土的物理状态指标及击实性课件

第六章

土的物理性质及工程分类

一、砂土的密实状态砂土的密实状态对其工程性质影响很大，密实的砂土，结构稳定，强度较高，压缩性较小，是良好的天然地基；疏松的砂土，特别是饱和的松散粉细砂，结构常处于不稳定状态，容易产生流砂，在振动荷载作用下，可能会发生液化，对工程建筑不利。判别砂土的密实度可以采用以下三种方法。

1.孔隙比判别判别砂土密实度最简便的方法是用孔隙比，如表1。砂土的密实度

表1土的名称密

实

度密

实中

密稍

密松

散砾砂、粗砂、中砂e<0.600.60≤e≤0.750.75<e≤0.85e>0.85细砂、粉砂e<0.700.70≤e≤0.850.85<e≤0.90e>0.95第五节土的物理状态指标优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响只能用于同一种土第六章土的物理性质及工程分类一、砂土的密实状态1第六章

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2.相对密度判别

相对密度Dr是将天然孔隙比e与最疏松状态的孔隙比emax及最密实状态的孔隙比emin进行对比，作为衡量砂土密实度的指标，其表达式为：

由式可知，若砂土的e＝emax，则Dr＝0，砂土处于最疏松状态；若e＝emin，则Dr＝1，砂土处于最密实状态。因此，工程上常按以下标准评价砂土的松密程度：

Dr≥0.67时，为密实状态；0.33<Dr<0.67时，为中密状态；

Dr≤0.33时，为松散状态。emax——砂土在最松散状态时的孔隙比e砂土在天然状态下孔隙比emin——砂土在最密实状态时的孔隙比第六章土的物理性质及工程分类2.相2emax:最大孔隙比将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再换算得到最大孔隙比emin:最小孔隙比将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再换算得到最小孔隙比emax与emin：最大与最小孔隙比emax:最大孔隙比emin:最小孔隙比emax与emi3【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态（土体体积为1000cm3

）【解】砂土在天然状态下的孔隙比砂土最小孔隙比砂土最大孔隙比相对密实度∈（0.33,0.67）中密状态【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.74【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态（土体体积为1000cm3

）【解】砂土在天然状态下的密度砂土最大密度砂土最小密度相对密实度∈（0.33,0.67）中密状态

【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.75第六章

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采用相对密度Dr来评价砂土的松密程度在理论上是合理的但在实际上，测定最大孔隙比emax和最小孔隙比emin没有统一标准，同时测定砂土的天然孔隙比e也有很大困难。由于这些原因，砂土的相对密度Dr的测定误差是很大的。故在实际工作中，应用较多的是现场标准贯入试验来评价砂土的松密程度。

3.标准贯入试验判别标准贯入试验是在现场进行的原位试验。该方法是用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距将贯入器打入土中30cm时所需要的锤击数作为判别指标，称为标准贯入锤击数N。显然，锤击数N愈大，表明土层愈密实；锤击数N愈小，土层愈疏松。我国《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）中按标准贯入锤击数N划分砂土密实度的标准如表所示。N>3015<N≤3010<N≤15N≤10标准贯入锤击数N密实中密稍密松散密实度按标准贯入锤击数N值确定砂土密实度

第六章土的物理性质及工程分类采用相对密度Dr来6第六章

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二、粘性土的稠度

1.稠度状态

粘性土随着含水率的变化，可具有不同的状态。当含水率很高时，土可成为液体状态的泥浆；随着含水率的减少，土的流动性逐渐消失，开始一种奇特性质――可塑性（即在外力作用下，土可以塑成任何形状而不产生裂缝，解除外力后仍保持其所塑形状），进入可塑状态；当含水率继续减小，土失去了可塑性，变成半固态；直至达到固态，体积不再收缩。这几种状态反映了粘性土的软硬程度或抵抗外力的能力，称为稠度，即稠度是指粘性土在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力，是粘性土最主要的物理状态指标。第六章土的物理性质及工程分类二、粘性土的稠度1.7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

粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为土的稠度界限液塑限测定根据《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。0固态或半固态可塑状态流动状态ω塑限ωP液限ωL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8

固态与半固态：当土中的含水率很小，结合水膜很薄，水全部为强结合水时，把土粒牢牢地连在一起，形成固态。可塑态：随着含水率的增加，土粒周围结合水水膜除强结合水外还有弱结合水，土体处于可塑态。在这种状态下，土体具有可塑性，保持其形变的特性。

液态：当含水率继续增加，土中除结合水外还有自由水，土粒间的结合水联结消失，土体处于流动状态。固态与半固态：当土中的含水率很小，结合水膜很薄9第六章

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图

粘性土的界限含水率第六章土的物理性质及工程分类图粘性土的界限含水率10第六章

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2.

