第2章土的性质及工程分类

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1、2土的物理性质及分类概述土的三相比例指标黏性土的物理特征无黏性土的密实度粉土的密实度和湿度土的胀缩性、湿陷性和冻胀性土的分类主要内容12.1概述土的三相组成三相比例大小土的物理性质土的化学性质2土的三相图Threephaseskeletal质量m体积V一、反映土轻重程度的指标1.土的天然密度ρ：单位体积土的质量(g/cm3)气水土粒msmwmVsVwVVaVv一般ρ＝1.6～2.2g／cm3环刀法蜡封法灌砂法土的密度测定方法ma=02.2土的物理性质指标2.2.1-2.2.2土三相比例关系及指标定义3注：1)：干密度(g/cm3)drydensity重力密度(简称重度)天然

2、重度γ=ρg干重度γd=ρdg饱和重度γsat=ρsatg浮重度γˊ=ρˊg2:)：饱和密度(g/cm3)saturateddensity3)：浮密度(g/cm3)显然：ρsat>ρ>ρd>ρˊγsat>γ>γd>γˊ42.土粒相对密度ｄs（土粒比重）：无量纲单位体积土颗粒质量与4℃纯水单位体积的质量之比粘性土：ｄs＝2.7～2.75砂性土：ｄs＝2.65土中有机质含量增加，土粒相对密度减小比重瓶法土的相对密度测定方法ρs—土粒密度，即土颗粒单位体积的质量(g/cm3)气水土粒msmwmVsVwVVVama=05二、反映土的松密程度的指标1．孔隙比voidratioe=vv

3、/vs2．孔隙率porosityn=vv/v×100%三、反映土中含水程度的指标——ω，Sr1、土的含水率(含水量)watercontent用烘干法测定2．土的饱和度degreeofsaturationSr=vw/vv×100%Sr=100%完全饱和Sr>80%饱和Sr=0完全干燥气水土粒msmwmVsVwVVVama=06注：（1）实验直接测定的指标为：ρ，ω，ds(或ρs）（2）各指标间关系可用三相草图法换算,不必死记这些换算公式土的三相比例指标换算公式（表2-2）2.2.3指标间的换算2.2.3指标的换算7【例2-1】已知某土样ρ=1700Kg/m3,ds=2．67,

4、ω=14%求e、Sr及ρsat【解】：用三相草图法，如图①令V=1m3②则重量m=ρ*V=1700kg③而ω=mω／mＳm=mω+ms解得ms=1490kgmω=210kg④Vs=ms/ds=1.49/2.67=0.558m3⑤Vv=V-Vs=1-0.558=0.442m3⑥Vω=mω/ρω=210/1000=0.21m3在图中填各数⑦可得e=VV/Vs=0.79Sr=Vω/VV=0.47五、例题分析气水土粒msmwmVsVwVVVama=082.3黏性土的物理特性2.3.1黏性土的可塑性及界限含水率界限含水率：粘性土从一种状态变化到另一种状态的含水率1．液限WL——土由塑

5、性状态变到流态的分界含水量。如WL=28表示土的液限含水量为28%测定：用锥式液限仪，通常用联合测定法2．塑限WP——土由半固态到塑态的分界含水量。如WP=12，表示土的塑限含水量为12%。测定：搓条法或联合测定法。3．缩限WS0固态或半固态可塑状态流动状态ω塑限ωP液限ωL92.3.2黏性土的物理状态指标1．塑性指数IpplasticityindexIp=WL－Wp讨论：①塑性指数表示粘土处在可塑状态时含水量的变化范围.②Ip取决于：颗粒细↑，土能吸附水量↑，IP↑；矿物成分，吸水能力↑，IP↑，故蒙脱含量↑，则IP↑；水中离子成分和浓度,价高阳离子数↑，IP↓。③粘

6、性土的分类常用于IP2．液性指数ILliquidityindex讨论：①IL表示土的软硬程度,用IL划分土的软硬状态，IL↑，土软↑,IL<0坚硬，IL>=1流动状态。②没考虑土的结构影响，在含水量相同时，原状土比重塑土硬，故用IL判断重塑土合适，但对原状土偏于保守。103．天然稠度(naturalconsistency)测定：烘干法路基的干湿状态《公路沥青路面设计规范》（JTJD60-2006）干燥中湿潮湿过湿11液塑限联合测定仪下沉深度为17mm所对应的含水量为液限;下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限。液限塑限12132.3.3黏性土的活动度、灵敏度和触变性活动度：

7、反映黏性土中所含矿物的活动性A<0.750.751.25不活动正常活动142.3.3黏性土的灵敏度灵敏度：低灵敏度中灵敏度高灵敏度15概念：黏性土的抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质实质：微观结构多为片架结构，含较多结合水，随着时间被破坏的原始黏聚力部分得到恢复2.3.3黏性土的触变性、162.4无粘性土的密实度Thecompactnessofnone-cohesivesoil无粘性土主要包括砂类土和碎石土，而影响无粘性土工程性质的主要因素是密实度1.孔隙比e（老规范）:没考虑级配因素对于同一种土，