第二章 土的物理性质.ppt

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1、主讲人:王莹瑜 建筑与土木工程系 学习要求学习要求学习要求学习要求 了解土的成因和三相组成，掌握土的物理性质指标和物了解土的成因和三相组成，掌握土的物理性质指标和物了解土的成因和三相组成，掌握土的物理性质指标和物了解土的成因和三相组成，掌握土的物理性质指标和物理状态指标的定义、物理概念、计算公式和单位。要求熟理状态指标的定义、物理概念、计算公式和单位。要求熟理状态指标的定义、物理概念、计算公式和单位。要求熟理状态指标的定义、物理概念、计算公式和单位。要求熟练地掌握物理指标的三相换算。练地掌握物理指标的三相换算。练地掌握物理指标的三相换算。练地掌握物理指标的三相换算。了解地基土的工程分类依据了解

2、地基土的工程分类依据了解地基土的工程分类依据了解地基土的工程分类依据,掌握土准确定名的方法。掌握土准确定名的方法。掌握土准确定名的方法。掌握土准确定名的方法。基本内容基本内容基本内容基本内容 土的三相组成土的三相组成土的三相组成土的三相组成 土的三相比例指标土的三相比例指标土的三相比例指标土的三相比例指标 土的结构与构造土的结构与构造土的结构与构造土的结构与构造 粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量粘性土的界限含水量 砂土砂土砂土砂土的的的的密实度密实度密实度密实度 土土土土的工程分类的工程分类的工程分类的工程分类2.1土的成因和三相组成土的成因和三相组成2.2土的结构和构造

3、土的结构和构造2.3土的物理性质指标土的物理性质指标2.4土的物理状态指标土的物理状态指标2.5土的工程分类土的工程分类2.1 土的成因与三相组成二、土的类型二、土的类型一、土的成因：一、土的成因：一、土的成因：一、土的成因：岩石岩石风化作用风化作用（物理、化学）（物理、化学）岩石岩石破碎破碎搬运搬运沉积沉积大小、形状和大小、形状和成分都不相同成分都不相同的松散颗粒集的松散颗粒集合体（土）合体（土）1 1）残积土）残积土指残留在原地未经搬运的那一部分岩石风化、剥蚀后的指残留在原地未经搬运的那一部分岩石风化、剥蚀后的碎屑碎屑堆积物堆积物。其成分与母岩相同，一般没有层理构造，均质性很。其成分与母岩

4、相同，一般没有层理构造，均质性很差，孔隙度大，作为建筑物地基容易产生不均匀沉降。差，孔隙度大，作为建筑物地基容易产生不均匀沉降。2 2）坡积土）坡积土 指高处的风化碎屑物在雨、雪或者本身的重力作用下，指高处的风化碎屑物在雨、雪或者本身的重力作用下，搬运而成的山坡堆积物。搬运而成的山坡堆积物。3 3）洪积土）洪积土 指在山区或者高地有暂时性水流（如山洪急流）指在山区或者高地有暂时性水流（如山洪急流）作用将大量的残积物、坡积物搬运堆积在山谷中或作用将大量的残积物、坡积物搬运堆积在山谷中或山前平原上的堆积物（洪积扇）山前平原上的堆积物（洪积扇）4 4）冲积土）冲积土 指由河流的流水地质作用，将两岸基

5、岩及上部覆指由河流的流水地质作用，将两岸基岩及上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀、搬运、沉积在河流坡降盖的坡积物、洪积物剥蚀、搬运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。平缓地带形成的沉积物。5 5）湖泊沉积土）湖泊沉积土 A.A.湖边沉积土湖边沉积土 B.B.湖心沉积土湖心沉积土6 6）海洋沉积土）海洋沉积土 7 7）风沉积土）风沉积土 8 8）冰川沉积土）冰川沉积土 总之，土的成因决定了土的类别总之，土的成因决定了土的类别 四、土的三相组成四、土的三相组成天然状态的土一般为三相土。即：天然状态的土一般为三相土。即：固相、液相、气相固相、液相、气相。其。其三相之间的比例关系、土的颗粒组成、大小、土的