界限含水率粘性土由一种状态转变为另一种状态的分界含水率称为界限含水率，也称稠度界限。

⑴液限液限也称流限，是可塑状态与液态的分界含水率。在我国采用锥式液限仪来测定粘性土的液限。锥式仪重76g，锥尖顶角30º，将土样调制成膏状，使锥尖接触土面并在自重沉入土膏中，当沉入深度恰好是10mm（17mm）时的含水率即为液限

第六章土的物理性质及工程分类2.界限含水率⑴11第六章

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⑵塑限半固态与可塑态的分界含水率，称为塑限。塑限一般采用滚搓法测定。即用双手将天然湿度的土样搓成小圆球（球径小于10mm），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢搓滚成水土条，若土条搓到直径为3mm时恰好开始断裂，这时断裂土条的含水率就是塑限。滚搓法受人为因素的影响较大，因而成果不稳定。⑶缩限固态与半固态的分界含水率称缩限，亦即粘性土随着含水率的减小而体积不再变时的含水率。土的缩限用收缩皿法测定。《土工试验规程》（SL237－1999）中规定，液限和塑限的测定采用液、塑限联合测定仪，碟式液限仪测定土的液限、滚搓法测定土的塑限，收缩皿法测定土的缩限，具体试验方法和有关规定可参阅该试验规程。第六章土的物理性质及工程分类⑵塑限⑶缩限12液塑限联合测定仪下沉深度为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第六章

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液塑限联合测定仪下沉深度为17mm所对应的含水量为液13第六章

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3.塑性指数与液性指数

⑴塑性指数液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称塑性指数，用表示，取整数，即：

塑性指数表示处在可塑状态时土的含水率变化范围。其值愈大，土的塑性也愈高。粘性土的塑性高低，与粘粒含量有关，一般粘粒含量愈多，矿物的亲水性愈强，结合水的含量愈大，因而土的塑性也就愈大。所以塑性指数是一个全面反映土的组成情况的指标，因此，塑性指数可作为粘性土的工程分类依据。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中规定：

塑性指数>10的土为粘性土：10<≤17为粉质粘土；＞17为粘土。第六章土的物理性质及工程分类3.塑性指数与液14第六章

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⑵液性指数含水率对粘性土的状态有很大的影响，但对于不同的土，即使具有相同的含水率，也未必处于同样的状态。粘性土的状态可用液性指数来判别，其定义为

式中：

――液性指数，以小数表示；

――土的天然含水率；

其余符号意义同前。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＞1第六章土的物理性质及工程分类⑵液性指数状态液性指数坚硬15第六章

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值得注意的是：液限和塑限都是用重塑土测定的。用判别粘性土的状态时，没有考虑土的结构影响，所以按上述标准判别天然土是保守的。粘性土在某含水量范围内，用外力塑成任何形状而不发生裂纹，外力移去后仍能保持既得形状。----可塑性第六章土的物理性质及工程分类值得注意的是：粘性16击实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性击实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击实性的目的：

以最小的能量消耗获得最大的压实密度

击实方法：室内击实试验现场试验:

夯打、振动、碾压第六节土的击实性击实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提17第六章

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击实仪主要部件规格表试验方法锤底直径（mm）锤质量（kg）落高（mm）击实筒护筒高度（mm）内径（mm）筒高（mm）容积cm3轻型512.5305102116947.450重型514.54571521662103.950第六章土的物理性质及工程分类击实仪主要部件规格表试验锤18第六章

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图6-8两种击实仪示意图（a）轻型击实仪；（b）重型击实仪；（c）2.5kg击锤；（d）4.5kg击锤1－套筒；2－击实筒；3－底板；4－垫块；5－提手；6－导筒；7－硬橡皮垫；8－击锤第六章土的物理性质及工程分类图6-8两种击实仪示意19第六章

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试验时，将含水率为一定值的扰动土样分层装入击实筒中，每铺一层（共3～5层）后均用击锤按规定的落距和击数锤击土样，最后被压实的土样充满击实筒。称重计算出湿密度，并可算出干密度。由一组几个（不少于5个）不同含水率的同一种土样分别按上述方法进行试验，绘制一条击实曲线，如图所示。2、击实曲线击实曲线反映土的压实特性如下：第六章土的物理性质及工程分类试验时，将含水率202.击实曲线特点：①具有峰值，即最大干密度与最优含水量②位于饱和曲线之下

