环境工程施工土石方工程.ppt

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1、环境工程施工土石方工程现在学习的是第1页，共60页土石方工程与地基处理土石方工程与地基处理 施工排水施工排水钢筋混凝土工程钢筋混凝土工程 水工程构筑物施工水工程构筑物施工 室外管道工程施工室外管道工程施工管道的特殊施工管道的特殊施工工程施工组织与管理工程施工组织与管理 现在学习的是第2页，共60页主要参考书目主要参考书目1.张勤张勤 主编主编.水工程施工水工程施工（教学教材）（教学教材）中国建筑工业中国建筑工业出版社，出版社，20052005年年 2.2.郑达谦郑达谦 主编主编.给水排水工程施工给水排水工程施工（第三版）（第三版）中国建中国建筑工业出版社，筑工业出版社，19981998年年6

2、6月月3.3.孙连溪孙连溪 主编主编.实用给水排水工程施工手册实用给水排水工程施工手册 中国建筑中国建筑工业出版社，工业出版社，19981998年年7 7月月4.4.国家标准，国家标准，给水排水管道工程施工及验收规范给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-97GB50268-97），中国建筑工业出版社，），中国建筑工业出版社，19981998 现在学习的是第3页，共60页第一章第一章 土石方工程与地基处理土石方工程与地基处理 土石方工程是水工程施工中主要项目之一。土石方土石方工程是水工程施工中主要项目之一。土石方工程施工内容：土方开挖、地基土处理、土方回填等。工程施工内容：土方开挖、地

3、基土处理、土方回填等。一、土方工程施工特点一、土方工程施工特点1、影响因素多影响因素多 1）土方的种类多）土方的种类多 大小不同；承载力不同；密实度不同大小不同；承载力不同；密实度不同；开挖难度不同；开挖难度不同 2）土方成分复杂）土方成分复杂 有机物不同；无机物组成不同；含有机物不同；无机物组成不同；含水量不同水量不同 3）人类活动）人类活动现在学习的是第4页，共60页2、施工条件复杂、施工条件复杂 1）地形）地形 平地；低坡度地；高坡度地；河平地；低坡度地；高坡度地；河道；水库、湖泊、海洋道；水库、湖泊、海洋 2）地物）地物 建筑物、构筑物；各类管线；人建筑物、构筑物；各类管线；人行道、公

4、路、铁路行道、公路、铁路 3）水文）水文 地下水影响地下水影响 4）地质）地质 不同类型不同类型 5）气候）气候 雨季；旱季；夏季；冬季雨季；旱季；夏季；冬季 现在学习的是第5页，共60页3、量大、面广、量大、面广 1）管沟槽开挖）管沟槽开挖 2）基坑开挖）基坑开挖 3）人防工程）人防工程 4）水下开挖）水下开挖 现在学习的是第6页，共60页4、劳动强度大、费时多、劳动强度大、费时多 1）人工开挖）人工开挖 2）机械开挖）机械开挖 3）爆破开挖）爆破开挖现在学习的是第7页，共60页5、质量要求高、质量要求高 1）断面形式）断面形式 2）开挖的长、宽、高）开挖的长、宽、高 3）开挖的位置）开挖的

5、位置 4）开挖的高程）开挖的高程 5）土方的稳定性）土方的稳定性 6）槽、坑底的承载力）槽、坑底的承载力现在学习的是第8页，共60页二、土石方工程施工前期要求二、土石方工程施工前期要求1、收集必要的资料；收集必要的资料；2、做好施工方案；、做好施工方案；3、做好劳动力、机械准备；、做好劳动力、机械准备；4、做好可能出现的各种不利施工条件下预防措施、做好可能出现的各种不利施工条件下预防措施人、材、物。人、材、物。此外在给水排水管道和构筑物工程施工中，常常此外在给水排水管道和构筑物工程施工中，常常会遇到一些软弱土层，不能满足要求时，就需要会遇到一些软弱土层，不能满足要求时，就需要采用合理、有效和经

6、济的施工方案，对地基进行采用合理、有效和经济的施工方案，对地基进行加固或处理。加固或处理。本章就围绕土石方工程讲解施工技术、方法、工序本章就围绕土石方工程讲解施工技术、方法、工序等内容。等内容。现在学习的是第9页，共60页1-1 土的工程性质及分类土的工程性质及分类 一、土一、土（一）土的组成（一）土的组成 岩石岩石 风化风化 松散沉积物（土）松散沉积物（土）1 1、组成、组成绘图绘图1）固相）固相矿物颗粒及有机质（有害；带负电荷矿物颗粒及有机质（有害；带负电荷)。构成土骨架，土的主要成分，决定土性质主要因素。构成土骨架，土的主要成分，决定土性质主要因素。按大小分为：见按大小分为：见P3 表表

