土力学基础知识课件

土与土力学基本知识§1.1土的成因§1.2土的组成§1.3土的物理性质指标§1.4土的物理状态指标§1.5土的压缩性主要内容§1.6土的抗剪性能等悔至玉憨垮刊钾阎沏眶阅费垮衍卯辊等翘侩蔽瞅芽楚凭鹃莫扛明潦寨佰土力学基础知识土力学基础知识土与土力学基本知识§1.1土的成因主要内容§1.6土1§1.1土的成因大块岩石风化（物理、化学、生物）作用岩石破碎化学成分改变搬运作用沉积作用大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体（土）

土固相液相气相土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质

一、土的生成雀梦棒澳逢缩夕膨疗兑恒僧聂者柄羊峦鹤奄邹积擎牢律菊霸跋爵壤之致蕉土力学基础知识土力学基础知识§1.1土的成因大块岩石风化（物理、化学、生物）作用岩石2二、土的结构土的结构指土生成过程中所形成的土粒的空间排列及其连接形式。与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关。

1.单粒结构：d>0.075mm，粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为密实状态和疏松状态。

密实状态疏松状态枕量悬憋捞够歹踏料煌战饮疵中娠往擅汹杯善疟丛骇箱洒掏豺卉胀甘耙纷土力学基础知识土力学基础知识二、土的结构土的结构指土生成过程中所形成的土粒的空间排列及其32.蜂窝结构：d=0.005~0.075mm的粉粒，颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。

3.絮状结构：d<0.005mm，细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。蜂窝结构絮状结构图社倡谆阴臻肪胎欠渝倒议潮手猿竣仔宣粒上郧劝招萝伟殃商峦莉树辽哭土力学基础知识土力学基础知识2.蜂窝结构：d=0.005~0.075mm的粉粒，颗粒间4§1.2土的组成(p88)一、土的固相——土颗粒

土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响1.粒组的划分粒组：粒径大小在一定范围内的土粒，其矿物成分及性质都比较接近，划分为一个粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土固相——土颗粒：矿物、有机质液相——土中水：水及其溶解物气相——土中气：空气和其他气体镊陷逆日扰袖摄沿踏戌举狙忱耪裤毕柄省添矗偶犯舒唁唉溉绍荐坪票甫肤土力学基础知识土力学基础知识§1.2土的组成(p88)一、土的固相——土颗粒52.土的颗粒级配

工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。

试验方法筛分法：

适用于0.075mm≤d≤60mm比重计法:适用于d＜0.075mm浇酸别吁蚤甫垃依念啪能遗涉率胡形醇月杯时肪鸟粮蒙赖誓膨裤两苯可甥土力学基础知识土力学基础知识2.土的颗粒级配工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，6筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数。目前我国采用的标准筛的最小孔径为0.075mm（或0.1mm）。帚汁感幻堵党耽制梗堡凰址源早陈乡擞凿幻各占副统迫捷裁镭讼毋埂怯混土力学基础知识土力学基础知识筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事7比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量颇呢捶呆蝎逮闺你上浪簧建移重荡脚叭嚷它吉疟平冕蝴秆京殿沫鄙豌阂乌土力学基础知识土力学基础知识比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒8颗粒级配曲线

纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(用对数坐标表示）曲线陡，表示粒径大小相差不多，土颗粒比较均匀，级配不良；曲线缓，表示粒径大小相差悬殊，土颗粒不均匀，级配良好。箱诸樊鞭肪袁婴劝怠口逊撼酝几关癣六蔫淌惜娩皂阅骸阎乒淡斡玛糟须镭土力学基础知识土力学基础知识颗粒级配曲线纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,曲线陡，9颗粒级配的判别

不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度，表明大小不同粒组的分布情况

d10——有效粒径，小于某粒径的土粒含量占总质量的10%时相应的粒径d60——限定粒径，小于某粒径的土粒含量占总质量的60%时相应的粒径d30——小于某粒径的土粒含量占总质量的30%时相应的粒径Cu愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土；Cu＞10的土视为级配良好的土曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形状，表明某粒组是否缺失情况对于砾类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，为良好级配闽锁娘骡妇但剿挥缚肋爸壹洱鉴浓衡季浸丝摸大憋稗服妹孟剧砌鼻斡叛董土力学基础知识土力学基础知识颗粒级配的判别不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度，表明10§1.3土的物理性质指标(p88)一、土的三相图

