第一章土的物理性质和工程分类课件.ppt

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1、第一章第一章 土的物理性质和工程分类土的物理性质和工程分类 一、土的固相二、土的液相三、土的气相一、土的固相一、土的固相（一）土的矿物成分（一）土的矿物成分（二）土的粒度成分和粒组划分（二）土的粒度成分和粒组划分（一）土的矿物成分1原生矿物2次生矿物1原生矿物原生矿物2次生矿物次生矿物 2次生矿物次生矿物 （二）土的粒度成分和粒组划分（二）土的粒度成分和粒组划分二、土的液相二、土的液相（一）结合水（一）结合水 （二）自由水（二）自由水图图 1-1-1 结合水分子定向排列简图结合水分子定向排列简图 （一）结合水1强结合水2弱结合水 1强结合水强结合水2弱结合水弱结合水 （二）（二） 自由水自由水

2、 1重力水2毛细水1重力水重力水2毛细水毛细水图图 1-1-2 毛细水压力示意图毛细水压力示意图 2毛细水毛细水 2毛细水毛细水三、土的气相三、土的气相 第二节第二节 土的结构与构造土的结构与构造 一、土的结构二、土的构造一、土的结构一、土的结构（一）（一） 单粒结构单粒结构（二）（二） 蜂窝结构蜂窝结构（三）（三） 絮状结构絮状结构（一）（一） 单粒结构单粒结构（二） 蜂窝结构图图 1-2-1土的结构土的结构 （三）（三） 絮状结构絮状结构 二、土的构造二、土的构造 图图1-2-2 土的层理构造土的层理构造1、表土层； 2、淤泥夹粘土透镜体；3、粘土尖灭层；4、砂土夹粘土层； 5、砾石层；

3、6、石灰岩层 第三节第三节 土的物理性质指标土的物理性质指标 一、土的直接指标二、土的间接指标三、土的指标的换算图图 1-3-1 土的三相简图土的三相简图 mmwms；VvVaVw ；Vv=Va+Vw；V土的总体积；Va土中气体所占的体积；Vw土中水所占的体积；Vs土中颗粒所占的体积；Vv土中孔隙所占的体积；m 土的总质量；mw土中水的质量；ms土中颗粒的质量； 一、土的直接指标一、土的直接指标 1、土的含水率 2、土的密度和重度3、土粒的相对密度1、土的含水率、土的含水率2、土的密度和重度、土的密度和重度3、土粒的相对密度、土粒的相对密度 土名砂土砂质粉土粘质粉土粉质粘土粘土相对密度2.65

4、2.692.702.712.722.732.742.76表表1-3-1 土粒相对密度的一般数值土粒相对密度的一般数值 二、土的间接指标二、土的间接指标1、干密度 和干重度2、饱和密度 和饱和重度 3、浮密度 和浮重度 4、孔隙比e和孔隙率n 5、饱和度Sr rgsatrsatgdrdg1、干密度、干密度 和干重度和干重度drdg2、饱和密度、饱和密度 和饱和重度和饱和重度 satrsatrsatg3、浮密度、浮密度 和浮重度和浮重度 rgg4、孔隙比、孔隙比e和孔隙率和孔隙率n 5、饱和度、饱和度Sr图图 1-3-2 土的物理性质指标换算关系土的物理性质指标换算关系 三、土的指标的换算三、土的

5、指标的换算第四节第四节土的物理状态指标土的物理状态指标 一、无黏性土的密实状态二、黏性土的状态及指标三、黏性土的膨胀性、收缩性及 崩解性四、黏性土的灵敏度及触变性一、无黏性土的密实状态一、无黏性土的密实状态(一一)、砂土的密实度、砂土的密实度(二二)、 碎石土的密实度碎石土的密实度(一)、砂土的密实度1、以孔隙比评定密实度2、以相对密实度Dr评定密实度3、以标准贯入试验评定密实度1、以孔隙比评定密实度、以孔隙比评定密实度2、以相对密实度、以相对密实度Dr评定密实度评定密实度密实状态松散中密密实相对密实度Dr00.330.330.6710.67表表1-4-1 砂土密实度划分标准砂土密实度划分标准