7、1-1。2）液相）液相 自由水自由水（易流动、易蒸发，（易流动、易蒸发，地下水地下水），），薄膜水薄膜水（受压移动、易蒸发、具有毛细粘聚力，（受压移动、易蒸发、具有毛细粘聚力，毛细水毛细水）吸着水吸着水 带正电荷（性质接近固体、带正电荷（性质接近固体、105蒸发、受压不移动，蒸发、受压不移动，结合水结合水）现在学习的是第10页，共60页3）气相）气相空气、水蒸气空气、水蒸气（对土力学性质影响不大）（对土力学性质影响不大）因此，土具有碎散性、压缩性、颗粒间可以相对移动性因此，土具有碎散性、压缩性、颗粒间可以相对移动性和透水性。和透水性。见下图1-1(a)实际土体实际土体 (b)土的三相图土的三相

8、图 (c)各相的质量与体积各相的质量与体积 现在学习的是第11页，共60页2、计算计算1）土体积（）土体积（m3）：）：VVsVv Vs土中固体颗粒体积土中固体颗粒体积（m3）；）；Vv土中空隙体积（土中空隙体积（m3）VvVa+Vw 土中空气体积土中空气体积Va、土中水的体积、土中水的体积Vw2）土质量（）土质量（kg）：）：mmsmw ms土中固体颗粒质量（土中固体颗粒质量（kg）；）；mw土中水质量（土中水质量（kg）3）土重量（土重量（kN）：）：GGsGw Gs土中固体颗粒重量（土中固体颗粒重量（kN）；）；Gsmsg Gw土中水重量（土中水重量（kN）Gwmwg 现在学习的是第12

9、页，共60页（二）土的固体颗粒（二）土的固体颗粒1、颗粒级配颗粒级配 1）概念：）概念：dmd/m（%）；）；土中各粒组相对含量百土中各粒组相对含量百分比称为颗粒级配。分比称为颗粒级配。2)测定：筛分法（适用测定：筛分法（适用 粒径粒径0.075mm）比重计法（适用比重计法（适用 粒径粒径0.075mm）2、颗粒级配曲线颗粒级配曲线 1）概念：根据土粒分析试验结果，在半对数坐标纸上）概念：根据土粒分析试验结果，在半对数坐标纸上，以纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比，横坐标，以纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比，横坐标表示粒径（用对数坐标），绘出的光滑曲线。表示粒径（用对数坐标），绘出的光滑

10、曲线。现在学习的是第13页，共60页2）作用：判定土的均匀程度）作用：判定土的均匀程度3）pg4图图1-1：曲线陡降，粒径大小相差不大、土粒曲线陡降，粒径大小相差不大、土粒较均匀、级配不好。孔隙多较均匀、级配不好。孔隙多 曲线平缓，粒径大小相差大、土粒不曲线平缓，粒径大小相差大、土粒不均匀、级配良好。孔隙少均匀、级配良好。孔隙少 现在学习的是第14页，共60页3、土颗粒均匀程度指标土颗粒均匀程度指标不均匀系数不均匀系数 1）概念）概念 Kud60/d10 D10d土粒粒径质量累计百分比为土粒粒径质量累计百分比为10%时对应的粒径时对应的粒径有效粒径有效粒径 D60d土粒粒径质量累计百分比为土粒

11、粒径质量累计百分比为60%时对应的粒径时对应的粒径限定粒径限定粒径 2）判定：）判定：Ku5时，土颗粒不均匀，级配良好时，土颗粒不均匀，级配良好 Ku5时，土颗粒均匀，级配不好时，土颗粒均匀，级配不好现在学习的是第15页，共60页二、土的工程性质二、土的工程性质（一）（一）土的质量密度土的质量密度土的密度是单位体积土的质量。公式土的密度是单位体积土的质量。公式:见见pg6图图1-3 通常砂土为：通常砂土为：1.62.0103 kg/m3 粘土和粉土为：粘土和粉土为：1.82.0103 kg/m3（二）二）土的重力密度（容重）土的重力密度（容重）由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度，简称为

12、重度（单由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度，简称为重度（单位为位为kN/m3）。）。通常砂土为：通常砂土为：1620 kN/m3 粘土和粉土为：粘土和粉土为：1820 kN/m3 mV10g现在学习的是第16页，共60页（三）（三）土的相对密度土的相对密度ds（比重）（比重）土的相对密度是指土粒的密度与土的相对密度是指土粒的密度与4时的纯水密度之比时的纯水密度之比。计算公式：。计算公式：dsms/(VsW1)W14时纯水密度。通常土颗粒比重参考值见时纯水密度。通常土颗粒比重参考值见pg7表表1-2（四）（四）土的含水量土的含水量w重点重点 土的含水量是土中水的质量与固体（土粒）质量土的