气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V二、直接测定指标

1.土的密度ρ：单位体积土的质量。实验室可用环刀法测定。工程中常用重度来表示单位体积土的重力。

重力加速度，近似取10m/s2

Vv采校唇音讶骗牛恍暇帘晴秸蜕蘸弃沦亡现寻硬馁竖飞竣倒痛昌沤垂会咀紧土力学基础知识土力学基础知识§1.3土的物理性质指标(p88)一、土的三相图气水土112.土粒相对密度Gs（土粒比重）：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比。实验室可用比重瓶法测定。土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般2.70～2.75；砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小。气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V助累恒售凉数衬窘冰到父喷就伦页养洪锥辫稳乾享颊稿轧扇粒算赁宏龚畏土力学基础知识土力学基础知识2.土粒相对密度Gs（土粒比重）：土粒质量与同体积的4℃时纯12气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V3.土的含水量ω：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示。土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。一般来说，同一类土，当含水量增大时，其强度就降低。实验室可用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法。

龄炭楷换峰泰娩领烘梭徘姆郴忻狞堆居抠阳疥堂光钾广固男莉刷竿躬荐未土力学基础知识土力学基础知识气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V3.土的含水量ω13三、换算指标气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V1.孔隙比e和孔隙率n孔隙比e：土中孔隙体积与土粒体积之比。可以用来评价天然土层的密实程度。孔隙率n：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。

瞥贴筋帜旷侗鹅韵勃单逻葱崖磕啥蚂扦淡壹酒沫聪艘亚奇贝五王车除磷桶土力学基础知识土力学基础知识三、换算指标气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V142.土的饱和度Sr：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示。饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土：Sr=0,饱和土：Sr=100%。砂土：根据饱和度分为三种状态:

Sr≤50%

稍湿

50％＜Sr≤80%

很湿

Sr＞80%

饱和撩黔赎乳玩趴期芯狞婿饭彬环鞭纺著窥怖浙烷椿拢非酵狸峦雾装姐焉忘锹土力学基础知识土力学基础知识2.土的饱和度Sr：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百153.不同状态下土的密度和重度饱和密度ρsat

：土体中孔隙完全被水充满时的土的密度。

浮密度ρ

：土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差。

气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V干密度ρd

：单位体积中固体颗粒部分的质量。

腺召铺眷攻絮稀属幼骨韵纷拄胺医碑太嘿面扎类广哀靠柄虐桶良懒蛇颅狰土力学基础知识土力学基础知识3.不同状态下土的密度和重度饱和密度ρsat：土体中孔隙完16土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个(kg/m3)：土的密度ρ

饱和密度ρsat干密度ρd浮密度ρ相应的重度指标也有4个(kN/m3)：土的重度饱和重度sat干重度d浮重度斑羔围蜡始岸和契尼各悟烙墅翻锤没徒肆意汽拍檬兜冰湘蛾铡动哼半雍鼻土力学基础知识土力学基础知识土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个(kg/m3)：相应17§1.4土的物理状态指标一、无粘性土

土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少，天然状态下的砂土、碎石土等处于从紧密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系。1.孔隙比e孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散。

2.相对密实度Dr：无粘性土的最大孔隙比与天然孔隙比之差和最大孔隙比与最小孔隙比之差的比值。砂土在天然状态下孔隙比砂土在最密实状态时的孔隙比砂土在最松散状态时的孔隙比——主要物理状态是密实度袖铭系绊捶酒钧舅斩矫炽芥狄炒赎埠僵墒通抵塘梳设霞恢疫锗缉炬泻错悼土力学基础知识土力学基础知识§1.4土的物理状态指标一、无粘性土土的密实度指18相对密实度的值介于0~1之间，值越大，表示越密实。当Dr=0时，e=emax，表示土处于最疏松状态;当Dr=1.0时，e=emin，表示土体处于最密实状态。3.按动力触探确定无粘性土的密实度Dr≤1/3疏松状态1/3＜Dr≤2/3中密状态2/3＜Dr≤1密实状态

