土的物理性质及分类ppt课件.ppt

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1、第二章土的物理性质及分类§2.1概述渗透特性变形特性强度特性土的三相组成土的物理性质土的物理状态土的结构决定影响土的形成§2.2土的三相比例指标2.2.1土的三相比例指标为便于说明这些物理性质指标的定义和它们的换算关系，常用三相图表示土体内三相的相对含量。2.2.2指标的定义1.三个基本物理性质指标土粒相对密度(比重)ds;土的含水量ω;土的密度ρ(1)土粒相对密度(土粒比重)ds定义：土粒的质量与同体积的4℃时纯水的质量之比（无因次）表达式：ρw1—4℃时纯水的密度,等于1g/cm3;ρs—土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm3一般情况下，土

2、粒相对密度ds在数值上等于土粒密度ρs，但两者的含义不同。※土粒相对密度变化不大，一般从2.65~2.76，土粒越细，ds越大。见P31表2-1※特殊情况：有机质土2.4~2.5泥炭土1.5~1.8※土粒比重可在实验室用“比重瓶法”测定。（扰动样）（2）土的含水量（含水率）ω土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示表达式：含水量是衡量土的含水程度（湿度）的一个重要指标，ω小则土干，ω大则土湿。坚硬的粘性土ω可小于30%，饱和软粘土可达60%。含水量ω一般用“烘干法”测定土的含水量测定方法：烘干法。先称出天然湿土的质量，然后放在

3、烘箱里，在100～105℃下烘干，称干土的质量。（3）土（体）的密度ρ密度土单位体积的质量，用ρ表示定义：单位：g/cm3或t/m3表达式：※天然状态下ρ的变化范围较大粘性土ρ=1.8~2.0g/cm3砂土ρ=1.6~2.0g/cm3腐质土ρ=1.5~1.7g/cm3※土的密度一般用“环刀法”测定。（原状土）2、特殊条件下土的密度定义：单位体积内土粒的质量或重量表达式：（1）土的干密度ρd一般ρd=1.3～1.8g/cm3干密度ρd土烘干，体积要减小，因而土的干密度不等于烘干土的密度。土的干密度或干重度是评价土密实程度的指标，干密度或干重度越大表明

4、土越密实，反之越疏松。常用它来控制填土工程的施工质量。（2）饱和密度ρsat定义：土中孔隙被充满水时，单位土体积的质量表达式：ρw≈ρw1=1g/cm3ρsat=1.8~2.3g/cm3（3）土的浮密度（有效密度）ρ′定义：地下水位以下，土单位体积中土粒质量与同体积水的质量之差表达式：土的质量密度共有4个即ρ;ρd;ρsat;ρ′,在后面计算土的自重应力时要用重力密度,简称重度(kN/m3)。它们的换算关系是：ρ=ρ·gρd=ρd·gγsat=ρsat·gγ′=ρ′·g1g=9.807m/s2≈10m/s2；1N=1kg.m/s2例如：γω=ρω·

5、g=1t/m3×9.807m/s2=9.807×103(kg.m/s2)/m3=9.807KN/m3≈10KN/m3各种密度、重度之间的比较3、描述土的孔隙体积相对含量的指标（1）土的孔隙比e定义：土中孔隙的体积与土粒的体积之比，以小数表示表达式：※孔隙比是一个重要的物理力学指标，可用来评价天然土层的密实程度。e＜0.6是密实的低压缩性土e＞1.0是疏松的高压缩性土（2）土的孔隙率n定义：土中孔隙的体积与土的总体积之比，以百分数表示表达式：※e、n越大，土中孔隙越多，土越疏松，压缩性越大。（3）土的饱和度Sr定义：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，

6、以百分数表示表达式：※Sr反映了土中孔隙水充满的程度，理论上如果Sr=100%是完全饱和的；Sr=0是干土。※通常可根据饱和度的大小将细砂、粉砂划分为稍湿、很湿、饱和三种状态。土中粘粒成分越多，Sr可以达到越高的值。5080稍湿很湿饱和土的饱和度Sr2.2.3指标间换算(自学P33~36)常用的物理性质指标共有9个，一般说，已知其中任意3个，通过换算，可以求其余6个。作业:P602-2;2-3§2.3粘性土的物理特征粘性土的软硬状态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2.3.1粘性土的可塑性及界限含水量可塑性：粘性土在一定含水量

7、范围内可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，当外力移去后仍然保持原形的特性。阿太堡界限：粘性土由一种状态转移到另一种状态的界限含水量。§2.3粘性土的物理特征缩限塑限液限塑限ωp液限ωl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液限(ωL)流动状态与可塑状态的界限含水量，可塑状态的上限含水量塑限(ωp)可塑状态与半固体状态的界限含水量，可塑状态的下限含水量缩限(ωs)半固体状态与固体状态的界限含水量，即粘性土随着含水量的减小而体积开始不变的含水量。粘性土的界限含水量

8、粘性土从一种状态转变为另外一种状态是逐渐过渡的，并无明确的界限。目前工程上只是根据某些通用的试验方法测定这些界限含水量(阿