土工试验各项目说明

土工试验各项目说明土工试验各项目说明土工试验各项目说明资料仅供参考文件编号：2022年4月土工试验各项目说明版本号：A修改号：1页次：1.0审核：批准:发布日期：压缩模量:压缩模量是指土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比，也就是指土体在侧向完全不能变形的情况下受到的竖向压应力与竖向总应变的比值。压缩模量可以通过室内试验得到，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。土的压缩模量越小，土的压缩性越高。对于压缩模量

来说，

越小，土的压缩性越高，土质越松软。压缩系数:压缩系数（coefficientofcompressibility），是描述物体压缩性大小的物理量。通常可将常规压缩试验所得的e-p数据采用普通直角坐标绘制成e-p曲线，如图4-1所示。设压力由p1增至p2，相应的孔隙比由e1减小到e2，当压力变化范围不大时，可将M1M2一小段曲线用割线来代替，用割线M1M2的斜率来表示土在这一段压力范围的压缩性，即：式中a为压缩系数，MPa^(-1)；压缩系数愈大，它的压缩性愈高。从图4-1可以看出，压缩系数a值与土所受的荷载大小有关。工程中一般采用100～200kPa压力区间内对应的压缩系数a1-2来评价土的压缩性。即a1-2<MPa^(-1)属低压缩性土；MPa^(-1)≤a1-2<MPa^(-1)属中压缩性土；a1-2≥MPa^(-1)属高压缩性土。比重:比重也称相对密度，固体和液体的比重是该物质（完全密实状态）的密度与在标准大气压，℃时纯H2O下的密度（kg/m3）的比值。气体的比重是指该气体的密度与标准状况下空气密度的比值。液体或固体的比重说明了它们在另一种流体中是下沉还是漂浮。比重是无量纲量,即比重是无单位的值，一般情形下随温度、压力而变。比重简写为.地质上矿物的重量与4℃时相同体积的水的重量比，称为矿物的比重。矿物的化学成分中若含有原子量大的元素或者矿物的内部结构中原子或离子堆积比较紧密则比重较大；反之比重较小。大多数矿物比重介于之间；一些重金属矿物常在5-8之间；极少数矿物（如铂族矿物）可达到23.孔隙比:孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比，一般以e表示孔隙比，是说明土体结构特征的指标。[1]

一般来说，e值越小，土越密实，压缩性越低；e值越大，土越疏松，压缩性越高。土的压缩性高，表明土体的结构强度差，则土体的压缩量大。土是由三相组成的，即—土粒、土中水、土中气，也称土的固相、液相、气相。孔隙比的含义是土中孔隙体积（水和气的体积）与土粒体积之比，用e表示。[2]孔隙比e与是土的重要物理性质指标，e可用来评价天然土层的密实程度，一般来说，e值越小，土越密实，压缩性越低；e值越大，土越疏松，压缩性越高。土的压缩性高，表明土体的结构强度差，则土体的压缩量大。[2]以岩石为例，其孔隙比计算公式为：式中，

为岩石中的孔隙体积，

为岩石中固相骨架的体积。孔隙比作用孔隙比是表征土体受荷后孔径分布的一个宏观指标，是土体应力状态、屈服状态、扰动状态和应力水平等影响因素的最终反映。[4]孔隙比是土体中的孔隙体积与其固体颗粒体积之比，是说明土体结构特征的指标。在工程地质中，通常用孔隙比评价土的密度、计算土的压缩系数及评价土的允许承载力。在同样条件下，土的孔隙比越大，其地基基础的允许承载力越小。对砂土来说，往往用砂的孔隙比（e）来决定砂的密实度；例如砾砂、粗砂、中砂，其孔隙比密实的e<，中密的≤e≤，稍密的<e≤，松散的e>；细砂、粉砂密实的e<，中密的≤e≤，稍密的<e≤，松散的e>；砂的密实度决定了砂的承载力。

