的力学性质1. 粗粒土及粉土的密实程度密实度密实度土的密实度:土的密实度:指单位体积土中固体颗粒的含量。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。无粘性土等处于从紧密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系。的密实度与其工程性质有着密切关系。如何衡
12、量如何衡量? ?干容重干容重 d d或或孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n n问题:能否直接用孔隙比(度) 描述粗粒土土的密实程度?emin = 0.20emin = 0.35相对密实度 Relative Density maxrmaxmineeDee孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n n优点:优点:简单方便简单方便缺点:缺点:不能反映级配的影响,只能用于同一种土不能反映级配的影响,只能用于同一种土 引引入入e emaxmax与与e eminmin :最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比e:砂土在天然状态下孔隙比砂土在天然状态下孔隙比e=e=e emaxmax时,时,D Dr r0 0,最,最
13、松散松散e=e=e eminmin时,时,D Dr r1 1,最,最密实密实e emaxmax与与e eminmin :最大与最小孔隙比的测定最大与最小孔隙比的测定最大孔隙比最大孔隙比e emaxmax用用漏斗法漏斗法或或量筒法量筒法:将松散的风干土样通将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器,避免重力冲击,求得土的过长颈漏斗轻轻地倒入容器,避免重力冲击,求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比。最小干密度再经换算得到最大孔隙比。最小孔隙比最小孔隙比e eminmin用用振动锤击法振动锤击法:将松散的风干土样装入金将松散的风干土样装入金属容器内,按规定方法振动和锤击,直至密度不再提高,属容器
14、内,按规定方法振动和锤击,直至密度不再提高,求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比。求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比。注意:注意:室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难 标准贯入试验(标准贯入试验(Standard Penetration Test),),动力触探,静力触探动力触探,静力触探 标准贯入数 N63.5 锤 重:63.5kg 落 距:760mm 打入深度:300mm 工程中常用的粗粒土和粉土密实度的评价方法工程中常用的粗粒土和粉土密实度的评价方法 标准贯入试验(标准贯入试验(SPT)密实程度密实程度标准贯入试验锤击数标准贯入试
15、验锤击数N63.5相对密实度相对密实度Dr密实密实N30Dr0.67中密中密15N300.4Dr0.67稍密稍密10N150.33Dr0.4松散松散N10Dr0.33 砂土密实度划分(砂土密实度划分(铁路桥涵地基与基础设计规范铁路桥涵地基与基础设计规范(TB10002.5-2005)阿特堡界限 Atterberg limit19112. 粘性土的稠度和可塑性 consistency, plasticityVs+Va缩限Shrinkage limit塑限plasticlimit液限liquidlimit颗 粒水固态solidwLwPws半固态semisolid可塑态plastic液态liquid
16、wVO土颗粒土颗粒自由水自由水强结合水强结合水弱结合水弱结合水弱结合水弱结合水土颗粒土颗粒强结合水强结合水土颗粒土颗粒强结合水强结合水液 态 可塑 态 固 态或半固态 0固态或半固态固态或半固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态塑限塑限P液限液限L稠度稠度:指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或:指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力破坏的抵抗能力, ,是粘性土最主要的物理状态特征。是粘性土最主要的物理状态特征。 液限:液限:由流动状态转入可塑状态的含水率由流动状态转入可塑状态的含水率L 塑限:塑限:由可塑状态变为半固态的含水率由可塑状态变为半固态的含水率p 缩限:缩限:由半固
17、态变为固态的含水率由半固态变为固态的含水率s 液限和塑限的测定方法液限和塑限的测定方法液 限 锥式(瓦氏)液限仪或碟式(卡式)液限仪塑 限 搓条法或液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪下沉深度为下沉深度为17mm所对应的含水量为液限所对应的含水量为液限; ;下沉深度为下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限处所对应的含水量为塑限 塑性指数 liquid index (2)可用于土的分类及其性质的评估。 (1)反映粘性土中细颗粒含量的多少,颗粒活性的大小,通过可塑性综合反映出来。PLPIww=3. 粘性土的塑性指数和液性指数 液性指数 plastic indexPPLLPPwwwwIw
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