土密实度压实和工程分类

2.2

无粘土性质－了解

2.3

粘性土性质－重点

2.4

土的压实性－工作应用

2.5土的工程分类－掌握粘土和粉土分类

2.6土的渗透性-熟悉达西定律土力学1/19/202312.2无粘性土的相对密实度无粘性土定义：砂土、碎石土统称为无粘性土。无粘性土工程性质：排列越紧密，在外荷载作用下变形越小，强度越大1/19/202322.2无粘性土的相对密实度对无粘性土来说，土体的松密程度对土的工程性质影响很大。土的密实程度越高，压缩性越小，其工程特性越好；土的密实程度越低，压缩性越大，其工程特性越差。描述土的松紧程度的指标有干密度和孔隙比，密实度在一定程度上可用其天然孔隙比来反映1/19/202332.2无粘性土的相对密实度（1）天然孔隙比e优缺点：优点：简单、简捷缺点：不能反映砂土的级配和颗粒形状的影响，有时较疏松的级配良好的砂土孔隙比比较密实的颗粒均匀的砂土孔隙比还小。1/19/202342.2无粘性土的相对密实度（1）无粘性土的孔隙比指标。但是即便两种无粘性土具有同样的孔隙比也未必表明他们处于同样的状态。在工程上一般用相对密实度Dr来衡量无粘性土的松紧程度。1/19/20235（2）相对密实度Dr定义（理论表达式）定义（实用表达式）e0无粘性土的天然孔隙比或填筑孔隙比ρdmax无粘性土的最大干密度ρdmin无粘性土的最小干密度

ρd无粘性土的天然干密度或填筑干密度1/19/20236emax: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经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经换算得到最小孔隙比emax无粘性土处于最松状态时的孔隙比，可由其最小干密度换算(漏斗和容器测定)

emin无粘性土处于最密状态时的孔隙比，可由其最大干密度换算(风干土样分层夯实)

