大学精品课件：土力学1-第一章.ppt

1、第一章：土的物理性质与工程分类第一章：土的物理性质与工程分类 1.1 1.1 土的形成土的形成 1.2 1.2 土的三相组成土的三相组成 1.3 1.3 土的结构土的结构 1.4 1.4 土的物理状态土的物理状态 1.5 1.5 土的工程分类土的工程分类 1.6 1.6 土的压实性土的压实性 1.1 土土 的的 形形 成成 土土 岩石岩石 风化、搬运、沉积风化、搬运、沉积 地质成岩作用地质成岩作用 土的组成、结构土的组成、结构 和物理力学性质和物理力学性质 过程、条件过程、条件 风化作用：风化作用：由于气温变化、大气、水分及生物活动由于气温变化、大气、水分及生物活动 等自然条件使岩石产生破坏的

2、地质作用。等自然条件使岩石产生破坏的地质作用。 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物风化生物风化 岩石和土的粗颗粒受各种气岩石和土的粗颗粒受各种气 候等物理因素的影响产生胀候等物理因素的影响产生胀 缩而发生裂缝缩而发生裂缝, ,或在运动过或在运动过 程中因碰撞和摩擦而破碎程中因碰撞和摩擦而破碎 是颗粒大小发生量的变化是颗粒大小发生量的变化 矿物成分与母岩相同，称原矿物成分与母岩相同，称原 生矿物生矿物 产生无粘性土产生无粘性土 母岩表面和碎散的颗粒受环母岩表面和碎散的颗粒受环 境因素的作用而改变其矿物境因素的作用而改变其矿物 的化学成分，形成新的矿物的化学成分，形成新的矿物 颗粒成分发生质

3、的变化颗粒成分发生质的变化 矿物成分与母岩不同，称次矿物成分与母岩不同，称次 生矿物生矿物 形成十分细微的土颗粒，最形成十分细微的土颗粒，最 主要为粘性颗粒及可溶盐类主要为粘性颗粒及可溶盐类 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物风化生物风化 包括植物、动物和土壤微包括植物、动物和土壤微 生物的作用生物的作用 可加剧物理和化学风化可加剧物理和化学风化 构成土中有机质和营养物构成土中有机质和营养物 质的生物循环质的生物循环 导致腐殖质的形成，改变导致腐殖质的形成，改变 土壤的结构土壤的结构 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物风化生物风化 残积土残积土 无搬运无搬运 运积土运积土 有搬运有

4、搬运 土的沉积类型土的沉积类型 母岩表层经风化作用破碎成母岩表层经风化作用破碎成 岩屑或细小颗粒后，未经搬岩屑或细小颗粒后，未经搬 运残留在原地的堆积物运残留在原地的堆积物 残积土残积土 强风化强风化 弱风化弱风化 微风化微风化 母岩体母岩体 颗粒表面粗糙颗粒表面粗糙 多棱角多棱角 粗细不均粗细不均 无明显层理无明显层理 残积土残积土 无搬运无搬运 运积土运积土 有搬运有搬运 风化所形成的土颗粒，受自然力的风化所形成的土颗粒，受自然力的 作用搬运到远近不同的地点所沉积作用搬运到远近不同的地点所沉积 的堆积物的堆积物 坡积土：坡积土：土粒粗细不同，性质不均土粒粗细不同，性质不均 洪积土：洪积土：

5、有分选性，近粗远细有分选性，近粗远细 冲积土：冲积土：浑圆度分选性明显，土层交迭浑圆度分选性明显，土层交迭 湖泊沼泽沉积土：湖泊沼泽沉积土：含有机物淤泥，土性差含有机物淤泥，土性差 海相沉积物：海相沉积物：颗粒细，表层松软，土性差颗粒细，表层松软，土性差 冰积土：冰积土：土粒粗细变化较大，性质不均匀土粒粗细变化较大，性质不均匀 风积土：风积土：颗粒均匀，层厚而不具层理颗粒均匀，层厚而不具层理 第一章：土的物理性质与工程分类第一章：土的物理性质与工程分类 1.1 1.1 土的形成土的形成 1.2 1.2 土的三相组成土的三相组成 1.3 1.3 土的结构土的结构 1.4 1.4 土的物理状态土的