6、结构形三相之间的比例关系、土的颗粒组成、大小、土的结构形式和构造等会直接影响到其工程性质。式和构造等会直接影响到其工程性质。土气相：孔隙中的空气。液相：土体孔隙中的水；固相：土的颗粒、粒间胶结物；1 1）土的固颗粒体）土的固颗粒体（1 1）土粒的矿物成分）土粒的矿物成分固体颗粒是土的三相中决定土工程性质的主要成分。固体颗粒是土的三相中决定土工程性质的主要成分。名称名称成因成因矿物成分矿物成分特征特征原生矿原生矿物物岩浆在冷凝过程岩浆在冷凝过程中形成。中形成。石英、长石、石英、长石、云母、角闪云母、角闪石、辉石等石、辉石等是母岩物理风化的产物，矿物成分是母岩物理风化的产物，矿物成分与母岩相同，如

7、漂石、卵石、圆砾与母岩相同，如漂石、卵石、圆砾等颗粒较粗，性质稳定，吸水能力等颗粒较粗，性质稳定，吸水能力很弱，无塑性。很弱，无塑性。次生矿次生矿物物原生矿物进一步原生矿物进一步因氧化、水化、因氧化、水化、水解及溶解等化水解及溶解等化学风化作用后形学风化作用后形成。成。高岭石、伊高岭石、伊利石、蒙脱利石、蒙脱石、石膏等石、石膏等颗粒极细，种类很多，以晶体矿物颗粒极细，种类很多，以晶体矿物为主。如粘土矿物的基本构成单元为主。如粘土矿物的基本构成单元为硅氧晶片和铝氢氧晶片。粘土矿为硅氧晶片和铝氢氧晶片。粘土矿物具有颗粒小，呈片状，比表面积物具有颗粒小，呈片状，比表面积大，吸水能力强大，吸水能力强固

8、体土颗粒有机质无机矿物质颗粒：原生矿物、次生矿物；（2 2）土颗粒的大小）土颗粒的大小粒度粒度的概念：土粒的大小的概念：土粒的大小粒组粒组的概念：工程上通常把大小相近、性质相似的概念：工程上通常把大小相近、性质相似的土粒合并为组，为粒组。的土粒合并为组，为粒组。界限粒径指土在性质上表现出有明显差异的粒径作为划分粒组的界限粒径。根据规范建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）将自然界中土颗粒分为六大类。粒组统称粒组统称粒组名称粒组名称粒径范围粒径范围（mm）一般特性一般特性巨粒组巨粒组漂石或块石颗粒漂石或块石颗粒200透水性大，无粘性，无毛细水。透水性大，无粘性，无毛细水。卵石或碎石颗粒

9、卵石或碎石颗粒20060透水性大，无粘性，无毛细水。透水性大，无粘性，无毛细水。粗粒组粗粒组圆砾或角砾颗粒圆砾或角砾颗粒6002透水性大，无粘性，毛细上升高透水性大，无粘性，毛细上升高度很小。度很小。砂粒砂粒20.075易透水，当混入云母等杂物时，易透水，当混入云母等杂物时，透水性减小，压缩性增加；无粘透水性减小，压缩性增加；无粘性，遇水不膨胀，干燥时松散；性，遇水不膨胀，干燥时松散；毛细上升高度小，随粒径变小而毛细上升高度小，随粒径变小而增大。增大。细粒组细粒组粉粒粉粒0.0750.005透水性小；湿时稍有粘性，遇水透水性小；湿时稍有粘性，遇水不膨胀，干时稍有收缩；毛细上不膨胀，干时稍有收缩

10、；毛细上升高度较大且较快，极易出现冻升高度较大且较快，极易出现冻胀现象。胀现象。粘粒粘粒0.075mm的土）的土）B.B.沉降分析法：沉降分析法：适用条件：适用条件：粒径小于粒径小于0.075mm0.075mm操作方法：操作方法：密度计法、移液管法密度计法、移液管法步骤步骤:利用不同大小的土粒在水中的沉降利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量速度不同来确定小于某粒径的土粒含量详细见：详细见：土工试验方法标准土工试验方法标准2 2）土中的水）土中的水 土中水的形态：固态、液态、气态土中水的形态：固态、液态、气态其中：液态水包括其中：液态水包括:（1 1）结合水）结合水强

