土工测试试验部分课件林伟岸颗粒分析1

1、土工试验与原理 林伟岸 软弱土与环境土工教育部重点实验室 2009.11 联系方式： ; 657031 Email: 主要内容 l 土体分类标准 l 土体分类的测试方法及原理 土的分类 l 作为建筑地基的岩土可分为岩石、碎石土、砂土、 粉土、粘性土和人工填土等（地基基础设计规范 GB50007-2002） l 分类意义 l 初步判断土的工程特性（透水性、压缩性和强度） l 评价建筑基础的适宜性 l 结合其他指标确定承载力 土的分类 岩石地基 碎石土地基 土的分类 l 粘土和砂组成的地基难以平衡地承受重达14553吨的塔身 l 1178-1370年长达200年的修筑时间是其未发生倒塌的原因 粘土

2、和砂土 粘土 土的分类 l 人工填土 古代城墙 良渚遗址中的夯土 土的分类 l 中国的软土地基2/3的GDP产生于软土地基之上 土的分类 l 软土地基 l 古代一般采用素土夯实后铺石板，上设柱桑石垛 作为基础 l 软土地基的处理河姆渡的木桩基础 土的分类 l 软土地基的处理现代的混凝土桩 土的分类 420.5米 桩深.米 土的分类 l 岩石：颗粒间牢固粘结，呈整体或者节理裂隙的岩体 l 碎石土：粒径大于2mm颗粒含量超过总土重50%的土。 l 砂土：粒径大于2mm颗粒含量不超过总土重50%，而粒径大于 0.075的颗粒含量超过全重的50%的土。 l 粉土：粒径大于0.075mm颗粒含量小于50

3、%，而塑性指数 Ip10的土。 l 粘土：指塑性指数Ip10的土。 碎石土 粘土 砂土 岩石 级配曲线及其意义 l 有效粒径D10是指曲线上小于某粒径的百分数为10的土粒粒径。经过 大量试验资料统计发现,不均匀砂土的透水性与全部D10所组成的均匀 砂土的透水性相当 l 不均匀系数Cu= D60 / D10计k， Cu=越大，表示级配良好，级配良好 的土料是由大小各种颗粒组成，容易压实 l 曲率系数= D30 * D30 / (D60 *D10 ) ，当Cu过大，表示可能缺失中间 粒径，属不连续级配，故需同时用曲率系数来评价 D10 K K D10 D10 K K D10 土的分类方法 l 现场

4、鉴别：肉眼观察和手感判别 l 颗粒分析方法：筛分法（0.075mm）以及密度 计法（0.075mm） l 液塑限法：区分粉土和粘土 液面 比重计 R甲 L有效沉降距离 比重计分析的原理 l 一般认为，粒径为0.20.002mm的颗粒，在水或者液 体中靠自重下沉时，作等速运动，即符合司笃克斯 （Stokes）定律： 3 6 s D G G 3 3 6 w D FvD l 式中：v土粒在介质中沉降速度（cm/s）； l D沉降颗粒半径（cm）； l g重力加速度（9.81cm/s2）； l Gs土粒比重，平均值为2.65（g/cm3）； l w介质比重（g/cm3）； l 介质粘滞系数（g/cms

5、）； F G 2 18 sw GL vD t 只要测定土粒在t时间内的沉降距 离L，可推算出土粒直径 比重计分析的原理 l 在给定t时刻，在观测面中存在Dmax小于该粒径的所有土 颗粒含量均与原均匀悬液中含量相同，只要测定该观测面 处度悬液浓度，与原来相比，即可求得小于某粒径的百分 数 t0t 1 t 2 搅拌均匀后，三种粒 径均匀分布在悬液中， 浓度上下一致 t1时间后，最粗颗粒 已下沉到观测面下， 该面只存在中细颗 粒，浓度降低 t2时间后，中颗粒已 下沉到观测面下，该 面只存在细颗粒，浓 度更小 观测面 比重计分析的原理 l 甲种比重计法的原理是：比重计所 排开的悬液重量，悬液密度大，则 比重计沉入悬液中的体积小，反之， 亦然。甲种比重计的读数R甲可直 接代表在1000mL悬液中等于及小 于D的土颗粒重量，因此，等于小 于D的颗粒所占全土质量的百分比 即为： 液面 比重计 R甲 L有效沉降距离 甲种比重计法的原理 p 比重计法土粒沉降距离校正 l 在某时刻将比重计放入悬液中，比 重计会稳定在某个深度，此时其土 粒下降距离即为液面至浮泡中心的 距离L。由于浮泡具有一定的体积， 液面会上升。因此，土粒有效沉降 距离需进行修正。 10 () 22 bb VV LLLL FF L=-a*R甲+b a=0.2662;b=19 甲种比重计法的原理 l 颗粒粒径计算 悬液静止一定时间