重庆科创学院——土的物理状态指标及工程分类

1、1.3 土的物理状态指标及工程分类1.3 土的物理状态指标及工程分类土的物理性质指标土的物理性质指标( (三相间的比例关系三相间的比例关系) )表表示示 土的物理状态土的物理状态 粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状态粘性土的软硬状态影响影响力学特力学特性性1.3 土的物理状态指标及工程分类能力目标能力目标掌握（无）粘性土的物理状态掌握（无）粘性土的物理状态指标指标重点掌握塑性、液性指数计算，重点掌握塑性、液性指数计算，确定土的名称、并判断土的状态确定土的名称、并判断土的状态了解地基土的工程分类了解地基土的工程分类1.3 土的物理状态指标及工程分类密实度密实度软硬程度软硬程度（稠度

2、）（稠度）土的物理土的物理状态指标状态指标无粘无粘性土性土粘性土粘性土1.3 土的物理状态指标及工程分类1.3.2 粘性土的物理状态指标粘性土的物理状态指标1.3.3 土的工程分类土的工程分类1.3.1 无粘性土的密实度无粘性土的密实度1.3.1 无粘性土的密实度无粘性土的密实度无粘性土的密实度 碎石土碎石土 砂土砂土定义定义: : 单位体积中固体颗粒的含量。单位体积中固体颗粒的含量。特点特点: :1.1.土颗粒含量多，土就密实；土颗粒含量多，土就密实；2.2.土颗粒含量少，土就疏松；土颗粒含量少，土就疏松；在工程上把在工程上把密实度密实度作为评定无粘性土地基承载力的依据。作为评定无粘性土地基

3、承载力的依据。1.3.1 无粘性土的密实度1.3.1.1孔隙比孔隙比e相对密实度相对密实度Dr标准贯入锤击数标准贯入锤击数N判别砂土密实状态的指标通常有下列三种：判别砂土密实状态的指标通常有下列三种：1.3.1.21.3.1.31.3.1.1 孔隙比e 孔隙比孔隙比e可以用来表示可以用来表示砂土的密实度砂土的密实度。对于同一种。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。随着孔土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密直到松散状态。孔隙比隙比的增大，则处于中密、稍密直到松散状态。孔隙比愈大，土愈松散。愈大，土愈松散。 优点：优点：简单方便简单方便缺点：

4、缺点：不能反映级配的影响；原状砂样不宜从不能反映级配的影响；原状砂样不宜从现场获得，孔隙比测定比较困难。现场获得，孔隙比测定比较困难。1.3.1.2 相对密实度DrminmaxmaxeeeeDr砂土在砂土在最松散状最松散状态时态时的孔隙比的孔隙比砂土在砂土在天然状天然状态下态下孔隙比孔隙比砂土在砂土在最密实最密实状态状态时的孔隙时的孔隙比比1.3.1.2 相对密实度Dr当当D Dr r=0=0时，时， e=emax，表示土处于表示土处于最疏松最疏松状态状态; ;当当D Dr r=1.0=1.0时，时，e=emin ，表示土体处于，表示土体处于最密实最密实状态状态Dr00.330.671.0松散

5、松散中密中密密实密实根据根据Dr Dr 值，可以把砂土的密实状态分为下列三种：值，可以把砂土的密实状态分为下列三种：1.3.1.2 相对密实度Dr理论理论试验试验现场取样现场取样困难困难1.3.1.3 标准贯入锤击数N 天然砂土的密实度，可根据天然砂土的密实度，可根据原位标准贯入试验原位标准贯入试验的锤的锤击数击数N N 进行评定。这种方法避免了在现场难以取得砂土进行评定。这种方法避免了在现场难以取得砂土原状土样的问题，因而在实际中被广泛使用。原状土样的问题，因而在实际中被广泛使用。63.5kg76cm30cm锤击数锤击数1.3.1.3 标准贯入锤击数N1.3.1.3 标准贯入锤击数N1.3.

6、1.3 标准贯入锤击数N 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范( (GB50007-20GB50007-201111) ) 根根据标准贯入试验的锤击数据标准贯入试验的锤击数N N，将砂土分为，将砂土分为松散松散、稍密稍密、中密中密及及密实密实四种密实度：四种密实度：砂土密实度的划分砂土密实度的划分标准贯入试验锤击数标准贯入试验锤击数NN10密实度密实度松松 散散10N15稍稍 密密15N30中中 密密N30密密 实实1.3.2 黏性土的物理状态指标1.3.2.11.3.2.21.3.2.3黏性土的黏性土的界限含水界限含水量量黏性土的塑性黏性土的塑性指数和液性指指数和液性指数数黏性土的灵敏黏

7、性土的灵敏度和触变性度和触变性1.3.2.1 黏性土的界限含水量 稠度稠度是反映黏性土处于不同含水量时的软硬程度是反映黏性土处于不同含水量时的软硬程度, ,是黏性土最主要的物理状态特征。是黏性土最主要的物理状态特征。 0固态固态 可塑状态可塑状态流动状态流动状态塑限塑限P P液限液限L L 黏性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量称黏性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量称为为界限含水量界限含水量，即土的稠度界限。，即土的稠度界限。半固态半固态 缩限缩限s s1.3.2.1 黏性土的界限含水量土中含水量很低时，土中含水量很低时，水都被颗粒表面的水都被颗粒表面的电荷紧紧吸着于颗电荷紧紧吸