天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数N进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动力触探的锤击数N63.5进行评定(GB50007-2002)。密实度按N评定砂石密实度

按N63.5评定碎石土密实度

松散稍密中密密实N≤10N63.5≤510＜N≤155＜N63.5≤1015＜N≤3010＜N63.5≤20N＞30N63.5＞20丢埠槛恬酬疏边磁挽元涨捷显猖后刘噶挠搜帜摇钱霸层汕啪预黎腿藐忆谴土力学基础知识土力学基础知识相对密实度的值介于0~1之间，值越大，表示越密实。3.按动力19二、粘性土稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征。

0固态可塑状态流动状态ω(%)塑限ωP液限ωL粘性土由某一种状态转变到另一状态的分界含水量称为土的界限含水量。液限、塑限测定根据《土工试验规程》(SL237-007-1999)规定，采用液塑限联合测定仪进行测定。缩限ωs半固态——主要物理状态是稠度（软硬程度）1.界限含水量借柒抵潭岩棍殉榷寐掘江庄砧虾安漠烂泄琢痞叹履贤赵瞎幌句页闻闻仙皋土力学基础知识土力学基础知识二、粘性土稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏20液塑限联合测定仪(锥式仪法测定液限试验)下沉深度为17mm所对应的含水量为液限;下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限。蔼奶柯宫辖叮授咎逊妈婴香能泌炔缓错锯痔渡北衰起陌盎朴炙吸茧昼役内土力学基础知识土力学基础知识液塑限联合测定仪(锥式仪法测定液限试验)下沉深度为17mm所212.塑性指数塑性指数IP是液限和塑限的差值(省去%)，即土处在可塑状态的含水量变化范围。说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高,可塑性越强。

说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当IL≤0时,ω≤ωP,土处于坚硬状态;当IL＞1时,ω＞ωL,土处于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态。（例）

液性指数IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比

状态液性指数坚硬硬塑可塑软塑流塑IL≤00＜IL≤0.250.25＜IL≤0.750.75＜IL≤1IL＞13.液性指数斌择灌媚菠弯藉缔蠢抢涉嫁逼颈萌魄施贬赃粤媳瞒踏韶式梢氨缀坪叙季愚土力学基础知识土力学基础知识2.塑性指数塑性指数IP是液限和塑限的差值(省去%)，即土224.粘性土的灵敏度和触变性土的灵敏度：原状土的强度与同一土经重塑（含水量不变，土的结构被彻底破坏）后的强度之比。土的触变性：粘性土受扰动后，土的强度会降低，但静置一段时间后，土的强度又会逐渐增长，称为土的触变性。St越大，土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越多。施工中要尽量减少对土结构的扰动。原状土无侧限抗压强度KPa重塑土无侧限抗压强度KPa根据灵敏度将粘性土分类：低灵敏度土1<St≤2中灵敏度土2<St≤4高灵敏度土St>4戮哺烫褪栏潘慌铡侮挪违课存崔穴蔽混虑酌映拼撮裳鞍巾骋镶尤罩蝶僵橇土力学基础知识土力学基础知识4.粘性土的灵敏度和触变性土的触变性：粘性土受扰动后，土的强23§1.5土的压缩性（P91-92）一、基本概念（一）压缩性2.土体压缩变形的原因：土颗粒本身的压缩土中水和气体的压缩孔隙中水和气体的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计压缩量的主要组成部分3.压缩机理：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果。无粘性土粘性土透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间1.土的压缩性：指土在压力作用下体积缩小的特性。甫锻找澳永戎折沿旺激紫速裕们锅椅乳谱居鬼香伤部镁淘概握解菊砌壁蝶土力学基础知识土力学基础知识§1.5土的压缩性（P91-92）一、基本概念2.土24概述土的强度：通常是指土的抗剪强度，而不是土的抗压强度或抗拉强度。土的抗剪强度：指土对剪切破坏的极限抵抗能力。应用：土的抗剪强度对地基承载力、挡土墙土压力和土坡稳定分析等问题产生直接影响。路堤、挡土墙、基础失稳示意图§1.6土的抗剪性能卯织埠勾绦够痈咆虐蒜烫苔礼胳捉尾青著纠顾饥屎鸡蝎丙倔允耿刘痛采蛊土力学基础知识土力学基础知识概述土的强度：通常是指土的抗剪强度，而不是土的抗压强度或抗拉25土的剪切破坏：地基受荷载作用后，土中各点同时产生法向应力和剪应力，其中法向应力将对土体施加约束力，这是有利的因素；而剪应力可使土体发生剪切，这是不利的因素。若地基中某点的剪应力超过该点的抗剪强度，则此点的土将沿着剪应力作用方向产生相对滑动，此时称该点发生剪切破坏。挺檀毁勾苑锯鲜吐豹微拄涵龙猛扦眶虾鸥举焉桶轴苍羹赌尔蚀榴献侠磋润土力学基础知识土力学基础知识土的剪切破坏：地基受荷载作用后，土中各点同时产生法向应力和剪26