11、结合水：强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排 列、列、丧失液体的特性而接近于固体丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水：弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱场作用力随着与颗粒距离增大而减弱 （2 2）自由水：）自由水：存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能传递水压力，存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能传递水压力，冰点为冰点为0，有溶解能力，包括：重力水、毛细水，有溶解能力，包括：重力水、毛细水 重力水：重力

12、水：存在于地下水位以存在于地下水位以下下的孔隙中，的孔隙中，只受重力作用而移动，能传递只受重力作用而移动，能传递 水压力和水压力和 产生浮力作用。产生浮力作用。毛细水：毛细水：存在于地下水位以存在于地下水位以上上的土孔隙中，的土孔隙中，在表面张力的作用下，地下水在表面张力的作用下，地下水沿着毛细管上升。沿着毛细管上升。土中的水土中的水气态水气态水:土中的水蒸气土中的水蒸气固态水：低于固态水：低于00冻结成冰，形成冻土冻结成冰，形成冻土结合水概念结合水概念强结合水、弱结合水强结合水、弱结合水3）土中的气体土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。（1

13、）自由气体：土中孔隙气体与大气相通的部分，对工程）自由气体：土中孔隙气体与大气相通的部分，对工程不产生影响不产生影响（2）封闭气体）封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于：受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定稳定2.2土的结构和构造一、土的结构一、土的结构是指土粒之间的是指土粒之间的空间排列空间排列及其及其联结形式联结形式（与组成土的（与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条

14、条件有关颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条条件有关）单粒结构单粒结构 蜂窝结构蜂窝结构 絮状结构絮状结构1.1.单粒结构：单粒结构：粗矿物颗粒粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态 密实状态密实状态疏松状态疏松状态2.2.蜂窝结构：蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位于重力，接触后，不再继续下沉，形成

15、链环单位,很多链很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构 蜂窝结构蜂窝结构3.3.絮状结构絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构下沉，形成孔隙较大的絮状结构 絮状结构絮状结构二、土的构造二、土的构造土的构造土的构造是指土中的物质成分和颗粒大小等都相近是指土中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分土层

16、之间的相互关系的特征。的各部分土层之间的相互关系的特征。主要特征是土的成层性和裂隙性主要特征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙即层理构造和裂隙构造，二者都造成了土的不均匀性构造，二者都造成了土的不均匀性 1.层理构造：层理构造：土粒在沉积过程中土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出成而沿竖向呈现出成层特征层特征 2.裂隙构造：裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割土体被许多不连续的小裂隙所分割,在在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物 温故知新1 1、根据地质成因不同土的类型有

17、哪些？、根据地质成因不同土的类型有哪些？2 2、土中颗粒矿物成分有哪些种类？三大类、土中颗粒矿物成分有哪些种类？三大类粘土矿物是什么？粘土矿物是什么？原生矿物、次生矿物原生矿物、次生矿物 伊利石、蒙脱石、高岭石伊利石、蒙脱石、高岭石2 2、什么叫粒组？什么是界限粒径？、什么叫粒组？什么是界限粒径？粒组：粒组：工程上通常把大小相近、性质相似的工程上通常把大小相近、性质相似的土粒合并为组，为粒组。土粒合并为组，为粒组。界限粒径：界限粒径：指土在性质上表现出有明显差异的粒径作为指土在性质上表现出有明显差异的粒径作为划分粒组的界限粒径划分粒组的界限粒径温故知新温故知新3 3、什么是颗粒级配？什么是颗粒

18、级配曲线、什么是颗粒级配？什么是颗粒级配曲线？如何判别土颗粒级配？如何判别土颗粒级配？颗粒级配：颗粒级配：指土中各粒组相对含量，用各指土中各粒组相对含量，用各个粒组占土粒总质量的百分比表示。个粒组占土粒总质量的百分比表示。颗粒级配曲线：颗粒级配曲线：指根据土颗粒大小分析结指根据土颗粒大小分析结果在果在半对数半对数坐标系中点绘成一条曲线。坐标系中点绘成一条曲线。级配的判别：级配的判别：级配曲线越平缓，表示颗粒级配曲线越平缓，表示颗粒越不均匀，级配越好，强度越大。越不均匀，级配越好，强度越大。温故知新4 4、什么叫不均匀系数？各个字母表示的含、什么叫不均匀系数？各个字母表示的含义是什么？该系数的实