13、含水量是土中水的质量与固体（土粒）质量之比，由下式表示：之比，由下式表示：见见pg7 表示土的湿度指标之一。表示土的湿度指标之一。100%wsmm现在学习的是第17页，共60页（五）（五）土的干密度土的干密度d 干密度是土的固相质量干密度是土的固相质量ms与土的总体积与土的总体积V 之比，可之比，可由下式表示：由下式表示：见见pg7 一般为一般为1.31.8103 kg/m3（六）六）土的干重度土的干重度d（见见pg7）dmsg/V=d g（七）七）土的饱和重度土的饱和重度sat 土的饱和密度是当土的孔隙中全部为水所充满时土的饱和密度是当土的孔隙中全部为水所充满时的密度，即全部充满孔隙的水的质

14、量与固相质量之和的密度，即全部充满孔隙的水的质量与固相质量之和与土的总体积与土的总体积V之比，由下式表示：之比，由下式表示：sat(GswVv)/V 一般为一般为1823 kN/m3 sdmV现在学习的是第18页，共60页（八）（八）土的有效重度土的有效重度/有效重度是扣除浮力以后的固相重力与土的总体积有效重度是扣除浮力以后的固相重力与土的总体积之比（又称为浮重度），由下式表示：之比（又称为浮重度），由下式表示：式中式中w为水的重度，纯水在为水的重度，纯水在 4 时的重度等于时的重度等于9.81 kN/m3，在工程上常取为在工程上常取为10 kN/m3。在计算地下水位在计算地下水位以下土层的自

15、重应力时应当用有效重度。以下土层的自重应力时应当用有效重度。/sWssWssatWm gVGVVV现在学习的是第19页，共60页（九）（九）土的孔隙比土的孔隙比e 重点（重点（见pg8）土的孔隙比是孔隙的体积土的孔隙比是孔隙的体积Vv与固相体积与固相体积Vs之比，以小数之比，以小数计，由下式表示：计，由下式表示：孔隙比常用来评价土的紧密程度，或从孔隙比的变化孔隙比常用来评价土的紧密程度，或从孔隙比的变化推算土的压密程度。推算土的压密程度。通常通常 e 0.6 密实，压缩性小；密实，压缩性小；e 1.0疏松，压缩性大。疏松，压缩性大。（十）（十）土的孔隙率土的孔隙率n重点重点土的孔隙率是孔隙的体

16、积与土的总体积土的孔隙率是孔隙的体积与土的总体积 V 之比，即之比，即 vsVeV100%vVnV现在学习的是第20页，共60页（十一）（十一）土的饱和度土的饱和度Sr 土的饱和度土的饱和度Sr是是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比，常指孔隙中水的体积与孔隙体积之比，常用百分数表示，即用百分数表示，即 通常通常Sr50%稍湿；稍湿；5080 很湿；很湿；Sr80饱和饱和【例题【例题1-1】已知土的试验指标：已知土的试验指标：土颗粒的容重土颗粒的容重 =18kN/m3，s=2.7g/cm3 和和w=12，求求e,Sr 和和 d。【解】设土体积等于解】设土体积等于1，则土重力，则土重力G V18 kN

17、。100%wrvVSV现在学习的是第21页，共60页 已知土粒的重力已知土粒的重力 Gs 与水的重力与水的重力Gw 之和等于土的重力之和等于土的重力G，即即GGsGw。水的重力水的重力 Gw 与土的重力与土的重力 Gs 之比等于含水量之比等于含水量w，则则GwwGs 0.12Gs，由此求得土粒的重力由此求得土粒的重力 Gs16 kN。土粒体积土粒体积 Vs 可由土粒的密度可由土粒的密度 s 和土粒的重力和土粒的重力 Gs 求得求得，其值为，其值为0.59 m3，孔隙的体积孔隙的体积Vv则为则为0.41 m3，水的体水的体积积 Vw 由水的重度由水的重度 w 和水的重力和水的重力 Gw 求得，其

18、值为求得，其值为0.19 m3。根据三相指标定义可计算孔隙比根据三相指标定义可计算孔隙比e，饱和度饱和度Sr 和干重度和干重度 d 的数值：的数值：现在学习的是第22页，共60页 在实际工程计算中一般是先导出相应的换算公式，在实际工程计算中一般是先导出相应的换算公式，然后直接用换算公式计算。然后直接用换算公式计算。0.410.690.59VsVeV0.1946%0.41WrVVSV316.0161.0ssdm gGKN mVV现在学习的是第23页，共60页(十二十二)土的密实度土的密实度重点重点1 1、非粘性土（砂土、碎石土）、非粘性土（砂土、碎石土）松密程度松密程度判别方法：判别方法：1）天