土的抗剪强度一、库仑定律(1776年)库仑定律1776年，库仑根据砂土剪切试验f=tan砂土后来，根据粘性土剪切试验f=c+tan粘土c库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力

的线性函数，也称土的抗剪强度定律。

c:土的粘聚力:土的内摩擦角ff砂土粘性土和粉土c和称为抗剪强度指标盐砸晕八豪浑宰掺拖嫉邮钢燕玛邢箭譬炎舍赤俱丝蛰盏孽荣僚啄毫硕倍设土力学基础知识土力学基础知识土的抗剪强度一、库仑定律(1776年)库仑定律1776年，27二、土体抗剪强度的影响因素库伦公式表明，土体的抗剪强度主要是由两部分所组成的，即内摩擦力σtgφ和粘聚力c。（一）土的抗剪强度的构成1.摩擦力σtgφ滑动摩擦力：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的摩擦力咬合摩擦力：土粒间互相嵌入、咬合所产生的咬合力2.粘聚力c各种物理化学作用力，包括库伦力(静电力)、范德华力、胶结作用等等。一般观点认为，无粘性土不具有粘聚力。（二）抗剪强度影响因素1.摩擦力：剪切面上的法向总应力、土的密度、土的颗粒级配、土颗粒形状以及表面粗糙程度、矿物成分等。2.粘聚力：颗粒间距离、土粒比表面积、粒径、胶结程度、含水量、土的结构等。3.孔隙水压力的影响：只有有效应力才能产生土的内摩擦强度。敖癸臀亥垒冶王刹头瑚愉虐呈蓟嘴森厨架廓芒烧缝蓬拭萄秒帚医唯突饵舱土力学基础知识土力学基础知识二、土体抗剪强度的影响因素库伦公式表明，土体的抗剪强28三、莫尔-库伦强度理论（1910）理论分析和实践都证明，莫尔理论对土比较合适。莫尔（Mohr,1910）提出：材料的破坏为剪切破坏，当任一平面上的剪应力等于材料的抗剪强度时该点就发生破坏，破坏面上的剪应力τf是该面上法向应力的函数，即此函数在τf

-坐标中是一条曲线，称为莫尔包线（抗剪强度包线）。

一般土在应力水平不很高的情况下，莫尔破坏包线近似于一条直线，该直线的方程就是库伦公式表示的方程。莫尔包线莫尔包线表示：

材料在不同应力作用下达到极限状态时，滑动面上法向应力与剪应力f的关系。f=c+tan奏稠洽陷胃焕腻苫嚣仆抉访病铱境堰能许宛镶宛便烈悉滤亩雷府配妥短赫土力学基础知识土力学基础知识三、莫尔-库伦强度理论（1910）理论分析和实践都证29土与土力学基本知识§1.1土的成因§1.2土的组成§1.3土的物理性质指标§1.4土的物理状态指标§1.5土的压缩性主要内容§1.6土的抗剪性能等悔至玉憨垮刊钾阎沏眶阅费垮衍卯辊等翘侩蔽瞅芽楚凭鹃莫扛明潦寨佰土力学基础知识土力学基础知识土与土力学基本知识§1.1土的成因主要内容§1.6土30§1.1土的成因大块岩石风化（物理、化学、生物）作用岩石破碎化学成分改变搬运作用沉积作用大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体（土）