0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.1第六章

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2.击实曲线特点：048121第六章

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（1）对于某一土样，在一定的击实功能作用下，只有当土的含水率为某一适宜值时，土样才能达到最密实，因此在击实曲线上就反映出有一峰值，峰点所对应的纵坐标值为最大干密度，对应的横坐标值为最优含水率。

（2）土在击实（压实）过程中，通过土粒的相互位移，很容易将土中气体挤出，但要挤出土中水分来达到压实的效果，对于粘性土，不是短时间的加载所能办到的。一般压实最好的土，气体含量也还有3％～5％（以总计）留在土中，亦即击实土不可能被击实到完全饱和状态，击实曲线必然位于饱和曲线的左侧而不可能与饱和曲线有交点如图所示。按下式计算土的饱和含水率：第六章土的物理性质及工程分类（1）对于某一土样22第六章

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式中：――饱和含水率，％；――水的密度，g/cm3；――土粒比重；――干密度，g/cm3。第六章土的物理性质及工程分类式中：23第六章

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（3）当含水率低于最优含水率时，干密度受含水率变化的影响较大，即含水率变化对干密度的影响在偏干时比偏湿时更加明显.因此，击实曲线的左段（低于最优含水率）比右段的坡度陡。二、土的压实度

土的压实度或压实系数，定义为工地压时要求达到的干密度与室内击实试验所得到的最大干密度之比值，可由下式表示：第六章土的物理性质及工程分类（3）当含水率低于24第六章

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在工程中，填土的质量标准常以压实度来控制。要求压实度越接近于1，表明对压实质量的要求越高。根据工程性质及填土的受力状况，所要求的压实度是不一样的。必须指出，现场施工的填土压实，无论是在压实能量、压实方法还是在土的变形条件方面，与室内击实试验都存在着一定的差异。因此，室内击实试验用来模拟工地压实仅是一种半经验的方法，要使填土压实的现场施工确保质量，达到要求的压实度，还应该进行现场检验。在工地上对压实度的检验，一般可用环刀法、灌砂（或水）法、湿度密度仪法或核子密度仪法等来测定土的干密度和含水率，具体选用哪种方法，可根据工地的实际情况决定。三、土的压实机理及其影响因素1.

压实机理第六章土的物理性质及工程分类在工程中，填土的质量25第六章

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在外力作用之下土的压实机理，可以用结合水膜润滑及电化学性质等理论来解释。

情况一：在粘性土中含水率较低时，由于土粒表面的结合水膜较薄，土粒间距较小，土粒的相对位移阻力大，在击实功能作用下，比较难以克服这种阻力，因此压实效果就差。

情况二：随着土中含水率增加，结合水膜增厚，土粒间距也逐渐增加，这时斥力增加引力相对减小，压实功能比较容易克服粒间引力而使土粒相互位移，趋于密度，压实效果较好。情况三：但当土中含水率继续增大时，虽能使粒间引力减少，土中也会出现自由水，击实时孔隙中过多的水分不易立即排出，势必阻止土粒的靠拢，同时排不出去的气体，以封闭气体的形式存在于土体内，击实时气泡暂时减小，很大一部分击实功能由孔隙气承担，转化为孔隙压力，粒间所受的力减小，击实仅能导致土粒更高程度的定向排列，而土体几乎不发生体积变化，所以压实效果反而下降。第六章土的物理性质及工程分类在外力作用之下土的26第六章

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试验证明，粘性土的最优含水率与其塑限含水率十分接近，大致为对于无粘性土，因击实时土中多余的水分容易排出，它的干密度与含水率之间没有峰值点反映在击实曲线上，故最优含水率的概念一般不适用于无粘性土。但对它们可使用震动压密方法，以求得良好压密效果。无粘性土的压实标准，常以相对密实度Dr控制，一般不进行室内击实试验。

2.影响土压实性的主要因素影响土压实性的因素很多，包括土的水率、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等，其中前三种影响因素是最主要的。第六章土的物理性质及工程分类试验证明，粘性土的最优含水272、影响土的击实效果的因素

影响土压实性的因素很多，主要有含水量、击实功能、土的种类和级配等

1）含水量的影响ρdmaxωρd0ωop当含水率较低时，击实后的干密度随含水量的增加而增大。而当干密度增大到某一值后，含水量的继续增加反招致干密度的减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，与它对应的含水量称为最优含水量