19、然孔隙比天然孔隙比e用天然孔隙比用天然孔隙比e来表示砂土的密实度时，可能会因颗粒形来表示砂土的密实度时，可能会因颗粒形状而导致结果不正确。如：均粒密砂、状而导致结果不正确。如：均粒密砂、e较大。不均粒的松较大。不均粒的松散砂、散砂、e较小。较小。密实度密实度密实密实中密中密稍密稍密松散松散砾石、粗砂、砾石、粗砂、中砂中砂e0.60.60e0.750.75e0.85e0.85细砂、粉砂细砂、粉砂e0.70.70e0.850.85e0.95e0.95现在学习的是第24页，共60页2 2）相对密实度）相对密实度（见pg9）计算砂土的相对密实度：计算砂土的相对密实度：密实度密实度 密实密实 中密中密

20、松散松散 相对密度相对密度 Dr1.00.67 0.670.33 0.330 现在学习的是第25页，共60页3 3）现场标准贯入试验锤击数）现场标准贯入试验锤击数 利用质量为利用质量为63.5kg的穿芯锤，落距为的穿芯锤，落距为76cm，直径为，直径为42mm的触探杆自由下落，将标准贯入器打入土层的触探杆自由下落，将标准贯入器打入土层中中15cm。以后，记录每打入土中。以后，记录每打入土中30cm的锤击数。即为的锤击数。即为实测锤击数实测锤击数N/。当触探杆长度超过。当触探杆长度超过3m时，应乘以校正时，应乘以校正系数。系数。现场标准贯入试验锤击数：现场标准贯入试验锤击数：NaN/结论：见结论

21、：见pg9pg9表表1 14 4，N10松散；松散；10N15稍密；稍密；15N30中密；中密；N30密实。密实。现在学习的是第26页，共60页2 2、粘性土、粘性土(粉质粘土、粘土粉质粘土、粘土)软硬程度软硬程度 1）界限含水量界限含水量粘性土四态粘性土四态 固态固态 半固态半固态 塑态塑态 流态流态 含水量含水量 含少量吸着含少量吸着水水 含大量吸着水含大量吸着水 含薄膜水、含薄膜水、少少量自由水量自由水含大量自由水含大量自由水 感感 官官 十分密实、十分密实、不易分开不易分开 较密实、外力较密实、外力 作用下断裂作用下断裂外力作用下不外力作用下不断裂、只断裂、只 颗粒间摩擦力颗粒间摩擦力

22、减减 力学情况力学情况 很好很好 好好 较好较好 极差（无强度）极差（无强度）界限名称界限名称 收缩界限收缩界限可塑界限可塑界限液性界限液性界限 简简 称称：缩限（缩限（ws）塑限（塑限（wp）液限（液限（wL）界限确定界限确定 人工滚搓法人工滚搓法锥式液限仪法锥式液限仪法 现在学习的是第27页，共60页2）塑性指数塑性指数Ip粘性土分类粘性土分类 概念：概念：IpwLwp 粘土粘土Ip17；粉质粘土（亚粘土）；粉质粘土（亚粘土）10 Ip 17；轻亚粘土；轻亚粘土3 Ip 10 3）液性指数液性指数IL 粘性土软硬指标粘性土软硬指标 液性指数液性指数 IL 是表示天然含水量与界限含水是表示天

23、然含水量与界限含水量相对关系的指标，其表达式为：量相对关系的指标，其表达式为：现在学习的是第28页，共60页 可塑状态的土的液性指数在可塑状态的土的液性指数在0到到l之间，液性指数越大，表之间，液性指数越大，表示土越软；液性指数大于示土越软；液性指数大于1的土处于流动状态；小于的土处于流动状态；小于0的的土则处于固体状态或半固体状态。土则处于固体状态或半固体状态。粘性土状态可根据液性指数粘性土状态可根据液性指数 IL 分为坚硬、硬塑、分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑，见表所示。可塑、软塑和流塑，见表所示。表表1-5 按液性指数值确定粘性土状态按液性指数值确定粘性土状态 IL值值 IL0 0IL

24、0.25 0.25IL0.75 0.75IL1.0 1.0IL 状态状态 坚硬坚硬 硬塑硬塑 可塑可塑 软塑软塑 流塑流塑 现在学习的是第29页，共60页【例题例题1-2】已知粘性土的密度已知粘性土的密度 s=2.75 g/cm3，液限为液限为40，塑限为，塑限为22，饱和度为，饱和度为0.98，孔隙，孔隙比为比为1.15，试计算塑性指数、液性指数及确定粘性，试计算塑性指数、液性指数及确定粘性土的状态。土的状态。【解解】根据液限和塑限可求得塑性指数为根据液限和塑限可求得塑性指数为18，土的含，土的含水量及液性指数可由下式求得水量及液性指数可由下式求得 IL l，故此粘性土为流塑状态。，故此粘性