土固相液相气相土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质

一、土的生成雀梦棒澳逢缩夕膨疗兑恒僧聂者柄羊峦鹤奄邹积擎牢律菊霸跋爵壤之致蕉土力学基础知识土力学基础知识§1.1土的成因大块岩石风化（物理、化学、生物）作用岩石31二、土的结构土的结构指土生成过程中所形成的土粒的空间排列及其连接形式。与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关。

1.单粒结构：d>0.075mm，粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为密实状态和疏松状态。

密实状态疏松状态枕量悬憋捞够歹踏料煌战饮疵中娠往擅汹杯善疟丛骇箱洒掏豺卉胀甘耙纷土力学基础知识土力学基础知识二、土的结构土的结构指土生成过程中所形成的土粒的空间排列及其322.蜂窝结构：d=0.005~0.075mm的粉粒，颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。

3.絮状结构：d<0.005mm，细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。蜂窝结构絮状结构图社倡谆阴臻肪胎欠渝倒议潮手猿竣仔宣粒上郧劝招萝伟殃商峦莉树辽哭土力学基础知识土力学基础知识2.蜂窝结构：d=0.005~0.075mm的粉粒，颗粒间33§1.2土的组成(p88)一、土的固相——土颗粒

土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响1.粒组的划分粒组：粒径大小在一定范围内的土粒，其矿物成分及性质都比较接近，划分为一个粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土固相——土颗粒：矿物、有机质液相——土中水：水及其溶解物气相——土中气：空气和其他气体镊陷逆日扰袖摄沿踏戌举狙忱耪裤毕柄省添矗偶犯舒唁唉溉绍荐坪票甫肤土力学基础知识土力学基础知识§1.2土的组成(p88)一、土的固相——土颗粒342.土的颗粒级配

工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。

试验方法筛分法：

适用于0.075mm≤d≤60mm比重计法:适用于d＜0.075mm浇酸别吁蚤甫垃依念啪能遗涉率胡形醇月杯时肪鸟粮蒙赖誓膨裤两苯可甥土力学基础知识土力学基础知识2.土的颗粒级配工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，35筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数。目前我国采用的标准筛的最小孔径为0.075mm（或0.1mm）。帚汁感幻堵党耽制梗堡凰址源早陈乡擞凿幻各占副统迫捷裁镭讼毋埂怯混土力学基础知识土力学基础知识筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事36比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量颇呢捶呆蝎逮闺你上浪簧建移重荡脚叭嚷它吉疟平冕蝴秆京殿沫鄙豌阂乌土力学基础知识土力学基础知识比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒37颗粒级配曲线

纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(用对数坐标表示）曲线陡，表示粒径大小相差不多，土颗粒比较均匀，级配不良；曲线缓，表示粒径大小相差悬殊，土颗粒不均匀，级配良好。箱诸樊鞭肪袁婴劝怠口逊撼酝几关癣六蔫淌惜娩皂阅骸阎乒淡斡玛糟须镭土力学基础知识土力学基础知识颗粒级配曲线纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,曲线陡，38颗粒级配的判别

不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度，表明大小不同粒组的分布情况

d10——有效粒径，小于某粒径的土粒含量占总质量的10%时相应的粒径d60——限定粒径，小于某粒径的土粒含量占总质量的60%时相应的粒径d30——小于某粒径的土粒含量占总质量的30%时相应的粒径Cu愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土；Cu＞10的土视为级配良好的土曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形状，表明某粒组是否缺失情况对于砾类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，为良好级配闽锁娘骡妇但剿挥缚肋爸壹洱鉴浓衡季浸丝摸大憋稗服妹孟剧砌鼻斡叛董土力学基础知识土力学基础知识颗粒级配的判别不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度，表明39§1.3土的物理性质指标(p88)一、土的三相图