19、际意义是什么？义是什么？该系数的实际意义是什么？Cu愈大，表示土粒愈不均愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把匀。工程上把Cu5的土视的土视为级配不良的土；为级配不良的土；Cu10的土视为级配良好的土的土视为级配良好的土 2.3 土的物理性质指标 一、土的三相图一、土的三相图 二、土的物理性质指标二、土的物理性质指标 工程中常用重度工程中常用重度 表示单位体表示单位体积土的重力积土的重力重力加速度，重力加速度，近似取近似取10m/s2 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv1.试验指标试验指标ma（1）土的密度土的密度：单位体积土单位体积土的质量的质量 (天然密度天然密度)

20、土的重度土的重度 ：（2）土粒密度土粒密度s s：干土粒的质量干土粒的质量ms s与其体积与其体积Vs s之比。之比。土粒相对密度土粒相对密度ds（土粒比重）（土粒比重）：土粒质量与土粒质量与4时同时同体积纯水的质量之比体积纯水的质量之比 土粒重度土粒重度 s s：气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V（3）土的含水量土的含水量：土中土中水的质量与土粒质量之比，以水的质量与土粒质量之比，以百分数表示百分数表示土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及然土层含水量变化范围较

21、大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。其所处的自然地理环境等有关。测定方法：测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法 （1）干密度和重度干密度和重度干密度干密度d ：单位体积中固体颗单位体积中固体颗粒部分的质量粒部分的质量 2 2、换算指标、换算指标 土的干密度越大，土越密实，强度越高，土稳定性土的干密度越大，土越密实，强度越高，土稳定性越好。越好。土的干重度土的干重度 d d：气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V（2）饱和密度和重度饱和密度和重度2 2、换算指标、换算指标 饱和密度饱和密度sat ：土体中孔隙完土体

22、中孔隙完全被水充满时的土的密度全被水充满时的土的密度 水水水水土粒土粒msmwmVsVwVVvmamw土的饱和重度土的饱和重度 satsat：（3）干密度和重度干密度和重度浮密度浮密度 ：土单位体积内土土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差粒质量与同体积水的质量之差 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积V2 2、换算指标、换算指标 土的三相比例指标中的质量密度指标共有土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个，土的密度个，土的密度，饱和密度饱和密度sat，干密度，干密度d，浮密度，浮密度 (kg/m3),相应的相应的重度指标也有重度指标也有4个，土的重度个，土的重度，饱

23、和重度饱和重度 sat，干重度，干重度 d，浮重度浮重度 (kN/m3)土的浮重度土的浮重度 satsat：对于同一种土：对于同一种土：气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积V（4 4）孔隙比）孔隙比e ：土中孔隙体土中孔隙体积与土粒体积之比积与土粒体积之比 （5 5）孔隙率）孔隙率n ：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示 孔隙率孔隙率n n的数值越大，表的数值越大，表明土中孔隙体积越大，明土中孔隙体积越大，即土越疏松即土越疏松气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积V（6）土的饱和度土的饱和度Sr：土中孔隙水

24、的体积与孔土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分隙总体积之比，以百分数表示数表示饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr=0,饱饱和土和土Sr=100%。砂土砂土根据饱和度分为三种状态根据饱和度分为三种状态:Sr50%稍湿；稍湿；50Sr80%很湿；很湿；Sr80%饱和饱和四、物理性质指标间的换算四、物理性质指标间的换算常用的土的物理指标共有常用的土的物理指标共有九九九九个。已知其中任意个。已知其中任意三三三三个，通过个，通过换算可以求出其余的换算可以求出其余的六六六六个。个。（一）孔隙比与孔隙率的关系（一）孔隙比与孔隙率的关系（一）孔隙比与孔隙率的关

25、系（一）孔隙比与孔隙率的关系设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为1 1 1 1，则，则，则，则e=Ve=Ve=Ve=Vv vv v/V/V/V/Vs ss s可知，孔隙的体积可知，孔隙的体积可知，孔隙的体积可知，孔隙的体积V V V Vv vv v为为为为e e e e，土体的体积土体的体积土体的体积土体的体积V V V V为（为（为（为（1 1 1 1e e e e），），），），于是有：于是有：于是有：于是有：或或或或 三相示意图（三相示意图（三相示意图（三相示意图（aa）（二）干密度与湿密度和含水率的关系二）干密度与湿密度和含水率的关系二）干密