25、土为流塑状态。现在学习的是第30页，共60页(十三十三)土的可松性土的可松性 土经挖掘后，颗粒间的相互连接遭到破坏，挖掘后土经挖掘后，颗粒间的相互连接遭到破坏，挖掘后的回填土，其体积一般比开挖前的自然体积要增大些的回填土，其体积一般比开挖前的自然体积要增大些，这都是因为土具有可松性造成的。，这都是因为土具有可松性造成的。其大小用：其大小用：最初可松性系数：最初可松性系数：K1=V2/V1 V1开挖前土的自然密实体积；开挖前土的自然密实体积；V2开挖后土的松散体积；开挖后土的松散体积；最后可松性系数：最后可松性系数：K2=V3/V1 V3压实后土的体积。压实后土的体积。现在学习的是第31页，共6

26、0页 K1用于计算挖方工程量的主要参数；用于计算挖方工程量的主要参数；K2用于计算填方工程量的主要参数；用于计算填方工程量的主要参数；土的可松性系数可以参考土的可松性系数可以参考pg16表表111。以挖掘前的以挖掘前的天然密实体积为准计算。天然密实体积为准计算。土方体积折算表土方体积折算表 虚方体积天然密实度体积夯实后体积松填体积1.000.770.670.831.301.000.871.081.501.151.001.251.200.920.801.00现在学习的是第32页，共60页（十四）（十四）土的压实性土的压实性 由于土中有孔隙，因此，土具有压实性。通过施加由于土中有孔隙，因此，土具有

27、压实性。通过施加外力外力静压力、振动力、冲击力，使土中的孔隙静压力、振动力、冲击力，使土中的孔隙减少的过程，称之为压密。减少的过程，称之为压密。理论上讲：绝对密实的土，承载力大，当然，土中应理论上讲：绝对密实的土，承载力大，当然，土中应不存在孔隙。事实上，这是办不到的。不存在孔隙。事实上，这是办不到的。因此，工程上用最大干密度因此，工程上用最大干密度dmax来表示。来表示。现在学习的是第33页，共60页1、最佳含水量（最优含水量）最佳含水量（最优含水量）在对土进行压密过程中，输入一定压实能量，导致土在对土进行压密过程中，输入一定压实能量，导致土能达到最大干密度时的含水量，称为最佳含水量（或最优

28、能达到最大干密度时的含水量，称为最佳含水量（或最优含水量）。含水量）。思考题：为什么含水量的大小会影响土的压密性？思考题：为什么含水量的大小会影响土的压密性？答：（答：（1）含水量大。土中的水分排出困难，孔隙比较高，干密）含水量大。土中的水分排出困难，孔隙比较高，干密度较小；度较小；（2）含水量小。土中缺乏必要的润滑，压密能量消耗大，颗粒）含水量小。土中缺乏必要的润滑，压密能量消耗大，颗粒飞散，压不实，干密度较小。飞散，压不实，干密度较小。当回填土中自然含水量高于最佳含水量时，应在夯实前晾当回填土中自然含水量高于最佳含水量时，应在夯实前晾晒；晒；当回填土中自然含水量低于最佳含水量当回填土中自然

29、含水量低于最佳含水量2%时，应在夯实前时，应在夯实前注水浸润。注水浸润。现在学习的是第34页，共60页2、最大干密度最大干密度 dmax在最佳含水量下，达到的最大密实度。在最佳含水量下，达到的最大密实度。最佳含水量和最大干密度可通过室内击实试验确定最佳含水量和最大干密度可通过室内击实试验确定。注意：加大击实能量，最大干密度增大，最优含水量减少。注意：加大击实能量，最大干密度增大，最优含水量减少。无击实资料时：无击实资料时：dmax压实填土最大干密度；压实填土最大干密度；经验系数，粘土取经验系数，粘土取0.95，粉质粘土取，粉质粘土取0.96，粉土取，粉土取0.97；w水的密度；水的密度；ds土

30、粒相对密度；土粒相对密度；wop最优含水量最优含水量%，按当地经验或，按当地经验或wp2，粉土取，粉土取1418。对于，非粘性土对于，非粘性土dmax2.02.2103 kg/m3 max1 0.01wsdopsdw d现在学习的是第35页，共60页3、压实系数、压实系数 cc=d/dmaxd 土的控制干密度；土的控制干密度；dmax压实填土最大干密度。压实填土最大干密度。一般要求：压实系数达到一般要求：压实系数达到0.940.96以上。以上。现在学习的是第36页，共60页(十五十五)土的力学状况土的力学状况1、土的压缩性土的压缩性 地基土在压力作用下体积减少的性质。地基土在压力作用下体积减少