8、着于颗粒表面，成为粒表面，成为强结强结合水合水。强结合水的。强结合水的性质接近于固态，性质接近于固态，土表现为固态或半土表现为固态或半固态。固态。固态或固态或半固态半固态可塑可塑状态状态流动流动状态状态含水量增加，吸附在含水量增加，吸附在颗粒周围的水膜加厚，颗粒周围的水膜加厚，土粒周围除强结合水土粒周围除强结合水还有还有弱结合水弱结合水。土体。土体受外力作用可以被捏受外力作用可以被捏成任意形状不破裂，成任意形状不破裂，外力取消后仍然保持外力取消后仍然保持既得形状既得形状当含水量继续增加，当含水量继续增加，土中除结合水外，土中除结合水外，已有相当数量的水已有相当数量的水处于电场引力影响处于电场引

9、力影响范围以外，成为自范围以外，成为自由水。这时土粒之由水。这时土粒之间被自由水所隔开，间被自由水所隔开，呈流动状态。呈流动状态。1.塑性指数塑性指数塑性指数I Ip p定义定义: :是液限和塑限的差值是液限和塑限的差值( (省去省去%) )，表示黏性土处于表示黏性土处于可塑状态的含水量变化范围。可塑状态的含水量变化范围。表达式表达式: :PLpI说明：说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力力, ,即与土中粘粒含量有关。即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多粘粒含量越多, ,塑性指数塑性指数就越大。就越大。 1.塑性指数 在工程上常按塑性指数对黏性

10、土进行分类，在工程上常按塑性指数对黏性土进行分类，建建筑地基基础设计规范筑地基基础设计规范( (GB50007-20GB50007-201111) )规定，黏性土规定，黏性土为塑性指数为塑性指数I Ip p大于大于1010的土，可按下表分为的土，可按下表分为黏土、粉质黏土、粉质黏土黏土：黏性土的分类黏性土的分类塑性指数塑性指数I Ip p土的名称土的名称10 17 黏土黏土2.液性指数液性指数液性指数I IL L定义定义: :是是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比。之比。PPLII表达式表达式: :说明：说明：液性指数表征土的液性指数表征土的天

11、然含水量天然含水量与与界限含水量界限含水量间间的相对关系。当的相对关系。当I IL L00时时, ,P P, ,土处于坚硬状态土处于坚硬状态; ;当当I IL L1 1时时, ,L L, ,土处于流动状态。土处于流动状态。2.液性指数 根据根据I IL L值可以直接判定土的值可以直接判定土的软硬状态软硬状态，建筑地建筑地基基础设计规范基基础设计规范( (GB50007-20GB50007-201111) )规定，黏性土根据规定，黏性土根据液性指数数值，划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流液性指数数值，划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种软硬状态：塑五种软硬状态： 状态状态液性指数液性指数坚硬坚硬

12、硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1黏性土的状态黏性土的状态例题分析【例】薄壁取样器某土的天然含水量为薄壁取样器某土的天然含水量为=36%,=36%,塑性塑性P P =24%,=24%,液限液限L L=42%=42%，判别土的软硬程度和土的类，判别土的软硬程度和土的类别。别。17182442WWIPLP667. 0182436IWIPPLW【解答】土的塑性指数：土的塑性指数：则该土为黏土。则该土为黏土。土的液性指数：土的液性指数：0.250.750.750.550.550.350.350.150.151.3.3 土（岩）的工程分类b.b.

13、碎石土的分类碎石土的分类 粒径大于粒径大于2 2mmmm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%50%的土称为碎石的土称为碎石土。土。土的名称土的名称漂石漂石块石块石卵石卵石碎石碎石圆砾圆砾角砾角砾颗粒形状颗粒形状圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于200mm的颗的颗粒含量超过全重粒含量超过全重50粒径大于粒径大于20mm的颗的颗粒含量超过全重粒含量超过全重50粒径大于粒径大于2mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50注：注：定名时应根据

14、颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定碎石土的分类碎石土的分类1.3.3 土（岩）的工程分类c.c.砂土的分类砂土的分类 粒径大于粒径大于2 2mmmm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%50%的土，且粒的土，且粒径大于径大于0.0750.075mmmm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%50%的土称为的土称为砂土砂土。 土的名称土的名称砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂颗粒级配颗粒级配 粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量占全重的颗粒含量占全重2550注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先

15、符合者确定粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重85 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50砂土的分类砂土的分类1.3.3 土（岩）的工程分类d.d.粉土的分类粉土的分类 粒径大于粒径大于0.0750.075mmmm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%50%，塑性指数塑性指数I IP P1010的土称为粉土。的土称为粉土。e.e.粘性土的分类粘性土的分类 粒径大于粒径大于0.0750.075mmmm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%50%，塑，塑性指数性指数I IP P1010的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细分为黏土、粉质黏土：细分为黏土、粉质黏土：土的名称土的名称黏土黏土粉质黏土粉质黏土塑性指数塑性指数注：注：塑性指数由相应于塑性指数由相应于76g圆锥体沉入土圆锥体沉入