26、度与湿密度和含水率的关系二）干密度与湿密度和含水率的关系设土体的体积设土体的体积设土体的体积设土体的体积V V V V为为为为1 1 1 1，则则则则d dd d=m=m=m=ms ss s/V/V/V/V，土体内土粒的质量土体内土粒的质量土体内土粒的质量土体内土粒的质量m m m ms ss s为为为为d dd d，由由由由w=mw=mw=mw=mw ww w/m/m/m/ms ss s水的质量水的质量水的质量水的质量m m m mw ww w为为为为wwwwd dd d。于是可得：于是可得：于是可得：于是可得：或或或或（三）孔隙比与比重和干密度的关系（三）孔隙比与比重和干密度的关系（三）孔

27、隙比与比重和干密度的关系（三）孔隙比与比重和干密度的关系设土体内设土体内设土体内设土体内土粒的体积为土粒的体积为土粒的体积为土粒的体积为1 1 1 1，则按则按则按则按e=Ve=Ve=Ve=Vv vv v/V/V/V/Vs ss s，孔隙的体积孔隙的体积孔隙的体积孔隙的体积v v v vv vv v为为为为e e e e；由由由由s ss sm m m ms ss s/V/V/V/Vs ss s得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量m m m ms ss s为为为为s ss s。于是，按于是，按于是，按于是，按d dd d的定义的定义的定义的定义可得：可得：可得：可得：（四）饱和度与

28、含水率、比重和孔隙比的关系（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系设土体内设土体内设土体内设土体内土粒的体积为土粒的体积为土粒的体积为土粒的体积为1 1，则按则按则按则按e=Ve=Vvv/V/Vss得体积得体积得体积得体积v vvv=e=e；由由由由 ss mmss/V/Vss得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量mmss=ss。按按按按w=mw=mww/m/mss ，水的质，水的质，水的质，水的质量量量量mmww=wwss，则水的体积则水的体积则水的体积则水的体积v vww=m=mww/ww=wwss/

29、ww。于是，于是，于是，于是，S Srr定义可得：定义可得：定义可得：定义可得：饱和状态下的饱和状态下的孔隙比孔隙比（五）浮密度与比重和孔隙比的关系（五）浮密度与比重和孔隙比的关系（五）浮密度与比重和孔隙比的关系（五）浮密度与比重和孔隙比的关系设土体内设土体内设土体内设土体内土粒体积为土粒体积为土粒体积为土粒体积为1 1，则按则按则按则按e=Ve=Vvv/V/Vss ，孔隙的体积孔隙的体积孔隙的体积孔隙的体积V Vvv为为为为e e由由由由 ss mmss/V/Vss得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量mmss为为为为 ss。于是可得：于是可得：于是可得：于是可得：习题练习习题练习

30、1、某土样经试验测得体积为某土样经试验测得体积为100cm3，湿，湿土质量为土质量为187g，烘干后，干土质量为，烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度。若土粒的相对密度d ds s为为2.66，求：该土样的含水量求：该土样的含水量、密度、密度、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和有和有效重度效重度 、饱和度、饱和度Sr【解答解答】一、一、粘性土粘性土的界限含水量的界限含水量同一种粘性土随其含水量的不同，分别处于流动状态、同一种粘性土随其含水量的不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固态和固态。可塑状态、半固态和固态。0固态固态可塑状态可塑状态流动

31、状态流动状态塑限塑限P液限液限L分界含水量：分界含水量：土从一种状态变到另一种状态的分界点。土从一种状态变到另一种状态的分界点。液塑限采用液塑限采用液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪进行测定。进行测定。缩限缩限S半固态半固态2.4 土的物理状态指标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 测试方法测试方法测试方法测试方法用搓条法测定用搓条法测定用搓条法测定用搓条法测定塑限塑限塑限塑限w w w wp p p p 搓条法搓条法搓条法搓条法:即用双手将天然湿度的土样搓成