31、的性质。1）土的压缩量土的压缩量 h hh(e1e2)/(1e1)式中：式中：h土的压缩量；土的压缩量；h 土压缩前的厚度；土压缩前的厚度；e1土压缩前的孔隙比；土压缩前的孔隙比；e2土压缩后的孔隙比。土压缩后的孔隙比。现在学习的是第37页，共60页2）压缩系数压缩系数 用来评价地基土压缩性高低的指标用来评价地基土压缩性高低的指标 =e/p=(e1e2)/(p2p1)(MPa-1)用土的孔隙比与压力曲线，用土的孔隙比与压力曲线，ep曲线求得。曲线求得。工程上：工程上：p10.1 MPa；p20.2 MPa 当：当：1-20.1 MPa-1时，属低压缩性土时，属低压缩性土 0.1 MPa-11-

32、20.5 MPa-1时，属中压缩性土时，属中压缩性土 1-20.5 MPa-1时，属高压缩性土时，属高压缩性土现在学习的是第38页，共60页3）压缩模量压缩模量 Es也可用来评价地基土压缩性的高低也可用来评价地基土压缩性的高低土在完全侧限条件下：土在完全侧限条件下：Es=z/z z竖向附加应力竖向附加应力 zp2 p1 z竖向应变竖向应变 z=(e1e2)/(1e1)Es=(1e1)/压缩模量压缩模量Es值越小，压缩性越高值越小，压缩性越高 工程上当：工程上当：Es1-24 MPa时，属高压缩性土时，属高压缩性土 4MPaEs1-215 MPa时，属中压缩性土时，属中压缩性土 15MPaEs1

33、-240 MPa时，属低压缩性土时，属低压缩性土 现在学习的是第39页，共60页2、土中应力及其分布土中应力及其分布重点重点 1）土的自重应力土的自重应力 当没有侧向变形和剪切变形时，由于土体本身的质量当没有侧向变形和剪切变形时，由于土体本身的质量引起的土中应力，称为自重应力引起的土中应力，称为自重应力。（kPa）式中：式中：n 土层数；土层数；i第第i土层的土重度；土层的土重度；hi第第i土层的土厚度；土层的土厚度；1niiih现在学习的是第40页，共60页2）附加应力附加应力 p 构筑物等荷载作用于土层或地基，导致土层或地基土产构筑物等荷载作用于土层或地基，导致土层或地基土产生应力，这种荷

34、载被称作附加荷载，这种应力称为附加应力生应力，这种荷载被称作附加荷载，这种应力称为附加应力。其分布和大小定性的讲：。其分布和大小定性的讲：某一深度的附加应力为，距荷载作用点越远，其值越小。某一深度的附加应力为，距荷载作用点越远，其值越小。荷载作用点下，不同深度的附加应力为，其值随深度荷载作用点下，不同深度的附加应力为，其值随深度的增加而减少。的增加而减少。荷载作用点外，最大值出现在荷载荷载作用点外，最大值出现在荷载 影响线处，随深度的增加或减少，其值减少。影响线处，随深度的增加或减少，其值减少。现在学习的是第41页，共60页3 3、土的抗剪强度、土的抗剪强度土抵抗剪切破坏的能力。土抵抗剪切破坏

35、的能力。1）剪切试验）剪切试验 2）土的抗剪切强度（库仑定律）土的抗剪切强度（库仑定律）根据抗剪曲线图（绘出）根据抗剪曲线图（绘出）可得：可得：砂土类土抗剪强度：砂土类土抗剪强度：f=tan （kPa）粘土类土抗剪强度：粘土类土抗剪强度：f=tanc（kPa）式中：式中：tan土的内摩擦力土的内摩擦力（kPa）；来源于：）；来源于：颗粒间的摩擦阻颗粒间的摩擦阻力和咬合力；力和咬合力；土的法向应力（土的法向应力（kPa）；）；土的内摩擦角（度）；土的内摩擦角（度）；tan土的内摩擦系数；土的内摩擦系数；c粘性土的粘聚力（粘性土的粘聚力（kPa）来源于：）来源于：颗粒间天然胶结物的胶结作用颗粒间天

36、然胶结物的胶结作用和电分子引力。和电分子引力。现在学习的是第42页，共60页要点要点（1）土的抗剪强度，随剪切面上的正应力（）土的抗剪强度，随剪切面上的正应力（N）大）大小而变化；摩擦系数和内摩擦角不变化；小而变化；摩擦系数和内摩擦角不变化；（2）砂性土的抗剪强度，由土的内摩擦力组成；）砂性土的抗剪强度，由土的内摩擦力组成；粘性土的抗剪强度，由土的内摩擦力粘聚粘性土的抗剪强度，由土的内摩擦力粘聚力组成；力组成；（3）粘性土的颗粒越细，塑性越大，粘聚力也）粘性土的颗粒越细，塑性越大，粘聚力也越大。越大。现在学习的是第43页，共60页4、土的边坡和边坡率土的边坡和边坡率n 我们研究土的抗剪强度的目