6、物理状态 1.5 1.5 土的工程分类土的工程分类 1.6 1.6 土的压实性土的压实性 土中气体土中气体 气相气相 次要作用次要作用 固体颗粒固体颗粒 固相固相 构成土体骨架构成土体骨架 起决定作用起决定作用 土中水土中水 液相液相 重要影响重要影响 1.2土体的三相构成土体的三相构成 饱和土饱和土 ：土体孔隙完全被水充满：土体孔隙完全被水充满 干干 土土 ：土体孔隙完全被气充满：土体孔隙完全被气充满 非饱和土：孔隙中水和气均存在非饱和土：孔隙中水和气均存在 固体颗粒固体颗粒 - - 颗粒大小颗粒大小 粒组粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类 界限粒

7、径界限粒径 d (mm) 砾石砾石 砂粒砂粒 粉粒粉粒 粘粒粘粒 胶粒胶粒 60 2 0.075 0.005 0.002 0.25 0.5 5 20 粗 中 细 粗 中 细 0.075 粗粒粗粒 细粒细粒 粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称无粘性土。粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称无粘性土。 细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称粘性土。细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称粘性土。 巨粒巨粒 60 固体颗粒固体颗粒 - - 粒径级配粒径级配 粒径级配：粒径级配：各粒组的相对含量，用质量百分各粒组的相对含量，用质量百分 数来表示数来表示 分析方法：分析方法： 筛分

8、法：适用于粗粒土筛分法：适用于粗粒土 孔径大小不同的筛子孔径大小不同的筛子 水分法：适用于细粒土水分法：适用于细粒土 常采用比重计法常采用比重计法 表述方法表述方法: : 粒径级配累积曲线粒径级配累积曲线 固体颗粒固体颗粒 - - 粒径级配粒径级配 孔径孔径 10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075) 200g土土 筛余筛余 0 10 16 18 24 22 38 72 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P P（）（） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.00

9、5 0.001 粒径粒径(mm)(mm) P 100 95 87 78 66 55 36 土的粒径级配土的粒径级配 累积曲线累积曲线 水分法水分法 粒径粒径(mm)(mm) 0.050.05 0.010.01 0.0050.005 百分数百分数P(%)P(%) 2626 13.513.5 1010 筛筛 分分 法法 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001 粒径粒径(mm)(mm) 土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线 固体颗

10、粒固体颗粒 级配曲线级配曲线 d60 d50 d10 d30 特征粒径特征粒径: 斜率斜率: : 某粒径范围内颗某粒径范围内颗 粒的含量粒的含量 陡陡- -相应粒组含量多相应粒组含量多 缓缓- -相应粒组含量少相应粒组含量少 平台平台- -相应粒组缺乏相应粒组缺乏 d50 : 平均粒径平均粒径 d60 : 控制粒径控制粒径 d10 : 有效粒径有效粒径 d30; 中间中间粒径粒径 土的粗细度：土的粗细度：用用d50 表示表示 土的不均匀程度：土的不均匀程度：用不用不 均匀系数：均匀系数： Cu = d60 / d10 表示， 表示，Cu 5，称为不均，称为不均 匀土，反之称为均匀土匀土，反之称

11、为均匀土 连续程度连续程度: 用曲率系数用曲率系数 Cc = d302 / (d60 d10 ) 度量度量, Cc=13为连续级为连续级 配配, 33或或 外压外压 液体液体1 液体液体2 界面张力界面张力 界面张力界面张力 毛管中流体的界面效应毛管中流体的界面效应 T dk w 空气空气 固体固体 = =湿润角湿润角 水水 a T =界面张力界面张力 D Dk k= =毛管直径毛管直径 ua-uw ua-uw =压力差压力差 毛毛 细细 管管 hc 土中毛细水上升高度土中毛细水上升高度 T 2r r T hc cos2 上升高度上升高度 r2hc w=2 rTcos 毛细升高与孔径成反比毛细