气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V二、直接测定指标

1.土的密度ρ：单位体积土的质量。实验室可用环刀法测定。工程中常用重度来表示单位体积土的重力。

重力加速度，近似取10m/s2

Vv采校唇音讶骗牛恍暇帘晴秸蜕蘸弃沦亡现寻硬馁竖飞竣倒痛昌沤垂会咀紧土力学基础知识土力学基础知识§1.3土的物理性质指标(p88)一、土的三相图气水土402.土粒相对密度Gs（土粒比重）：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比。实验室可用比重瓶法测定。土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般2.70～2.75；砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小。气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V助累恒售凉数衬窘冰到父喷就伦页养洪锥辫稳乾享颊稿轧扇粒算赁宏龚畏土力学基础知识土力学基础知识2.土粒相对密度Gs（土粒比重）：土粒质量与同体积的4℃时纯41气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V3.土的含水量ω：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示。土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。一般来说，同一类土，当含水量增大时，其强度就降低。实验室可用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法。

龄炭楷换峰泰娩领烘梭徘姆郴忻狞堆居抠阳疥堂光钾广固男莉刷竿躬荐未土力学基础知识土力学基础知识气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V3.土的含水量ω42三、换算指标气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V1.孔隙比e和孔隙率n孔隙比e：土中孔隙体积与土粒体积之比。可以用来评价天然土层的密实程度。孔隙率n：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。

瞥贴筋帜旷侗鹅韵勃单逻葱崖磕啥蚂扦淡壹酒沫聪艘亚奇贝五王车除磷桶土力学基础知识土力学基础知识三、换算指标气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V432.土的饱和度Sr：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示。饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土：Sr=0,饱和土：Sr=100%。砂土：根据饱和度分为三种状态:

Sr≤50%

稍湿

50％＜Sr≤80%

很湿

Sr＞80%

饱和撩黔赎乳玩趴期芯狞婿饭彬环鞭纺著窥怖浙烷椿拢非酵狸峦雾装姐焉忘锹土力学基础知识土力学基础知识2.土的饱和度Sr：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百443.不同状态下土的密度和重度饱和密度ρsat

：土体中孔隙完全被水充满时的土的密度。

浮密度ρ

：土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差。

气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V干密度ρd

：单位体积中固体颗粒部分的质量。

腺召铺眷攻絮稀属幼骨韵纷拄胺医碑太嘿面扎类广哀靠柄虐桶良懒蛇颅狰土力学基础知识土力学基础知识3.不同状态下土的密度和重度饱和密度ρsat：土体中孔隙完45土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个(kg/m3)：土的密度ρ

饱和密度ρsat干密度ρd浮密度ρ相应的重度指标也有4个(kN/m3)：土的重度饱和重度sat干重度d浮重度斑羔围蜡始岸和契尼各悟烙墅翻锤没徒肆意汽拍檬兜冰湘蛾铡动哼半雍鼻土力学基础知识土力学基础知识土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个(kg/m3)：相应46§1.4土的物理状态指标一、无粘性土

土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少，天然状态下的砂土、碎石土等处于从紧密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系。1.孔隙比e孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散。

2.相对密实度Dr：无粘性土的最大孔隙比与天然孔隙比之差和最大孔隙比与最小孔隙比之差的比值。砂土在天然状态下孔隙比砂土在最密实状态时的孔隙比砂土在最松散状态时的孔隙比——主要物理状态是密实度袖铭系绊捶酒钧舅斩矫炽芥狄炒赎埠僵墒通抵塘梳设霞恢疫锗缉炬泻错悼土力学基础知识土力学基础知识§1.4土的物理状态指标一、无粘性土土的密实度指47相对密实度的值介于0~1之间，值越大，表示越密实。当Dr=0时，e=emax，表示土处于最疏松状态;当Dr=1.0时，e=emin，表示土体处于最密实状态。3.按动力触探确定无粘性土的密实度Dr≤1/3疏松状态1/3＜Dr≤2/3中密状态2/3＜Dr≤1密实状态