说明：当击数一定时，只有在某一含水量下才获得最佳的击实效果

2、影响土的击实效果的因素影响土压实性的因素很多，主282）击实功能的影响说明：填料的含水率过高或过低都是不利的。含水率过低，填土遇水后容易引起湿陷；过高又将恶化填土的其他力学性质。因此，在实际施工中填土的含水率控制得当与否，不仅涉及到经济效益，而且影响到工程质量a.土料的最大干密度和最优含水量不是常数。最大干密度随击数的增加而逐渐增大,最优含水量逐渐减小。然而，这种变化速率是递减的。同时，光凭增加击实功能来提高土的最大干密度是有限的b.当含水量较低时击数的影响较显著。当含水量较高时，含水量与干密度关系曲线趋近于饱和线，这时提高击实功能是无效的

2）击实功能的影响说明：填料的含水率过高或过低都是不利的。含293)土类和级配的影响击实试验表明，在相同击实功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑性指数愈大，压实愈困难，最大干密度愈小，最优含水量愈大说明：土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于压实，级配不良的土，不易压实，因为级配良好的土有足够的细粒去充填较粗粒形成的孔隙，因而能获得较高的干密度

4)击实方式

夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适3)土类和级配的影响击实试验表明，在相同击实功能下，30①不存在最优含水量；②在完全风干和饱和两种状态下易于击实；③潮湿状态下ρd明显降低。四、粗粒土的压实性

1.压实特点粗砂

ω

=4~5%中砂

ω=7%；时，干密度最小

①不存在最优含水量；四、粗粒土的压实性1.压实特312.理论分析▼对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象。▼在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。3.压实标准▼常用相对密度控制Dr>0.7－0.75▼施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和2.理论分析▼对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒32第六章

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一、砂土的密实状态砂土的密实状态对其工程性质影响很大，密实的砂土，结构稳定，强度较高，压缩性较小，是良好的天然地基；疏松的砂土，特别是饱和的松散粉细砂，结构常处于不稳定状态，容易产生流砂，在振动荷载作用下，可能会发生液化，对工程建筑不利。判别砂土的密实度可以采用以下三种方法。

1.孔隙比判别判别砂土密实度最简便的方法是用孔隙比，如表1。砂土的密实度

表1土的名称密

实

度密

实中

密稍

密松

散砾砂、粗砂、中砂e<0.600.60≤e≤0.750.75<e≤0.85e>0.85细砂、粉砂e<0.700.70≤e≤0.850.85<e≤0.90e>0.95第五节土的物理状态指标优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响只能用于同一种土第六章土的物理性质及工程分类一、砂土的密实状态33第六章

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2.相对密度判别

相对密度Dr是将天然孔隙比e与最疏松状态的孔隙比emax及最密实状态的孔隙比emin进行对比，作为衡量砂土密实度的指标，其表达式为：

由式可知，若砂土的e＝emax，则Dr＝0，砂土处于最疏松状态；若e＝emin，则Dr＝1，砂土处于最密实状态。因此，工程上常按以下标准评价砂土的松密程度：

Dr≥0.67时，为密实状态；0.33<Dr<0.67时，为中密状态；

Dr≤0.33时，为松散状态。emax——砂土在最松散状态时的孔隙比e砂土在天然状态下孔隙比emin——砂土在最密实状态时的孔隙比第六章土的物理性质及工程分类2.相34emax:最大孔隙比将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再换算得到最大孔隙比emin:最小孔隙比将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再换算得到最小孔隙比emax与emin：最大与最小孔隙比emax:最大孔隙比emin:最小孔隙比emax与emi35【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态（土体体积为1000cm3

）【解】砂土在天然状态下的孔隙比砂土最小孔隙比砂土最大孔隙比相对密实度∈（0.33,0.67）中密状态【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.736【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态（土体体积为1000cm3

）【解】砂土在天然状态下的密度砂土最大密度砂土最小密度相对密实度∈（0.33,0.67）中密状态

【例1】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.737第六章

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采用相对密度Dr来评价砂土的松密程度在理论上是合理的但在实际上，测定最大孔隙比emax和最小孔隙比emin没有统一标准，同时测定砂土的天然孔隙比e也有很大困难。由于这些原因，砂土的相对密度Dr的测定误差是很大的。故在实际工作中，应用较多的是现场标准贯入试验来评价砂土的松密程度。