6、 2、以相对密实度、以相对密实度Dr评定密实度评定密实度3、以标准贯入试验评定密实度、以标准贯入试验评定密实度 密实度密实中密稍密松散标准贯入锤击数NN3030N1515N10N10表表1-4-2 砂土的密实度砂土的密实度 (二二)、 碎石土的密实度碎石土的密实度密实度骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性密实骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，连续接触锹、镐挖掘困难，用撬棍方能松动；井壁一般较稳定钻进极困难；冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动剧烈；孔壁较稳定中密骨架颗粒含量等于总重的6070%，呈交错排列，大部分接触锹、镐可挖掘；井壁有掉块现象，从壁取出大颗粒处，能保持颗粒凹面形状钻进较困难；冲击钻探

7、时，钻杆、吊锤跳动不剧烈；孔壁有坍塌现象稍密骨架颗粒含量小于总重的60%，排列混乱，大部分不接触锹可以挖掘，井壁易坍塌；从井壁取出大颗粒后，填充物砂土立即击落钻进较容易；冲击钻探时，钻杆稍有跳动；孔壁易坍塌表表1-4-4 碎石土密实度野外鉴别方法碎石土密实度野外鉴别方法 二、粘性土的状态及指标二、粘性土的状态及指标1、粘性土的状态 2、粘性土的界限含水率 3、液限与塑限的测定 4、液限、塑限的应用 5、粘性土的塑性指数与Ip和液性指数IL 1、粘性土的状态、粘性土的状态2、粘性土的界限含水率、粘性土的界限含水率 图图 1-4-1 粘性土状态与含水率关系粘性土状态与含水率关系 3、液限与塑限的测

8、定、液限与塑限的测定(1) 锥式液限仪测液限(2) 碟式液限仪测液限(3) 搓滚法测塑限(4) 液限塑限联合测定法图图 1-4-2锥式液限仪锥式液限仪 (1) 锥式液限仪测液限锥式液限仪测液限(2) 碟式液限仪测液限碟式液限仪测液限(3) 搓滚法测塑限搓滚法测塑限(4) 液限塑限联合测定法液限塑限联合测定法4、液限、塑限的应用、液限、塑限的应用5、粘性土的塑性指数与、粘性土的塑性指数与Ip和液性指数和液性指数IL(1)塑性指数Ip(2)液性指数IL(1)塑性指数塑性指数Ip(2)液性指数液性指数IL液性指数ILIL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1稠度状态坚硬硬塑可塑软塑

9、流塑表表1-4-5 按液性指标划分粘性土稠度状态按液性指标划分粘性土稠度状态 三、粘性土的膨胀、收缩及崩解性三、粘性土的膨胀、收缩及崩解性 (一一)土的膨胀性及其指标土的膨胀性及其指标(二二) 土的收缩性及其指标土的收缩性及其指标 (三三)影响土膨胀性和收缩性的因素影响土膨胀性和收缩性的因素(四四) 粘性土的崩解性粘性土的崩解性(一)土的膨胀性及其指标(一)土的膨胀性及其指标(二二) 土的收缩性及其指标土的收缩性及其指标 图图1-4-3 土的收缩曲线土的收缩曲线 图图1-4-5 线缩率与含水量关系曲线线缩率与含水量关系曲线 (三三)影响土膨胀性和收缩性的因素影响土膨胀性和收缩性的因素状态指标土