12、升高与孔径成反比 粘土粘土 粉土粉土 砂土砂土 砾石砾石 张力张力T T uc 水水 hc 2r uc= -hc w 水压水压 + - T T 则毛细压力：则毛细压力： 2rTcos+ucr2 = 0 cc hu 毛细管中的毛细管中的 负静水压力负静水压力 毛细水压力毛细水压力 土颗粒缝隙处的弯液面土颗粒缝隙处的弯液面 r 空气空气 水水 固体颗粒固体颗粒 弯液面弯液面 在非饱和土中，孔隙中含在非饱和土中，孔隙中含 有水和气，此时水多集中有水和气，此时水多集中 于颗粒间的缝隙处，称毛于颗粒间的缝隙处，称毛 细角边水。细角边水。 由于毛细张力的作用，会由于毛细张力的作用，会 形成如图所示的弯液面

13、，形成如图所示的弯液面， 使毛细角边水产生负压力，使毛细角边水产生负压力， 颗粒则受正压力。颗粒则受正压力。 这是稍湿的砂土颗粒间存这是稍湿的砂土颗粒间存 在假凝聚力的原因在假凝聚力的原因 气相气相 - - 土中气土中气 自由气体：自由气体：与大气连通的气体与大气连通的气体 对土的性质影响不大对土的性质影响不大 封闭气体：封闭气体：被土颗粒和水封闭的气体被土颗粒和水封闭的气体 其体积与压力有关。会增加土的弹性；其体积与压力有关。会增加土的弹性； 阻塞渗流通道，降低渗透性阻塞渗流通道，降低渗透性 溶解在水中的气体溶解在水中的气体 吸附于土颗粒表面的气体吸附于土颗粒表面的气体 第一章：土的物理性质

14、与工程分类第一章：土的物理性质与工程分类 1.1 1.1 土的形成土的形成 1.2 1.2 土的三相组成土的三相组成 1.3 1.3 土的结构土的结构 1.4 1.4 土的物理状态土的物理状态 1.5 1.5 土的工程分类土的工程分类 1.6 1.6 土的压实性土的压实性 1.3 土土 的的 结结 构构 土颗粒或粒团的空间排土颗粒或粒团的空间排 列和相互联结列和相互联结 原状土和原状土和重塑重塑 土的强度土的强度 沉积或碾压土沉积或碾压土 的各向异性的各向异性 土的结构土的结构 土体土体 的性质的性质 土粒间的作用力土粒间的作用力 粗粒土的结构粗粒土的结构 细粒土的结构细粒土的结构 粘性土的结

15、构性指标粘性土的结构性指标 粗粒土的结构粗粒土的结构 粒间作用力：粒间作用力：重力起重力起 决定性的作用决定性的作用。在非。在非 饱和土中，还受到毛饱和土中，还受到毛 细力的作用细力的作用 排列形式：点与点排列形式：点与点 点与面点与面 单粒结构单粒结构示意图示意图 细土颗粒间的作用力细土颗粒间的作用力 范德华力：范德华力：接触点处的分子引力，作用范围为接触点处的分子引力，作用范围为 几个分子的距离，是细粒土粘结在一起的主因几个分子的距离，是细粒土粘结在一起的主因 库仑力：库仑力：颗粒表面的静电引力或斥力，随距离颗粒表面的静电引力或斥力，随距离 衰减的速度比范德华力慢衰减的速度比范德华力慢 胶

16、结力：胶结力：土粒间通过胶体连结在一起，作用力土粒间通过胶体连结在一起，作用力 是化合键，具有较高的强度是化合键，具有较高的强度 毛细力：毛细力：土中毛细作用形成的力土中毛细作用形成的力 土中细颗粒，比表面积大，重量轻，重力不起重要的土中细颗粒，比表面积大，重量轻，重力不起重要的 作用，其他粒间力起主导作用：作用，其他粒间力起主导作用： 细粒土的结构细粒土的结构 形成环境形成环境 粒间作用力粒间作用力 排列形式排列形式 淡水中沉积淡水中沉积 表面力、胶结力表面力、胶结力 （粒间斥力占优势（粒间斥力占优势) ) 面与面面与面 天然通常不是单一结构，可能是呈多种类型的综天然通常不是单一结构，可能是