3.标准贯入试验判别标准贯入试验是在现场进行的原位试验。该方法是用质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距将贯入器打入土中30cm时所需要的锤击数作为判别指标，称为标准贯入锤击数N。显然，锤击数N愈大，表明土层愈密实；锤击数N愈小，土层愈疏松。我国《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）中按标准贯入锤击数N划分砂土密实度的标准如表所示。N>3015<N≤3010<N≤15N≤10标准贯入锤击数N密实中密稍密松散密实度按标准贯入锤击数N值确定砂土密实度

第六章土的物理性质及工程分类采用相对密度Dr来38第六章

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二、粘性土的稠度

1.稠度状态

粘性土随着含水率的变化，可具有不同的状态。当含水率很高时，土可成为液体状态的泥浆；随着含水率的减少，土的流动性逐渐消失，开始一种奇特性质――可塑性（即在外力作用下，土可以塑成任何形状而不产生裂缝，解除外力后仍保持其所塑形状），进入可塑状态；当含水率继续减小，土失去了可塑性，变成半固态；直至达到固态，体积不再收缩。这几种状态反映了粘性土的软硬程度或抵抗外力的能力，称为稠度，即稠度是指粘性土在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力，是粘性土最主要的物理状态指标。第六章土的物理性质及工程分类二、粘性土的稠度1.39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

粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为土的稠度界限液塑限测定根据《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。0固态或半固态可塑状态流动状态ω塑限ωP液限ωL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40

固态与半固态：当土中的含水率很小，结合水膜很薄，水全部为强结合水时，把土粒牢牢地连在一起，形成固态。可塑态：随着含水率的增加，土粒周围结合水水膜除强结合水外还有弱结合水，土体处于可塑态。在这种状态下，土体具有可塑性，保持其形变的特性。

液态：当含水率继续增加，土中除结合水外还有自由水，土粒间的结合水联结消失，土体处于流动状态。固态与半固态：当土中的含水率很小，结合水膜很薄41第六章

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图

粘性土的界限含水率第六章土的物理性质及工程分类图粘性土的界限含水率42第六章

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2.

界限含水率粘性土由一种状态转变为另一种状态的分界含水率称为界限含水率，也称稠度界限。

⑴液限液限也称流限，是可塑状态与液态的分界含水率。在我国采用锥式液限仪来测定粘性土的液限。锥式仪重76g，锥尖顶角30º，将土样调制成膏状，使锥尖接触土面并在自重沉入土膏中，当沉入深度恰好是10mm（17mm）时的含水率即为液限

第六章土的物理性质及工程分类2.界限含水率⑴43第六章

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⑵塑限半固态与可塑态的分界含水率，称为塑限。塑限一般采用滚搓法测定。即用双手将天然湿度的土样搓成小圆球（球径小于10mm），放在毛玻璃板上再用手掌慢慢搓滚成水土条，若土条搓到直径为3mm时恰好开始断裂，这时断裂土条的含水率就是塑限。滚搓法受人为因素的影响较大，因而成果不稳定。⑶缩限固态与半固态的分界含水率称缩限，亦即粘性土随着含水率的减小而体积不再变时的含水率。土的缩限用收缩皿法测定。《土工试验规程》（SL237－1999）中规定，液限和塑限的测定采用液、塑限联合测定仪，碟式液限仪测定土的液限、滚搓法测定土的塑限，收缩皿法测定土的缩限，具体试验方法和有关规定可参阅该试验规程。第六章土的物理性质及工程分类⑵塑限⑶缩限44液塑限联合测定仪下沉深度为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第六章

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液塑限联合测定仪下沉深度为17mm所对应的含水量为液45第六章

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3.塑性指数与液性指数

⑴塑性指数液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）称塑性指数，用表示，取整数，即：

塑性指数表示处在可塑状态时土的含水率变化范围。其值愈大，土的塑性也愈高。粘性土的塑性高低，与粘粒含量有关，一般粘粒含量愈多，矿物的亲水性愈强，结合水的含量愈大，因而土的塑性也就愈大。所以塑性指数是一个全面反映土的组成情况的指标，因此，塑性指数可作为粘性土的工程分类依据。《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）中规定：

塑性指数>10的土为粘性土：10<≤17为粉质粘土；＞17为粘土。第六章土的物理性质及工程分类3.塑性指数与液46第六章

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⑵液性指数含水率对粘性土的状态有很大的影响，但对于不同的土，即使具有相同的含水率，也未必处于同样的状态。粘性土的状态可用液性指数来判别，其定义为

