土的基本性质与简易土工试验

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1、土的基本性质与简易土工试验一、土的基本性质(一）概述1、土的定义：土是地表岩石经过长期风化的产物，是各种矿物颗粒组成的松散颗粒集合体。所以土的定义是相当广泛的，它不仅包括粘土、粉土，还包括了砂、砾，甚至卵石、漂石，必须说明，我们这一课涉及的内容如定义、分类、试验规程等，仅适用于各类工程用土，而不适用于混凝土所用的砂、石料等。所谓工程用土指的是：工程勘察、建筑地基、路堤填料和地基处理等所涉及的土类。土的基本性质与简易土工试验2、参用的规范有：国标《土工试验方法标准》（GB/T50123－1999）、《土的工程分类标准》（GB/T50145-2007）、水利行业标准《土工试验规程》（SL

2、237-1999）、公路行业标准《公路土工试验规程》（JTJE40-2007）、铁路行业标准《铁路工程试验方法》（TBJ102-96）、以及电力行业标准《水电水利工程土工试验规程》（DL/T5355－2006）等。土的基本性质与简易土工试验3、土的基本性质：与其它连续介质相区别最主要的特征，就是土的散体性和多孔性。所谓散体性是指土是松散颗粒的集合体，颗粒之间的联结强度远比颗粒本身强度为小，甚至完全没有联结。所谓多孔性是指在一般情况下，土的颗粒间有大量的孔隙，而孔隙中通常有水和空气，而土中水和空气的含量会随着外部条件的变化而变化。土的基本性质与简易土工试验4、土的主要特点：复杂性、易变

3、性。土的种类繁多，分布复杂，性质各异。复杂性首先表现在土的成因不同，由于成土母岩不同和风化历史，形成原因的不同，在自然界中，同一地点，地基中可能埋藏多种土层，同一土层的土质也因其所处环境的不同而有所差异，所以绝对不能认为只要有一个土名就能概括该种土的全部性质指标，这种复杂性甚至反映在各行业的规范中，如水利、公路、铁路、建筑等，各行业的规范中土的分类、定名，甚至与国标不同，至今还不统一。土的基本性质与简易土工试验土的易变性表现在同一种土，它的性质（包括它的强度、变形模量、以及它的物理状态等）都会因外界的温度、湿度、外力作用等的影响而发生显著变化。这是由土的基本性质所决定的，与其它材料相

4、比土的易变性进一步导致了土的工程性质的复杂性。土的基本性质与简易土工试验例如钢材重复受力，在一定极限范围内，它的承载力是不变的，每次重复受力的变形也都是不变的。而软土地基重复受力，由于土的排水因素，（也就是土中的孔隙、水、空气的含量发生变化）而导致它的承载力发生变化，而每次重复受力的变形也都不一样。又如淤泥，含水量大的时候是可塑甚至流塑状态的，强度很低，人站上去脚会陷进去，太阳晒干后就变成了固态，强度也提高了，人可以站上去。这就是由于含水量变化而导致土的物理状态的变化和强度的变化。土的基本性质与简易土工试验某些特殊土类，甚至含水量没有变化，仅仅是由于土颗粒内部结构的破坏也会导致土的性

5、质发生根本的变化。例如：一般土St＝2-4灵敏土St＝4-8高灵敏土St＞8加拿大的LeadClaySt＝100土的基本性质与简易土工试验(二)土的组成1、土的组成我们前面已经说过，土是松散的矿物颗粒的集合体，它是由固体、液体和气体三部分所组成。也称为土的三相系。固体部分即为土粒，由矿物颗粒及有机物组成，这一部分构成土的骨架或称为土的结构，骨架中布满了许多孔隙，孔隙为液体、气体所分据。水及其溶解物构成土中液体部分。空气及其它一些气体构成土中的气体部分，这些组成部分之间的数量比例关系和相互作用，决定了土的物理力学性质。土的基本性质与简易土工试验土的各组成部分的数量比例随土所存在的具体条

6、件的不同而变化，干土的孔隙中仅含有空气，饱和土的孔隙中则全充满水，干土和饱和土都属于二相土，而湿土的孔隙里既有空气又有水，属三相土。土的基本性质与简易土工试验2、土的物理性质指标为了便于说明各种物理性质指标的定义和它们之间的相互关系，我们常利用所谓土的三相图把土体中的土颗粒、液体、气体等三相物质分开表示，如图(1)所示，图中m代表质量，v代表体积，脚标，a、w、s和v分别表示气、水、土粒和孔隙，如ms就表示土粒的质量，Vv表示孔隙的体积。土的基本性质与简易土工试验土的物理性质指标就是表示土中三相比例关系的一些物理量。土的物理性质指标可分类为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水率、密

7、度、土粒比重；另一类可通过测定的物理性质指标和土的三相图关系换算。土的基本性质与简易土工试验（1）土粒比重（Gs）土粒比重是土粒的质量与同体积4℃时纯水的质量之比，其中w－4℃时纯水的密度：1g／㎝3土粒比重需通过试验测定，通常在室内用比重瓶法测定，它实际上是相对密度的概念，是一个无因次的量，即是一个没有单位的数值。砂土一般为2.65，粘土为2.75。土工试验中粗颗粒土的比重，实际上是视比重，也就是说土粒的体积是包括土粒内封闭空隙体积在内的。土的基本性质