17、呈多种类型的综 合结构。往往先形成团粒合结构。往往先形成团粒 凝聚结构凝聚结构 海水中沉积海水中沉积 表面力、胶结力表面力、胶结力 （斥力减小引力增加（斥力减小引力增加) ) 边、角与面边、角与面 边、角与边边、角与边 示意图示意图 分散结构分散结构 砂土的振动密实和液化砂土的振动密实和液化 振动密实：松砂受振动时土颗粒在振动中调振动密实：松砂受振动时土颗粒在振动中调 整相互位置，土的结构趋于更加整相互位置，土的结构趋于更加 密实和稳定。密实和稳定。 振动液化：颗粒比较细小的砂土被水饱和，振动液化：颗粒比较细小的砂土被水饱和， 在突然振密而排水并不畅的情况在突然振密而排水并不畅的情况 下，土颗

18、粒受到孔隙水的反作用而下，土颗粒受到孔隙水的反作用而 处于悬浮状态，变成液体状，称为处于悬浮状态，变成液体状，称为 液化。液化。 粘性土结构性的指标粘性土结构性的指标 灵敏度灵敏度 触变性触变性 S St t 1 1 1 1- -2 2 2 2- -4 4 4 4- -8 8 8 8- -1616 1616 粘性土粘性土 不灵敏不灵敏 低灵敏低灵敏 中等灵敏中等灵敏 灵敏灵敏 很灵敏很灵敏 流动流动 3=0 相同含水相同含水 量、密度量、密度 qu qu 原状土原状土 重塑土重塑土 灵敏度灵敏度St：原状土的无侧限抗压强度原状土的无侧限抗压强度 qu和重塑土的无侧限抗压强度和重塑土的无侧限抗压

19、强度qu之比之比 含水量不变，密度不变，因重塑而强度含水量不变，密度不变，因重塑而强度 降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐 恢复的现象，称为恢复的现象，称为触变性触变性。 土的触变性是土结构中联结形态发生土的触变性是土结构中联结形态发生 变化引起的，是土结构随时间变化的变化引起的，是土结构随时间变化的 宏观表现。宏观表现。 目前尚没有合理的描述土触变性的方目前尚没有合理的描述土触变性的方 法和指标。法和指标。 灵敏度灵敏度 触变性触变性 粘性土结构性的指标粘性土结构性的指标 第一章：土的物理性质与工程分类第一章：土的物理性质与工程分类 1.1 1.1 土的形成

20、土的形成 1.2 1.2 土的三相组成土的三相组成 1.3 1.3 土的结构土的结构 1.4 1.4 土的物理状态土的物理状态 1.5 1.5 土的工程分类土的工程分类 1.6 1.6 土的压实性土的压实性 1.4 土的物理状态土的物理状态 土的物理状态土的物理状态 粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状态粘性土的软硬状态 土的物理性质指标土的物理性质指标 ( (三相间的比例关系三相间的比例关系) ) 表表 示示 影响影响 力学特性力学特性 物理性质指标物理性质指标 土的三个组成相的体积土的三个组成相的体积 和质量上的比例关系和质量上的比例关系 密实程度密实程度 干湿程度干湿程度 特

21、点特点: : 指标概念简单，数量很多指标概念简单，数量很多 要点：要点： 名称、概念或定义、符号、表达式、名称、概念或定义、符号、表达式、 单位或量纲、常见值或范围、联系与区别单位或量纲、常见值或范围、联系与区别 基本方法基本方法: 定义定义 三相草图法三相草图法 空气空气 Air 三三 相相 草草 图图 水水 Water 固体固体 Solid ma=0 mw ms m 质量质量 V a Vw Vs Vv V 体积体积 三三 相相 草草 图图 九个物理量九个物理量: V Vv Vs Va Vw ms m w ma m 物性指标是比物性指标是比 例关系例关系: 可假设可假设 任一参数为任一参数为

22、1 wav was VVV VVVV www a aws Vm 0m mmmm 物理量关系物理量关系: 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 三个独立变量，三个独立变量， 干土或饱和土二干土或饱和土二 个独立变量个独立变量 其它指标：其它指标： 三相草图法计算三相草图法计算 实验室实验室 测定测定 基本物理性质试验基本物理性质试验 为了确定三相草图诸量中的三个量，通为了确定三相草图诸量中的三个量，通 常进行三个基本的物理性质试验：常进行三个基本的物理性质试验： 土的密度试验土的密度试验 土粒比重试验土粒比重试验 土的含水量试验土的含

