土力学与基础工程 教学课件 作者 代国忠 第2章 土的物理性质与工程分类(3).ppt

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1、2.5土的物理状态指标土的物理状态粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态土的物理性质指标(三相间的比例关系)力学特性影响表示emax与emin：最大与最小孔隙比2.5.1无粘性土的物理状态指标密实度如何衡量?单位体积中固体颗粒含量的多少优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响只能用于同一种土对策相对密度孔隙比e或孔隙率nemin=0.35emin=0.20emax:最大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比emin:最小孔隙比；将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的

2、最大干密度再经换算得到最小孔隙比emax与emin：最大与最小孔隙比注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难粗粒土的密实状态指标判别标准：Dr=1,最密状态Dr=0,最松状态Dr≤1/3,疏松状态1/32/3,密实状态相对密度【例3】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量w=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态【解答】砂土在天然状态下的孔隙比砂土最小孔隙比砂土最大

3、孔隙比相对密实度∈（1/3,2/3]中密状态2.5.2粘性土的物理状态指标也称稠度状态稠度状态与含水量有关粘性土含水量较硬变软流动塑限wp稠度界限粘性土的稠度反映土中水的形态固态或半固态塑态流态强结合水膜最大出现自由水强结合水弱结合水自由水稠度状态含水量土中水的形态w（%）半固态与固态之间的分界含水率。到固态后体积不再收缩而得名。液限1．液限、塑限和缩限——吸附结合水的能力；粘性大小；大致反映粘土颗粒含量1）塑性指数常作为细粒土工程分类的依据缺点不能充分反映粘土颗粒含量不同的粘土矿物结合水的能力不同活性指数p0.002:粒径小于0.002mm颗粒的质量占总土总质量的

4、百分比A<0.75A=075–1.25A>1.25非活性粘土正常粘土活性粘土2．塑性指数、液性指数相对稠度对于不同的粘土，含水量相同，稠度可能不同液性指数不同的粘土，wp、wL大小不同定义：wpwwlIL<0IL=0–1IL>1坚硬状态可塑状态流态0.00–0.250.25-0.750.75–1.00硬塑可塑软塑2）液性指数相同含水量、密度1)粘性土的灵敏度—St=原状土结构性相同含水量密度粉碎重塑重塑土强度降低St11-22-44-88-16>16粘性土不灵敏低灵敏中等灵敏灵敏很灵敏流动原状土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度3.土的灵敏度和触变性含水量不变，

5、密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为触变性。土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起的，是土结构随时间变化的宏观表现。目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。2)粘性土的触变性粗粒土的密实状态指标:相对密度Dr小结2.5物理状态指标细粒土的稠度状态指标:液性指数IL引入定义判别标准稠度界限稠度状态含水量土中水的形态塑性指数液性指数引入定义判别标准反映粘性土结构性的指标:1)灵敏度;2)触变性.压实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性压实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击

6、实性的目的：以最小的能量消耗获得最大的压实密度击实方法：室内击实试验现场试验:夯打、振动、碾压2.6土的压实性一.室内击实试验二.细粒土的压实性三.粗粒土的压实性2.6土的压实性击实筒护筒击锤导筒一.室内击实试验试验设备击实筒V=1000cm3；击实锤w=25牛顿试验条件土样分层n=3层；落高d=30cm；击数N=27/层击实能量试验方法对w=cosnst的土；分三层压实；测定击实后的w、ρ，算定ρd注意：仅适用于细粒土；对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪2.6土的压实性二.细粒土的压实性1.击实曲线2.理论分析3.影响因素4.压实标准2.6土的压实性1.击实曲线特点：

7、①具有峰值②位于饱和曲线之下粘性土渗透系数很小，压实过程中含水量几乎不变，要想击实到饱和状态是不可能的。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.1二.细粒土的压实性最大干密度最优含水量2.6土的压实性2.理论分析压实机理：颗粒被击碎，土粒定向排列;粒团破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小;空气被挤出或被压缩等水膜润滑作用效果最佳;尚没有形成封闭气泡，气体易于排出;颗粒表面水膜很薄，相对移动困难水膜润滑作用不明显;封闭气泡难以排出;增加水的相对含量wwop,ρdρdm