10、样编号膨胀率/%体缩率/% 原状土样扰动土样原状土样扰动土样10.41.5215.917.231.03.623.825.5表表1-4-6 不同结构状态下土样的膨胀率和体缩率不同结构状态下土样的膨胀率和体缩率 (三三)影响土膨胀性和收缩性的因素影响土膨胀性和收缩性的因素(四四) 粘性土的崩解性粘性土的崩解性图图1-4-6 崩解曲线崩解曲线 图图1-4-7 崩解速率与土样质量含水量关系崩解速率与土样质量含水量关系 (四四) 粘性土的崩解性粘性土的崩解性四、粘性土的灵敏度及触变性四、粘性土的灵敏度及触变性四、粘性土的灵敏度及触变性四、粘性土的灵敏度及触变性第五节土的动力特性第五节土的动力特性 一、土

11、的击实性及击实试验二、击实实验三、影响土击实性的因素三、影响土击实性的因素 四、填土压实的质量控制四、填土压实的质量控制一、土的击实性及击实试验一、土的击实性及击实试验二、击实实验二、击实实验 三、影响土击实性的因素1、土的含水率 2、击实功 3、土的类型和土粒级配 1、土的含水率、土的含水率 1、土的含水率、土的含水率 2、击实功、击实功 3、土的类型和土粒级配、土的类型和土粒级配 (1)土的类型影响 (2)土的级配影响 (1)土的类型影响土的类型影响(2)土的级配影响土的级配影响 四、填土压实的质量控制四、填土压实的质量控制 第六节土的工程分类第六节土的工程分类 一、水利部(SL 2371

12、999) 分类法二、原建设部建筑地基基础设计规范(GB 500072002) 分类法三、原交通部公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ 02485) 分类法四、公路路基设计规范(JTJ 013 86)公路路基土的分类一、水利部一、水利部(SL 2371999) 分类法分类法(一一)巨粒类土分类巨粒类土分类 (二二)粗粒类土分类粗粒类土分类(三三) 细粒类土分类细粒类土分类(四四) 特殊土分类特殊土分类粒级统称粒组划分粒径(d)的范围(mm)巨粒组漂石(块石)组d200卵石(碎石)组200d60粗粒组砾粒(角砾)粗砾60d20中砾20d5细砾5d2砂粒粗砂2d0.5中砂0.5d0.25细砂0.25d

13、0.075细粒组粉 粒0.075d0.005粘 粒d0.005表表1-6-1 粒组划分粒组划分 (一一)巨粒类土分类巨粒类土分类 土 类粒组含量土代号土名称巨粒土巨粒含量为75%100%漂石粒含量50%B漂石漂石粒含量50Cb卵石混合巨粒土巨粒含量为5075漂石粒含量50%BSI混合土漂石漂石粒含量50CbSI混合土卵石巨粒混合土巨粒含量为1550漂石粒含量卵石含量SIB漂石混合土漂石粒含量卵石含量SICb卵石混合土表表1-6-2 巨粒类土的分类巨粒类土的分类 (二二)粗粒类土分类粗粒类土分类土 类粒组含量土代号土名称砾细粒含量小于5%级配：Cu5、Cc 13GW级配良好砾级配：不能同时满足上

14、述要求GP级配不良砾含细粒土砾细粒含量为515GF含细粒土砾细粒土质砾15细粒含量50细粒为粘土GC粘土质砾细粒为粉土GM粉土质砾表表1-6-3 砾类土分类砾类土分类 注 表中细粒土质砾土类，应按细粒土在塑性图中的位置定名。 土 类粒组含量土代号土名称砂细粒含量小于5%级配：Cu5、Cc 13SW级配良好砂级配：不能同时满足上述要求SP级配不良砂含细粒土砂细粒含量为515SF混合土漂石细粒土质砂巨粒含量为1550细粒为粘土SC粘土质砂细粒为粉土SM粉土质砂表表1-6-4 砂类土分类砂类土分类 注 表中细粒土质砂土类，应按细粒土在塑性图中的位置定名。 (三三) 细粒类土分类细粒类土分类1、细粒土