23、水量试验 定义：土单位体积的质量定义：土单位体积的质量 表达式：表达式： 单单 位位: kg/m3 或或 g/cm3 一般范围一般范围: 1.602.20 g/cm3 aws ws VVV mm V m 土的密度土的密度 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 相关指标相关指标: : 土的容重土的容重 = g 单位单位: kN/m3 工程上更常用工程上更常用, 用于计算土的用于计算土的 自重应力自重应力 基本试验指标基本试验指标-土的密度土的密度 定义：土粒的密度与定义：土粒的密度与4C时时 纯蒸馏水密度的比值纯蒸馏水密度的比值 表达

24、式：表达式： 单单 位位: 无量纲无量纲 一般范围：粘性土一般范围：粘性土 2.702.75， 砂土砂土 2.65 C4 w s C4 ws s s )(V m G 土粒比重土粒比重Gs 基本试验指标基本试验指标-土粒比重土粒比重 C4 w =1.0 g/cm3 土粒比重在数值上土粒比重在数值上 等于土粒的密度等于土粒的密度 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 基本试验指标基本试验指标 - 含水量含水量 定义：土中水的质量与土粒质定义：土中水的质量与土粒质 量之比，用百分数表示量之比，用百分数表示 表达式：表达式： 单单 位位:

25、无量纲无量纲 一般范围：变化范围大一般范围：变化范围大 s s s w m mm m m (%)w 注意注意: : 其实是含水比其实是含水比, ,可达到或超过可达到或超过100100 土的含水量土的含水量W 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 可表示同一种土的松密，二者之间存在关系：可表示同一种土的松密，二者之间存在关系： 表示土中孔隙含量的指标表示土中孔隙含量的指标 e1 e n n1 n e 砂类土：砂类土：28-35% 粘性土：粘性土：30-50%，有的可达，有的可达60-70% sv V/Ve 孔隙比孔隙比e：土中孔隙体积

26、与固土中孔隙体积与固 体颗粒体积之比体颗粒体积之比, 为无量纲为无量纲 V/V(%)n v 孔隙率孔隙率(孔隙度孔隙度)n：土中孔隙体土中孔隙体 积与总体积之比积与总体积之比, 用百分数表示用百分数表示 可用三相草图推出可用三相草图推出 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 表示土中含水程度的指标表示土中含水程度的指标 对干土：对干土：Sr=0 对饱和土：对饱和土：Sr=1 s w m m (%)w 含水量：含水量： v w r V V S 饱和度：饱和度：土中水的体积与孔土中水的体积与孔 隙体积的比值隙体积的比值 饱和度表示孔隙中

27、充满水饱和度表示孔隙中充满水 的程度：的程度： 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 表示土体密度和容重的指标表示土体密度和容重的指标 干密度：干密度：土被烘干时的密度，土被烘干时的密度， 干容重：干容重： g dd V/ms d 天然密度天然密度 天然容重天然容重 aws ws VVV mm V m g 饱和密度：饱和密度：土被饱和时的密度，土被饱和时的密度， 饱和容重：饱和容重： V Vm vws sat g satsat wsat 浮容重：浮容重： 静水下的静水下的 有效容重有效容重 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw

28、ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 各种密度容重间的大小关系各种密度容重间的大小关系 dsat dsat 天然密度天然密度 干密度干密度 饱和密度饱和密度 V mm V m ws V Vm vws sat V/ms d 天然容重天然容重 干容重干容重 饱和容重饱和容重 浮容重浮容重 g dd g g satsat wsat 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 e G V m ws 1 )1 ( 11e G V m wss d1 )1 ( 1 ws d ws GG e e eG V Vm wswVs sat 1

29、 )( e G ws sat 1 ) 1( e e V V n V 1 e G V m V V S s WV w V w r 空气空气 水水 固体固体 ma=0 mw ms m 质量质量 Va Vw Vs Vv V 体积体积 各种指标的换算各种指标的换算 例题分析例题分析 【例】某土样经试验测得体积为某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为湿土质量为187g，烘干后，干烘干后，干 土质量为土质量为167g。若土粒的相对密度若土粒的相对密度Gs为为2.66，求该土样的含水量，求该土样的含水量、密密 度度、重度重度 、干重度干重度d 、孔隙比、孔隙比e、饱和重度、饱和重度sat和有效重度和有