32、小圆球即用双手将天然湿度的土样搓成小圆球即用双手将天然湿度的土样搓成小圆球即用双手将天然湿度的土样搓成小圆球（球径小于（球径小于（球径小于（球径小于10mm10mm10mm10mm），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢搓滚成小土条，用力均匀，搓到土条直径为搓滚成小土条，用力均匀，搓到土条直径为搓滚成小土条，用力均匀，搓到土条直径为搓滚成小土条，用力均匀，搓到土条直径为3mm3mm3mm3mm，出，出，出，出现裂纹，自然断开，这时土条的现裂纹，自然断开，这时土条的现裂纹，自然断开，这时土条的现裂纹，自然断开，这时土

33、条的含水量含水量含水量含水量就是塑限就是塑限就是塑限就是塑限w w w wp p p p值。值。值。值。搓好的泥条搓好的泥条用平衡锥式用平衡锥式用平衡锥式用平衡锥式液限液限液限液限仪测定仪测定仪测定仪测定 其工作过程是：将其工作过程是：将其工作过程是：将其工作过程是：将粘性土粘性土粘性土粘性土调成均匀的浓糊状，装满盛土杯，调成均匀的浓糊状，装满盛土杯，调成均匀的浓糊状，装满盛土杯，调成均匀的浓糊状，装满盛土杯，刮平杯口表面，将刮平杯口表面，将刮平杯口表面，将刮平杯口表面，将76767676克重圆锥体轻放在试样表面的中心，使克重圆锥体轻放在试样表面的中心，使克重圆锥体轻放在试样表面的中心，使克重

34、圆锥体轻放在试样表面的中心，使其在自重作用下徐徐沉入试样，若圆锥体经其在自重作用下徐徐沉入试样，若圆锥体经其在自重作用下徐徐沉入试样，若圆锥体经其在自重作用下徐徐沉入试样，若圆锥体经5 5 5 5秒钟恰好沉入秒钟恰好沉入秒钟恰好沉入秒钟恰好沉入10mm10mm10mm10mm深度，这时杯内土样的含水量就是液限值。为了避免放深度，这时杯内土样的含水量就是液限值。为了避免放深度，这时杯内土样的含水量就是液限值。为了避免放深度，这时杯内土样的含水量就是液限值。为了避免放锥时的人为晃动影响，可采用电磁放锥的方法。锥时的人为晃动影响，可采用电磁放锥的方法。锥时的人为晃动影响，可采用电磁放锥的方法。锥时的

35、人为晃动影响，可采用电磁放锥的方法。锥式液限仪锥式液限仪锥式液限仪锥式液限仪1.粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数塑性指数塑性指数IP 是液限和塑限的差值是液限和塑限的差值(省去省去%)，即土处在可塑状态即土处在可塑状态的含水量变化范围的含水量变化范围说明：说明：塑性指数的大小与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多塑性指数的大小与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑塑性指数就越高性指数就越高 说明：说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。系。根据根据IL值可以直接判定土的软硬状态值可以直接判定土的软硬状态 液性指数液性

36、指数IL 是粘性是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比比 状状 态态 液性指液性指 数数坚坚 硬硬硬塑硬塑 可塑可塑软塑软塑 流塑流塑 IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1二、二、砂土砂土的密实度的密实度 土的密实度土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土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、碎石等处于从紧密到颗粒含量的多少，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。松散的不同物理状态。其判别方法如下：其判别方法如下：1.孔隙比孔隙比e 孔隙比孔隙比e可以用来评定砂土的密实度。

37、对于同一种土，可以用来评定砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，孔隙比愈大，土愈松散土愈松散 2.相对密实度相对密实度DrminmaxmaxeeeeDr-=砂土在最松砂土在最松散状态时的散状态时的孔隙比孔隙比砂土在天然状砂土在天然状态下孔隙比态下孔隙比砂土在最密实状砂土在最密实状态时的孔隙比态时的孔隙比当当Dr=0=0时，时，e=emax，表示土处于最疏松状态，表示土处于最疏松状态;当当Dr=1时，时，e=emin，表示土体处于最密实状态，表示土体处于最密实状态Dr1/3疏松状态疏松状态1/3Dr2/3中密状态中密状