15、 2、含粗粒细粒土 3、有机质土1、细粒土、细粒土 2、含粗粒细粒土、含粗粒细粒土 3、有机质土、有机质土(四四) 特殊土分类特殊土分类二建设部二建设部建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）分类法）分类法(一一)岩石的工程分类岩石的工程分类(二二)碎石土分类碎石土分类(三三)砂土砂土(四四)粉土粉土(五五)粘性土粘性土(六六)特殊土特殊土(一)岩石的工程分类1、岩石按坚硬程度分类2、岩体按完整程度分类1、岩石按坚硬程度分类、岩石按坚硬程度分类名称定性鉴定代表性岩石硬质岩坚硬岩锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎；基本无吸水反应 未风化微风化的花岗岩、闪长岩、辉绿岩、玄

16、武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、硅质砾岩、石英砂岩、硅质石灰岩等较硬岩锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎；有轻微吸水反应1微风化的坚硬岩；2未风化微风化的大理岩、板岩、石灰岩、钙质砂岩等软质岩较软岩锤击声不清脆，无回弹，较易击碎； 指甲可刻出印痕1中风化的坚硬岩和较硬岩；2未风化微风化的凝灰岩、千枚岩、砂质泥岩、泥灰岩等；软岩锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎； 浸水后，可捏成团1强风化的坚硬岩和较硬岩；2中风化的较软岩；3未风化微风化的泥质砂岩、泥岩等；极软岩锤击声哑，无回弹，有较深凹痕,手可捏碎； 浸水后，可捏成团1风化的软岩；2全风化的各种岩石；3各种半成岩；表表1-6-8 岩石坚硬

17、程度定性划分岩石坚硬程度定性划分 2、岩体按完整程度分类、岩体按完整程度分类 (二二)碎石土分类碎石土分类土的名称颗粒形状粒组含量漂石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于200mm的颗粒占全重的50%卵石碎石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于20mm的颗粒占全重的50%圆砾角砾圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于2mm的颗粒超过全重的50%表表1-6-11 碎石土的划分碎石土的划分 注：定名时应根据粒径分组由大到小，以最先符合者确定。 重型圆锥动力触探锤击数N63.5密实度重型圆锥动力触探锤击数N63.5密实度N63.55松散10N63.520中密5N63.510稍密N63.520密实表表1-

18、6-12 碎石土的密实度碎石土的密实度 注：注：1、本表适用于平均粒径小于等于50mm且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。对于平均粒径大于大于50mm或最大粒径100mm的碎石土可按下表鉴定其密实度。2、表内N63.5为经综合修正后的平均值。 密实度骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性密实骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，连续接触锹镐挖掘困难，用撬棍方能松动，井壁一般较稳定钻进极困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁稳定中密骨架颗粒含量等于总重的60%70%，呈交错排列，大部分接触锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒处，能保持颗粒凹面形状钻进较困难，冲击钻探时，钻

19、杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象稍密骨架颗粒含量等于总重的55%60%，排列混乱，大部分不接触锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后，砂土立即坍落钻进较容易，冲击钻探时，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌松散骨架颗粒含量小于总重的55%，排列十分混乱，绝大部分不接触锹易挖掘，井壁极易坍塌钻进很容易，冲击钻探时，钻杆无跳动，孔壁极易坍塌表表1-6-13 碎石土密实度野外鉴别方法碎石土密实度野外鉴别方法 (三三)砂土砂土(四四)粉土粉土(五五)粘性土粘性土 (六六)特殊土特殊土1、软土2、人工填土3、湿陷性土4、红粘土5、膨胀土6、多年冻土7、盐渍土8、污染土1、软土、软土2、人工填土、人工填土3、湿陷性土、湿陷性土4、红粘土、红粘土5、膨胀土、膨胀土6、多年冻土、多年冻土7、盐渍土、盐渍土8、污染土、污染土三交通部三交通部公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）分类法）分类法(一一)碎石土碎石土 (二二)砂土砂土 (三三)粘性土粘性土 (四四)特殊性土特殊性土 (一)碎石土(二二)砂土砂土 (三三)粘性土粘性土 (四四)特殊性土特殊性土 四、四、公路路基设计规范公路路基设计规范(JTJ 013-86)公路路基土的分类公路路基土的分类