土的物理性质及分类(I)

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1、第二章：土的物理性质及分类2.1概述本章的主要内容：土的三相比例指标；无粘性土的密实度；粘性土的物理特征；土的工程分类。2.2土的三相比例指标土的三相组成各部分的质量和体积之间的比例关系，随着各种条件的变化而改变。地下水位的升高或降低，将改变土中水的含量；经过压实的土，其孔隙体积将减小。表示土的三相组成比例关系的指标，称为土的三相比例指标，包括土粒比重（或土粒相对密度）；土的含水量（或含水率）、密度、孔隙比、孔隙率和饱和度等。土的三相模型图三相量比例关系的基本试验指标土的密度ρ---土的单位体积质量(g/cm3或t/m3)测定方法:环刀法土的含水量ω---土中水

2、的质量与土颗粒质量之比，用百分比表示(%)土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。测定方法：烘干法，亦可用酒精燃烧法土粒比重Gs---土粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般2.70～2.75；砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小测定方法：比重瓶法三相比例关系的其他常用指标※反映土单位体积质量的指标：土的干密度ρd---单位体积土体中固体颗粒的质量。土的干密度或干容重是评价土密实程度的指标，干密度或干容重越大表明土

3、越密实，反之越疏松。常用它来控制填土工程的施工质量土的饱和密度ρsat---土的空隙全部为水充满时土的单位体积质量土的有效密度ρ’---处于地下水位以下的土，受到浮力作用时，单位体积土中土颗粒的重量扣除同体积水的质量，即是土的有效密度各种密度之间的比较土的重度=ρg饱和重度sat=ρsatg干重度d=ρdg浮重度=ρg重度指标※反映土的空隙特征的指标空隙比e---土中孔隙体积与土颗粒体积之比空隙率n---指土体中空隙体积占土体总体积之比,用百分数表示，土的饱和度Sr---表示土空隙中被水充满的程度,也即土中水的体积与空隙体积之比,用百分数表示，各物理

4、指标间的换算常用的物理性质指标共有9个，一般地说，已知其中任意3个，通过换算，可以求其余6个※孔隙比与孔隙率的关系※干密度与湿密度和含水率的关系※孔隙比与比重和干密度的关系※饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系当土饱和时，即为Sr=100％则饱和含水率※浮密度与比重和孔隙比的关系2.3粘性土的物理特性粘性土的稠度状态---指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征。可塑状态---就是当粘性土在某含水量范围内，可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保持既得的形状，土的这种性能叫做可塑性。固态半固态可塑状态流动状

5、态缩限ws塑限wp液限wL含水量粘性土的物理状态指标※液限、塑限、缩限：ωL、ωp、ωs※塑性指数：Ip※液性指数：IL※灵敏度：Sq界限含水量---粘性土由一种状态转变到另一种状态的分界含水量。※液限ωL：土由可塑状态转到流动状态的界限含水量（或塑性上限）。※塑限ωp：土由半固态转到可塑状态的界限含水量称为塑限（或塑性下限）。※缩限ωs：土由半固体状态不断蒸发水分，则体积继续逐渐缩小，直到体积不再收缩时，对应土的界限含水量叫缩限液限测试---圆锥液限仪法76g5s下沉10mm或17mm塑限测试---搓条法直径约3mm塑液限联合测试粘性土的塑性指数---塑性指数

6、是指液限和塑限的差值，即土处在可塑状态的含水量变化范围。Ip=ωL-ωpIp越大→土的可塑范围越广，土中含有的结合水越多，土与水之间的作用越强。土中粘粒含量越大，塑性指数Ip越大。粘性土的液性指数---指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。IL值愈大，土质愈软；反之，土质愈硬状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数IL<001.0粘性土的物理状态粘性土的结构性和触变性天然状态下的粘性土通常都具有一定的结构性，土的结构性是指天然土的结构受到扰动影响而改变的特性。当受到外来因素的扰动时，土粒间的胶

7、结物质以及土粒、离子、水分子所组成的平衡体系受到破坏，土的强度降低、压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，一般用灵敏度来衡量。土的灵敏度是以原状土的强度与该土经重塑（土的结构性彻底破坏）后的强度之比来表示。重塑试样具有与原状试样相同的尺寸、密度和含水量。粘性土的灵敏度St式中qu——原状试样的无侧限抗压强度，kPa；qu’——重塑试样的无侧限抗压强度，kPa。低灵敏度中灵敏度高灵敏度灵敏度241粘性土的胀缩性---指粘性土具有吸水膨胀和失水收缩的两种变形特性。粘粒成份主要由亲水性矿物组成，具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土，习惯称为膨胀土。它一般

8、强度较高，压缩性低，易被