38、态2/3Dr1密实状态密实状态 天然砂土的密实度，可按天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验原位标准贯入试验的锤击数的锤击数N63.5进行评定进行评定(岩土工程勘察规范GB50021-2001)密实度密实度按按N63.5评定碎石土密实度评定碎石土密实度松散松散稍密稍密中密中密密实密实N1010N1515N30N303.按动力触探确定砂土的密实度按动力触探确定砂土的密实度标准贯入试验标准贯入试验(SPT)2.5 土（岩）的工程分类一、分类体系一、分类体系1.建筑工程系统分类体系建筑工程系统分类体系3.交通系统分类体系交通系统分类体系侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，侧重把土作为建筑地

39、基和环境，研究对象为原状土，例如：例如：建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)地地基土分类方法基土分类方法侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基工程。工程。2.水利系统分类体系水利系统分类体系粘土细砂粗砂碎石卵石碎石粘土二、二、建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范 (GB500072002)分类方法分类方法 作为建筑地基上的土（岩），根据土粒大小、粒组作为建筑地基上的土（岩），根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土（岩）分为岩石、的土粒含量或土的塑性指数把地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土

40、和粘性土五大类碎石土、砂土、粉土和粘性土五大类1.岩石的分类岩石的分类 颗粒间牢固粘结颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类分类 坚硬程度类别坚硬程度类别饱和单轴抗压饱和单轴抗压强度强度frk(Mpa)坚硬岩坚硬岩较硬岩较硬岩较软岩较软岩软岩软岩极软岩极软岩30frk60frk6015frk305frk15frk52.碎石土的分类碎石土的分类 粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土称为碎石土的土称为碎石土3.砂土的分类砂土的分类 粒径大于

41、粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%的土，且粒的土，且粒径大于径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土称为砂土的土称为砂土 土的名称土的名称漂石漂石块石块石卵石卵石碎石碎石圆砾圆砾角砾角砾颗粒形状颗粒形状圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于200mm的颗的颗粒含量超过全重粒含量超过全重50粒径大于粒径大于20mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50粒径大于粒径大于2mm的颗粒的颗粒含量超过全

42、重含量超过全重50注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定碎石土的分类碎石土的分类4.粉土的分类粉土的分类 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量的颗粒含量不不超过全重超过全重50%，塑性指数，塑性指数IP10的土为的土为粉土粉土土的名称土的名称砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量占全重的颗粒含量占全重2550注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于

43、0.25mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重85粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50砂土的分类砂土的分类5.粘性土的分类粘性土的分类 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量的颗粒含量不不超超过全重过全重50%，塑性指数，塑性指数IP10的土称的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细分为粘性土，粘性土根据塑性指数细分土的名称土的名称粘土粘土粉质粘土粉质粘土塑性指数塑性指数注：注：塑性指数由相应于塑性指数由相应于76g圆圆锥体沉入土样中深度为锥体沉入土样中深度为10mm测定的液限计算而得测定的

44、液限计算而得 IP1710IP176.人工填土的分类人工填土的分类 由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成分由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成分较杂乱较杂乱,均匀性较差，根据其物质组成和成因均匀性较差，根据其物质组成和成因,可分为素填土、可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土压实填土、杂填土和冲填土 三、三、土的工程分类标准土的工程分类标准(GB/T501452007)1、有机土有机土2、无机土：无机土：（1 1）巨粒土：）巨粒土：巨粒土巨粒土土中粒径大于土中粒径大于60mm的巨粒的巨粒含量多于含量多于50%含巨粒土含巨粒土土中粒径大于土中粒径大于60mm的巨粒的巨粒含量在含量在15%50%之间之间粗粒土粗粒土:土中粒径土中粒径大于大于0.075mm的粗的粗粒含量多于粒含量多于50%砾类土砾类土土中粒径大于土中粒径大于2mm的砾粒含的砾粒含量多于量多于50%砂类土砂类土砾类土以外的粗粒土砾类土以外的粗粒土细粒土细粒土:土中粒径土中粒径小于小于0.075mm的细的细粒土含量多于或等粒土含量多于或等于于50%，且粗粒含，且粗粒含量少于量少于25%粘土粘土IP0.73(L20)粉土粉土IP0.73(L20)