土的物理力学性质及其指标

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1、4.2土的物理力学性质及其指标4.2.1土的三相比例指标2.2.2无粘性土的紧密状态4.2.3粘性土的物理特征4.2.4土的力学性质土的三相组成及其比例指标固相不同成分和结构的土中，土的三相之间具有不同的比例。土的三相组成的重量和体积之间的比例关系不同，则土的重量性质(轻、重情况)、含水性(含水程度)和孔隙性(密实程度)等基本物理性质各不相同，并随着各种条件的变化而改变。例如对同一成分和结构的土，地下水位的升高或降低，都将改变土中水的含量；经过压实，其孔隙体积将减小。这些情况都可以通过相应指标的具体数字反映出来。表示土的三相比例关系的指标，称为土的三相比例指标，亦即土的基本物理性质指标，包

2、括土的颗粒比重、重度、含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。液相气相土的三相比例指标的定义颗粒比重G：土粒重量与同体积4摄氏度时水的重量之比，在数值上等于单位体积土粒（固体部分）的重量。重度：单位体积土的重量干重度、饱和重度和浮重度含水量w：土中水的重量与土粒重量之比，用百分数表示饱和度Sr：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比孔隙比e：孔隙体积与土粒体积（固体部分）之比。孔隙率n：孔隙体积与总体积之比。颗粒比重决定于土的矿物成分，它的数值一般为2.65-2.75。有机质土为2．4—2．5；泥炭土为1．5一1．85而含铁质较多的粘件土可达2．8一Loc同—‘种类的土，其颗粒比重变化幅度很小。

3、颗粒比重可在试验室内用比重版法测定。一般土的颗粒比重值见表23。由于颗粒变化的幅度不大，通常可按经验数值选用。无粘性土的紧密状态无粘性土:碎石土、砂土、粉土无粘性土的紧密状态是判定其工程性质的重要指标，综合反映了无粘性土颗粒的岩石和矿物组成、粒度组成、颗粒形状和排列等对其工程性质的影响。决定无粘性土紧密状态的因素无粘性土紧密状态指标及其确定方法决定无粘性土紧密状态的因素受荷历史：年代较老，有超压密历史的，密实度大形成环境：洪积、坡积比冲积、冰积、海积的密实度小颗粒组成：粗、不均匀，密实度大矿物成分及颗粒形状：片状云母与柱状、粒状颗粒组成比，密实度小无粘性土紧密状态指标及其确定方法（1）天然

4、孔隙比：砂土的承载力不论其颗粒组成的粗细，均随着天然孔隙比的减小而显著增大。通过测天然重度，换算天然孔隙比天然重度测定方法：地下水位以上湿砂：环刀法地下水位以上干砂：灌砂法（注水法）地下水位以下砂土：难例子：划分砂土密实度P81，表4-6划分粉土密实度P83，表4-9无粘性土紧密状态指标及其确定方法（2）相对密度：天然孔隙比作为砂土密实状态的分类指标缺乏概括性，因土的密实度还与砂粒的形状、粒径级配等有关。例：疏松、级配良好的砂土孔隙比，比紧密、颗粒均匀的砂土孔隙比小。相对密度更有代表性。公式：P82（4-14）1：密实状态；0：松散状态优点：较完善指标，综合反映各方面特征缺点：实际应用困难

5、，使用并不广泛。例子：划分砂土紧密状态P83，表4-7天然孔隙比相对密度例外：标准贯入或静力触探评定砂土的密实状态。P83表4-8野外鉴别方法评定碎石土的密实状态。P84表4-10采取原状土样4.2.3粘性土的物理特征1粘性土的界限含水量2粘性土的塑性指数和液性指数1粘性土的界限含水量粘性土随着本身含水量的变化，可以处于各种不同的物理状态，其工程性质也相应地发生很大的变化。固体状态：可塑状态：流塑-流动状态：稠度：粘性土因含水量的变化而呈现出的各种不同物理状态。可塑性：土在外力作用下，可以揉塑成任意形状而发生裂缝，当外力解除后仍能保持既得形状的一种性能。界限含水量（稠度界限）：随着含水量的

6、变化，粘性土由一种稠度状态转变为另一种状态，相应于转变点的含水量。P84图4-23缩限；塑限（塑性下限）；液限（流限，塑性上限）液限的测定锥式液限仪：P85图4-24碟式液限仪：P85图4-25两种仪器比较：随着液限的增加，两种仪器所测得的差值增大，一般情况下碟式仪测得的液限大于锥式仪。缩限的测定收缩皿法缩限=液限-烘干时失去水量塑限的测定搓条法缺点：手工操作，人为因素影响大，成果不稳定。探索新方法（1）联合测定法求液限、塑限P86图4-26锥式仪；电磁放锥法；双对数坐标纸：入土深度与含水量的关系曲线10mm：液限2mm：塑限（2）按液限和塑限的相关关系确定塑限液限已知按经验公式计算塑限P

7、862粘性土的塑性指数和液性指数塑性指数液性指数（1）塑性指数液限和塑限的差值P86（4-16）表示土处在可塑状态的含水量的变化范围。越大，土处于可塑状态的含水量的变化范围也越大，可塑性就越强。大小与土中结合水的发育程度和含量有关，即与土的颗粒组成（粘粒含量）、矿物成分及土中水的离子成分和浓度等因素有关。塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，常用塑性指数作为粘性土分类的标准。（1）液性指数P86（4