式中：

――液性指数，以小数表示；

――土的天然含水率；

其余符号意义同前。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＞1第六章土的物理性质及工程分类⑵液性指数状态液性指数坚硬47第六章

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值得注意的是：液限和塑限都是用重塑土测定的。用判别粘性土的状态时，没有考虑土的结构影响，所以按上述标准判别天然土是保守的。粘性土在某含水量范围内，用外力塑成任何形状而不发生裂纹，外力移去后仍能保持既得形状。----可塑性第六章土的物理性质及工程分类值得注意的是：粘性48击实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性击实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击实性的目的：

以最小的能量消耗获得最大的压实密度

击实方法：室内击实试验现场试验:

夯打、振动、碾压第六节土的击实性击实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提49第六章

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击实仪主要部件规格表试验方法锤底直径（mm）锤质量（kg）落高（mm）击实筒护筒高度（mm）内径（mm）筒高（mm）容积cm3轻型512.5305102116947.450重型514.54571521662103.950第六章土的物理性质及工程分类击实仪主要部件规格表试验锤50第六章

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图6-8两种击实仪示意图（a）轻型击实仪；（b）重型击实仪；（c）2.5kg击锤；（d）4.5kg击锤1－套筒；2－击实筒；3－底板；4－垫块；5－提手；6－导筒；7－硬橡皮垫；8－击锤第六章土的物理性质及工程分类图6-8两种击实仪示意51第六章

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试验时，将含水率为一定值的扰动土样分层装入击实筒中，每铺一层（共3～5层）后均用击锤按规定的落距和击数锤击土样，最后被压实的土样充满击实筒。称重计算出湿密度，并可算出干密度。由一组几个（不少于5个）不同含水率的同一种土样分别按上述方法进行试验，绘制一条击实曲线，如图所示。2、击实曲线击实曲线反映土的压实特性如下：第六章土的物理性质及工程分类试验时，将含水率522.击实曲线特点：①具有峰值，即最大干密度与最优含水量②位于饱和曲线之下

0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.1第六章

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2.击实曲线特点：048153第六章

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（1）对于某一土样，在一定的击实功能作用下，只有当土的含水率为某一适宜值时，土样才能达到最密实，因此在击实曲线上就反映出有一峰值，峰点所对应的纵坐标值为最大干密度，对应的横坐标值为最优含水率。

（2）土在击实（压实）过程中，通过土粒的相互位移，很容易将土中气体挤出，但要挤出土中水分来达到压实的效果，对于粘性土，不是短时间的加载所能办到的。一般压实最好的土，气体含量也还有3％～5％（以总计）留在土中，亦即击实土不可能被击实到完全饱和状态，击实曲线必然位于饱和曲线的左侧而不可能与饱和曲线有交点如图所示。按下式计算土的饱和含水率：第六章土的物理性质及工程分类（1）对于某一土样54第六章

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式中：――饱和含水率，％；――水的密度，g/cm3；――土粒比重；――干密度，g/cm3。第六章土的物理性质及工程分类式中：55第六章

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（3）当含水率低于最优含水率时，干密度受含水率变化的影响较大，即含水率变化对干密度的影响在偏干时比偏湿时更加明显.因此，击实曲线的左段（低于最优含水率）比右段的坡度陡。二、土的压实度

土的压实度或压实系数，定义为工地压时要求达到的干密度与室内击实试验所得到的最大干密度之比值，可由下式表示：第六章土的物理性质及工程分类（3）当含水率低于56第六章

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在工程中，填土的质量标准常以压实度来控制。要求压实度越接近于1，表明对压实质量的要求越高。根据工程性质及填土的受力状况，所要求的压实度是不一样的。必须指出，现场施工的填土压实，无论是在压实能量、压实方法还是在土的变形条件方面，与室内击实试验都存在着一定的差异。因此，室内击实试验用来模拟工地压实仅是一种半经验的方法，要使填土压实的现场施工确保质量，达到要求的压实度，还应该进行现场检验。在工地上对压实度的检验，一般可用环刀法、灌砂（或水）法、湿度密度仪法或核子密度仪法等来测定土的干密度和含水率，具体选用哪种方法，可根据工地的实际情况决定。三、土的压实机理及其影响因素1.

压实机理第六章土的物理性质及工程分类在工程中，填土的质量57第六章

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在外力作用之下土的压实机理，可以用结合水膜润滑及电化学性质等理论来解释。

情况一：在粘性土中含水率较低时，由于土粒表面的结合水膜较薄，土粒间距较小