37、的是：确定地我们研究土的抗剪强度的目的是：确定地基承载力、评价土的稳定性。如何评价土的稳基承载力、评价土的稳定性。如何评价土的稳定性？定性？1）自然倾角（安息角）自然倾角（安息角）以干砂自由下落，自然堆放成，这就是稳定性问题，由颗以干砂自由下落，自然堆放成，这就是稳定性问题，由颗粒间的摩擦力形成的，称粒间的摩擦力形成的，称为安息角。为安息角。完全松散的砂土完全松散的砂土：现在学习的是第44页，共60页2）边坡边坡 在土方开挖时，为了保持土壁的稳定性，人为在土方开挖时，为了保持土壁的稳定性，人为地近似形成土的地近似形成土的“安息角安息角”，必须要挖成一定的斜坡，必须要挖成一定的斜坡，这个斜坡叫做

38、边坡。用这个斜坡叫做边坡。用1：n表示。表示。3）边坡率边坡率 n 表示边坡的陡缓用表示边坡的陡缓用1：n；而；而na/h 称为边坡率。称为边坡率。现在学习的是第45页，共60页4）边坡选择边坡选择原则：根据土的性质（原则：根据土的性质（、c），含水量、附加荷载情况、晾槽时间），含水量、附加荷载情况、晾槽时间等确定。等确定。砂土的边坡缓，砂土的边坡缓，n值大；粘性土的边坡陡，值大；粘性土的边坡陡，n值小。值小。含水量较大的土，应留有较缓的边坡，含水量较大的土，应留有较缓的边坡，n值大。值大。槽上有附加荷载（堆土、其他荷载），应留有较缓的边坡，槽上有附加荷载（堆土、其他荷载），应留有较缓的边坡，

39、n值大或值大或加支撑。加支撑。临时性土方工程，可留较陡的边坡，临时性土方工程，可留较陡的边坡，n值小。值小。沟槽越深，边坡应缓，沟槽越深，边坡应缓，n值大。特别是沟槽上部。值大。特别是沟槽上部。晾槽时间过久会引起槽壁坍塌，边坡应缓，晾槽时间过久会引起槽壁坍塌，边坡应缓，n值大。值大。雨季进行土方开挖，应留有较缓的边坡，雨季进行土方开挖，应留有较缓的边坡，n值大或加支撑值大或加支撑 现在学习的是第46页，共60页（a）（b）（c）（d）图12 土方边坡（a）直线边坡；（b）不同土层折线边坡；（c）不同深度折线边坡；（d）阶梯边坡（c）现在学习的是第47页，共60页（十六）（十六）土的渗透性土的渗

40、透性 表示土的透水的性质、渗水能力。表示土的透水的性质、渗水能力。其大小取决于土的结构、颗粒大小形状、粒径级其大小取决于土的结构、颗粒大小形状、粒径级配状况、土的密实程度、土的温度等，还与胶质颗配状况、土的密实程度、土的温度等，还与胶质颗粒的含量、水中电解质含量有关。粒的含量、水中电解质含量有关。其值用渗透系数其值用渗透系数K表示。表示。渗水量：渗水量：QKI 式中：式中：Q单位时间内流过的水量；单位时间内流过的水量；I水力梯度；水力梯度；土垂直于渗流方向的断面积；土垂直于渗流方向的断面积；渗流速度：渗流速度：v KI。一般，一般，K有实测求得。有实测求得。粘土类：粘土类：K1（m/d）；砂土

41、类：）；砂土类：K1100（m/d）；）；碎石类：碎石类：K100（m/d）。）。现在学习的是第48页，共60页二、地基土的分类二、地基土的分类简述（一）按（一）按建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范分类分类*岩石岩石 按其坚固性分：按其坚固性分：硬质岩石硬质岩石（花岗岩、石英岩、石灰岩等）抗（花岗岩、石英岩、石灰岩等）抗压强度压强度30MPa；软质岩石软质岩石（页岩、粘土岩、云母片岩等）抗压强度（页岩、粘土岩、云母片岩等）抗压强度30MPa；按风化程度分：按风化程度分：微风化微风化（岩质新鲜，稍有风化迹象）（岩质新鲜，稍有风化迹象）中等风化中等风化（岩体分为块状，镐难挖掘）（岩体分为块状

42、，镐难挖掘）强风化强风化（岩体分为碎石状，镐可挖掘）（岩体分为碎石状，镐可挖掘）现在学习的是第49页，共60页*碎石土碎石土按粒径级配分：按粒径级配分：漂石、块石；卵石、碎石；园砾、角漂石、块石；卵石、碎石；园砾、角砾。见表砾。见表16，pg10按密实度分：按密实度分：密实、中密、稍密、松散。密实、中密、稍密、松散。见表见表14，pg9 *砂土砂土按粒径级配分：按粒径级配分：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。见砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。见表表17，pg11按密实度分：按密实度分：密实、中密、稍密、松散。密实、中密、稍密、松散。见表见表14，pg9 现在学习的是第50页，共60页*粘土粘土按塑性