临界孔隙比砂土在剪力作用下体积不发生变化的孔隙比。室内试验表明，当密实砂土受剪时，体积发生膨胀，而松散砂土在受剪时体积却发生收缩，因此任何一种砂土都有一个临界孔隙比。如果砂土层的天然孔隙比大于此值，由于振动的作用，砂土的体积会减小，若处于不排水状态，孔隙水压就会升高，可能产生液化；反之就不会液化。液限:液限(liquidlimit)是指黏性土处于可塑状态与流动状态之间的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率,用Wl表示，以百分率计。当土的含水率增加到超过液限时，土就由可塑状态转为流动状态，土粒之间几乎没有联结力。土从流动状态转到可塑状态的界限含水量称为液限；从可塑状态转到半固体状态的界限含水量称为塑限。常用的试验方法有：采用液塑限联合测定仪测定土的液限及塑限，采用滚搓法测定土的塑限，采用碟式液限仪测定土的液限。液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含量在双对数坐标上具有线性关系的特性来测定含水量的一种方法。利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水量时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为17mm所对应的含水量即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水量即为塑限。液性指数:液性指数是判断土的软硬状态的指数。用于确定粘性土的状态和极限承载能力。液性指数与土的类别及含水量有关，同一种土，含水量越大则液性指数越大，土质越软。对黏性土和粉质粘土来说，有一个指标叫液性指数，是判断土的软硬状态，表示天然含水率与界限含水率相对关系的指标。对黏性土和粉质粘土来说，有一个指标叫液性指数，是判断土的软硬状态，表示天然含水率与界限含水率相对关系的指标。

。ω：土的实际含水量ωp：塑性界限含水量，即粘性土处于塑性状态与半固体状态之间的界限含水量ωL：粘性土处于液态与塑性状态之间的界限含水量液性指数≤0坚硬；0<液性指数≤硬塑；<液性指数≤可塑；<液性指数≤1软塑；液性指数>1流塑。《市政公用工程管理与实务》对液性指数说法：液性指数<0坚硬、半坚硬状态；0≤液性指数<硬塑；≤液性指数<1软塑；>=1流塑塑性指数:塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征，一般用塑性指数来表示；液限与塑限的差值称为塑性指数IP(PlasticityIndex)=ωL(液限LiquidLimit)-ωP(塑限PlasticLimit)可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。可塑性的大小用土处在塑性状态的含水量变化范围来衡量，粘性土由一种状态过渡到另一种状态的分界含水量叫作界限含水量，也称为阿太堡界限，有缩限含水量、塑限含水量、液（流）限含水量、粘限含水量、浮限含水量五种，在建筑工程中常用前三种含水量。固态与半固态间的界限含水量称为缩限含水量，简称缩限，用ωS表示。半固态与可塑状态间的含水量称为塑限含水量，简称塑限，用ωP表示。可塑状态与流动状态间的含水量称为液（流）限含水量，简称液限，用ωL表示。含水量用百分数表示。天然含水量大于液限时土体处于流动状态；天然含水量小于缩限时，土体处于固态；天然含水量大于缩限小于塑限时，土体处于半固态；天然含水量大于塑限小于液限时，土体处于可塑状态。塑性指数习惯上用不带%的数值表示。塑性指数是粘土的最基本、最重要的物理指标之一，它综合地反映了粘土的物质组成，广泛应用于土的分类和评价。由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素。塑性指数愈大，表明土的颗粒愈细，比表面积愈大，土的粘粒或亲水矿物（如蒙脱石）含量愈高，土处在可塑状态的含水量变化范围就愈大。也就是说塑性指数能综合地反映土的矿物成分和颗粒大小的影响。因此，在工程上常按塑性指数对黏性土进行分类。粉土为塑性指数小于等于10且粒径大于的颗粒含量不超过总质量50%的土；黏性土为塑性指数大于10且粒径大于的颗粒含量不超过总质量50%的土，其中：Ip>17黏土；Ip>10粉质黏土；Ip<10或Ip=10粉土。土的天然含水率与土的液限之差与塑性指数之比，称为天然稠度。反映土的吸附结合水能力的指标有液限、塑限和塑性指数。这三项指标中，液限和塑性指数与土的工程性质的关系更密切，规律性更强。因此，国内外对细粒土的分类，多用塑性指数或者液限加塑性指数作为分类指标。直剪试验:试样放入剪切盒内，上盒固定，下盒可沿水平方向滑动。首先施加垂直压力，然后对剪切盒的下盒逐级施加水平力，直至试样被剪坏。本试验由于简单易行，是测定土的抗剪强度的常用方法。土的抗剪强度--粘聚力和内摩擦角内摩擦角与黏(内)聚力:土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力〈阻挡剪切)和土的内摩阻力两部分组成。内摩擦角大小取决于土粒间的摩阻力和连锁作用,内摩擦角反映了土的摩阻性质。黏聚力是黏性土的特性指标,黏聚力包括土粒间