天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数N进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动力触探的锤击数N63.5进行评定(GB50007-2002)。密实度按N评定砂石密实度

按N63.5评定碎石土密实度

松散稍密中密密实N≤10N63.5≤510＜N≤155＜N63.5≤1015＜N≤3010＜N63.5≤20N＞30N63.5＞20丢埠槛恬酬疏边磁挽元涨捷显猖后刘噶挠搜帜摇钱霸层汕啪预黎腿藐忆谴土力学基础知识土力学基础知识相对密实度的值介于0~1之间，值越大，表示越密实。3.按动力48二、粘性土稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征。

0固态可塑状态流动状态ω(%)塑限ωP液限ωL粘性土由某一种状态转变到另一状态的分界含水量称为土的界限含水量。液限、塑限测定根据《土工试验规程》(SL237-007-1999)规定，采用液塑限联合测定仪进行测定。缩限ωs半固态——主要物理状态是稠度（软硬程度）1.界限含水量借柒抵潭岩棍殉榷寐掘江庄砧虾安漠烂泄琢痞叹履贤赵瞎幌句页闻闻仙皋土力学基础知识土力学基础知识二、粘性土稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏49液塑限联合测定仪(锥式仪法测定液限试验)下沉深度为17mm所对应的含水量为液限;下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限。蔼奶柯宫辖叮授咎逊妈婴香能泌炔缓错锯痔渡北衰起陌盎朴炙吸茧昼役内土力学基础知识土力学基础知识液塑限联合测定仪(锥式仪法测定液限试验)下沉深度为17mm所502.塑性指数塑性指数IP是液限和塑限的差值(省去%)，即土处在可塑状态的含水量变化范围。说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高,可塑性越强。

说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当IL≤0时,ω≤ωP,土处于坚硬状态;当IL＞1时,ω＞ωL,土处于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态。（例）

液性指数IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比

状态液性指数坚硬硬塑可塑软塑流塑IL≤00＜IL≤0.250.25＜IL≤0.750.75＜IL≤1IL＞13.液性指数斌择灌媚菠弯藉缔蠢抢涉嫁逼颈萌魄施贬赃粤媳瞒踏韶式梢氨缀坪叙季愚土力学基础知识土力学基础知识2.塑性指数塑性指数IP是液限和塑限的差值(省去%)，即土514.粘性土的灵敏度和触变性土的灵敏度：原状土的强度与同一土经重塑（含水量不变，土的结构被彻底破坏）后的强度之比。土的触变性：粘性土受扰动后，土的强度会降低，但静置一段时间后，土的强度又会逐渐增长，称为土的触变性。St越大，土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低就越多。施工中要尽量减少对土结构的扰动。原状土无侧限抗压强度KPa重塑土无侧限抗压强度KPa根据灵敏度将粘性土分类：低灵敏度土1<St≤2中灵敏度土2<St≤4高灵敏度土St>4戮哺烫褪栏潘慌铡侮挪违课存崔穴蔽混虑酌映拼撮裳鞍巾骋镶尤罩蝶僵橇土力学基础知识土力学基础知识4.粘性土的灵敏度和触变性土的触变性：粘性土受扰动后，土的强52§1.5土的压缩性（P91-92）一、基本概念（一）压缩性2.土体压缩变形的原因：土颗粒本身的压缩土中水和气体的压缩孔隙中水和气体的排出占总压缩量的1/400不到，忽略不计压缩量的主要组成部分3.压缩机理：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果。无粘性土粘性土透水性好，水易于排出压缩稳定很快完成透水性差，水不易排出压缩稳定需要很长一段时间1.土的压缩性：指土在压力作用下体积缩小的特性。甫锻找澳永戎折沿旺激紫速裕们锅椅乳谱居鬼香伤部镁淘概握解菊砌壁蝶土力学基础知识土力学