43、指数按塑性指数Ip分分：粉土粉土Ip10；粉质粘土粉质粘土10Ip17；粘土粘土Ip17。按密实度分按密实度分：密实、中密、稍密、松散。：密实、中密、稍密、松散。按液性指数按液性指数IL分分 坚硬坚硬IL0 硬塑硬塑0 IL 0.25 可塑可塑0.25 IL 0.75 软塑软塑0.75 IL 1 流塑流塑IL 1 见表见表15，pg10按工程地质特征分按工程地质特征分：老粘土：老粘土：2.5万年以前形成的；一万年以前形成的；一般粘土：般粘土：2.5万年以内形成的万年以内形成的。现在学习的是第51页，共60页*人工填土人工填土（1）素填土素填土：无其他杂物（垃圾），由碎石土、砂土、粘：无其他杂物

44、（垃圾），由碎石土、砂土、粘性土组成，经分层夯实的土。性土组成，经分层夯实的土。（2）杂填土杂填土：有其他杂物（含有建筑垃圾、工业废料、：有其他杂物（含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等人工垃圾）的填土。生活垃圾等人工垃圾）的填土。（3）冲填土冲填土：水冲填泥沙形成的沉积土。：水冲填泥沙形成的沉积土。（4）炉灰炉灰：以煤及煤土混合物，经燃烧而形成的无机：以煤及煤土混合物，经燃烧而形成的无机矿物质（炉渣）为主的填土。矿物质（炉渣）为主的填土。（二）按颗粒的粒径大小分类（量直径或最长边）（二）按颗粒的粒径大小分类（量直径或最长边）分为六类。见表分为六类。见表11，pg3现在学习的是第52页，共60页

45、（三）按开挖难易程度或从施工角度分类（工程定额（三）按开挖难易程度或从施工角度分类（工程定额）分为分为8类类16级。见表级。见表110，pg12（四）特殊类土（四）特殊类土耕作土、壤土耕作土、壤土：含大量有机质的土。不能作地基土。：含大量有机质的土。不能作地基土。黄土黄土：浅黄色、结构疏松、肉眼可见孔隙、且很多，土中含盐分、成分：浅黄色、结构疏松、肉眼可见孔隙、且很多，土中含盐分、成分均匀。晴天硬，雨天很软且湿陷。均匀。晴天硬，雨天很软且湿陷。混合土混合土：两种以上的土混合在一起。如：砂混粘土（粘土多、砂土少）：两种以上的土混合在一起。如：砂混粘土（粘土多、砂土少）有机土有机土：有机物含量大于

46、：有机物含量大于10%10%。承载力差、重量轻。诸如：泥碳、草木。承载力差、重量轻。诸如：泥碳、草木灰等。灰等。膨胀土膨胀土：它的体积随含水量增加而膨胀，随含水量减少而收缩。：它的体积随含水量增加而膨胀，随含水量减少而收缩。现在学习的是第53页，共60页作业布置作业布置1：1)土的性质计算土的性质计算：根据土的重度根据土的重度、含水量、含水量w和相对密度和相对密度ds的试验结果，计算土的孔隙率的试验结果，计算土的孔隙率n和孔隙比和孔隙比e值。值。2)土的性质计算土的性质计算：已知土粒比重为已知土粒比重为2.68，土的密度为，土的密度为1.91g/cm3，含水量为，含水量为29。求土的干密度、孔

47、隙比、孔。求土的干密度、孔隙比、孔隙率和饱和度。隙率和饱和度。3)回填土最佳含水量计算回填土最佳含水量计算：某回填土共有某回填土共有1000103 kg，其含水量为其含水量为10%，回填夯实时要求的最佳含水量为，回填夯实时要求的最佳含水量为20%，试计算该回填土中应加多少水才能达到最佳含水量？试计算该回填土中应加多少水才能达到最佳含水量？现在学习的是第54页，共60页4)已知土的试验指标：已知土的试验指标：土颗粒的容重土颗粒的容重 =18kN/m3，s=2.7g/cm3 和和w=12，求求e,Sr 和和 d5)已知粘性土的密度已知粘性土的密度 s=2.75 g/cm3，液限为，液限为40，塑限为，塑限为22，饱和度为，饱和度为0.98，孔隙比为，孔隙比为1.15，试计算塑性指数，试计算塑性指数、液性指数及确定粘性土的状态。、液性指数及确定粘性土的状态。现在学习的是第55页，共60页现在学习的是第56页，共60页现在学习的是第57页，共60页现在学习的是第58页，共60页现在学习的是第59页，共60页现在学习的是第60页，共60页