30、效重度 【解】解】 %98.11 167 167187 %100 s m m 3 /87. 1 100 187 cmg V m 3 /7 .181087. 1mkNg 3 /7 .1610 100 167 mkNg dd 593. 01 87. 1 )1198. 01 (66. 2 1 )1 ( s G e %7 .53 593. 0 66. 21198. 0 e G S s r 3 /4 .2010 593. 01 593. 066. 2 1 mkN e eGs sat 3 /4 .10104 .20mkN wsat 土的物理状态指标土的物理状态指标 土的物理状态土的物理状态 粗粒土的松密程

31、度粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状态粘性土的软硬状态 土的物理性质指标土的物理性质指标 ( (三相间的比例关系三相间的比例关系) ) 表表 示示 影响影响 力学特性力学特性 密实度密实度 稠度稠度 粗粒土的密实状态粗粒土的密实状态 密实度：密实度：通常指单位体积中固体颗粒含量的多少通常指单位体积中固体颗粒含量的多少 简单方便，但只能用于同一种简单方便，但只能用于同一种 土，不能反映级配的影响土，不能反映级配的影响 物理性质指标物理性质指标：孔隙比：孔隙比e e（孔隙率（孔隙率n n） 干密度干密度 d d emin = 0.35 emin = 0.20 minmax max r ee ee D

32、 相对密度相对密度： e emax max与 与e emin min ：最大与最小孔隙比 ：最大与最小孔隙比 最大孔隙比最大孔隙比e emax max: : 将松散的风干土样通过长颈漏 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emin : 将松散的风干土样装入金属容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，直至密度不再器内，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提高，求得土的最大干密度再经

33、换算得到最小 孔隙比孔隙比 理论上的最大与最小孔隙比理论上的最大与最小孔隙比 在室内的测定有时很困难在室内的测定有时很困难 粗粒土的最大与最小孔隙比粗粒土的最大与最小孔隙比 相对密度相对密度 minmax max r ee ee D dmindmaxd maxdmindd r )( )( D 粗粒土的相对密度粗粒土的相对密度 粗粒土的密粗粒土的密 实度标准实度标准 Dr = 0 最松状态最松状态 Dr 1/3 疏松状态疏松状态 1/3 2/3 密实状态密实状态 Dr = 1 最密状态最密状态 相对密度指标主要用于人工填土，对天然相对密度指标主要用于人工填土，对天然 砂土层采用砂土层采用原位标准

34、贯入试验原位标准贯入试验法测定法测定 粘性土最主要的物理状态特征是它的粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度稠度，稠度，稠度 是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的 抵抗能力抵抗能力 稠度状态与含水量有关稠度状态与含水量有关 粘性土粘性土 含水量含水量 较硬较硬 变软变软 流动流动 粘性土的稠度状态粘性土的稠度状态 塑限塑限w wp p 液限液限w wl l 粘性土的稠度反映土中水的形态粘性土的稠度反映土中水的形态 固态或固态或半固态半固态 可塑状态可塑状态 流动状态流动状态 强结合水强结合水 弱结合水弱结合水 自由水自由水 w w 土颗粒土颗粒 强

35、结合水强结合水 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 自由水自由水 弱结合水弱结合水 强结合水强结合水 强结合水膜最大强结合水膜最大 出现相当数量自由水出现相当数量自由水 粘性土的稠度状态粘性土的稠度状态 稠度界限稠度界限 稠度状态稠度状态 含水量含水量 土中水的形态土中水的形态 示意图示意图 pL p L ww ww I 液性指数：液性指数： wp w wl IL 0 坚硬坚硬(半固态半固态) 010的土的土 粉质粘土：粉质粘土：100.7Dr0.7- -0.750.75 不存在最优含水量，在完全风干不存在最优含水量，在完全风干 或饱和状态下易于击实。在潮湿或饱和状态下易于击实。在潮湿 状态下，存在假凝聚力，加大了状态下，存在假凝聚力，加大了 阻力阻力 同细粒土不同，粗粒土在击实过同细粒土不同，粗粒土在击实过 程中可以自由排水程中可以自由排水 粗砂粗砂w=45%，中砂，中砂w=7%时，时， 干密度最小干密度最小 ， 含水量含水量w 干密度干密度 粗砂 中砂 本章作业：本章作业： P40 1P40 1- -8,18,1- -10,110,1- -11,111,1- -1212