1/19/20237相对密实度Dr无粘性土处于最密实的状态

无粘性土处于最松散的状态

在工程上，用相对密实度划分无粘性土状态如下：

疏松中密密实1/19/20238（3）标准贯入锤击数N：标准贯入试验：SPT(standardpenetrationtest)试验时，将质量为63.5kg的穿心锤，以76cm的落距，将标准规格的贯入器，自钻孔底部预打15cm，记录再打入30cm的锤击次数，即为标准贯入试验锤击数N。优点：真实可靠。砂土密实度松散稍密中密密实N≤1010<N≤1515<N≤30>301/19/20239（4）碎石的野外鉴别方法确定密实程度：分为四类：密实中密稍密松散1/19/202310例题分析【例】某砂土试样样,试验测测定土粒相相对密度ds=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度度ρ=1.66/cm3。已知砂样样最密实状状态时称得得干砂质量量ms1=1.62kg,最疏松状状态时称得得干砂质量量ms2=1.45kg。求此砂土土的相对密密度Dr,并判断砂砂土所处的的密实状态态【解答】砂土在天然然状态下的的孔隙比砂土最小孔孔隙比砂土最大孔孔隙比相对密实度度∈（1/3,2/3]中密状态1/1/2023112.3粘粘性性土土的的性性质质土的的物物理理状状态态粘性性土土的的软软硬硬状状态态对于于粘粘性性土土，，因因粘粘土土矿矿物物含含量量高高、、颗颗粒粒细细小小，，其其物物理理状状态态与与含含水水量量关关系系非非常常密密切切。。力学学特特性性影响响表示示本节节要要求求掌掌握握1/1/2023121.粘粘性性土土的的稠稠度度定义义：：指粘粘性性土土在在某某一一含含水水率率下下对对外外界界引引起起的的变变形形或或破破坏坏的的抵抗抗能能力力，是是粘粘性性土土最最主主要要的的物物理理状状态态指指标标。。1/1/202313粘性土土的稠稠度1/1/202314流动状状态可塑状状态固体状状态半固体体状态态刚沉积积的粘粘土，，本身身不能能保持持其形形态，，极易易流动动外力作作用可可改变变其形形状，，而不不改变变其体体积，，并在在外力力卸除除后仍仍能保保持已已获得得的形形状水分蒸蒸发，，含水水率减减小，，体积积收缩缩含水率率减小小,丧丧失可可塑性性，外外力作作用下下易于于发生生破裂裂体积不不再收收缩，，空气气进入入土体体，土土的颜颜色变变淡1/1/202315液限流动状态与与可塑状态态的界限含含水率，可可塑状态的的上限含水率率LL(LiquidLimit)塑限可塑状态与与半固体状状态的界限限含水率，，可塑状态态的下限含水率率PL(PlasticLimit)缩限半固体状态态与固体状状态的界限限含水率，，即粘性土土随着含水水率的减小小而体积开开始不变的的含水率。。SL(ShrinkageLimit)粘性土从一一种状态转转变为另一一状态，可可用某一分分界含水率率来区分，，界限含水量量（阿太堡界界限Atterberglimits）1/1/2023161/1/202317塑限ωp液限ωl稠度界限粘性土的稠稠度反映土土中水的形形态固态或半固态可塑态流态强结合水膜膜最大出现自由水水强结合水弱结合水自由水稠度状态含水量土中水的形形态w1/1/202318粘性土土从一一种状状态转转变为为另外外一种种状态态是逐渐过过渡的，并并无明确确的界界限。1/1/2023192.塑塑限限测定定方法法：搓滚法法和液液塑限限联合合测定定法1/1/202320塑限测测定方方法：：搓滚法法：调制均均匀的的湿图图样，，在毛毛玻璃璃上搓搓滚成成3毫毫米直直径的的土条条，若若这个个时刻刻恰好好出现现裂缝缝，就就把土土条的的含水水率定定为塑塑限液塑塑限限联联合合测测定定法法：：取代代表表性性试试样样，，加加入入不不同同数数量量的的纯纯水水，，调调制制成成三三种种不不同同稠稠度度的的试试样样，，用用电电磁磁落落锥锥测测定定圆圆锥锥在在自自重重76g作作用用下经5～～15秒秒后沉沉入入试试样样的的深深度度。。以以含含水水率率为为横横坐坐标标，，圆圆锥锥入入土土深深度度为为纵纵坐坐标标，，在在双双对对数数纸纸上上绘绘制制关关系系曲曲线线。。入入土土深深度度2毫毫米米所对对应应的的含含水水率率为为塑塑限限。。1/1/2023213.液液限限测测定定方方法法：：液塑塑限限联联合合测测定定法法：：以以圆圆锥锥体体入入土土深深度度17mm土样样含含水水量量即即液液限限。。《土工试试验方法法标准》》（GB/T50123-1999）规定定76g圆锥仪仪入土深深度恰好好为17毫米所所对应的的含水率率为17毫米液液限，与与碟式仪仪入土深深度恰好好为10毫米所所对应的的含水率率为10毫米液液限一致致。液塑限联联合测定定法和碟碟式仪法法1/1/202322液限测定定方法：：1/1/2023234.缩缩限测定定方法：：收缩皿皿法把土料的的含水率率调制到到大于土土的液限限，然后后将试样样分层填填入收缩皿中，刮平平表面，，烘干，，测出干干土样的的体积并并称量至至0.1克，按按下式计计算1/1/2023241））塑性性指指数数PI(PlasticityIndex)液限限和和塑塑限限之之差差的的百百分分数数值值（（去掉掉百百分分号号）称称为为塑塑性性指指数数塑性性指指数数越越大大，，可可塑塑状状态态含含水水率率变变化化范范围围也也大大。。一般般地地，，塑性性指指数数越越高高，，土土的的粘粘粒粒含含量量越越高高，所所以以常常常常用用作作粘粘性性土土的的分分类类指指标标。。5.粘粘性性土土的的物物理理状状态态指指标标1/1/2023252)液液性指指数LI(LiquidityIndex)粘性土土即使使具有有相同同的含含水率率，也未必必处于同同样的的状态，粘性性土的的状态态用液液性指指数来来判别别。液性指指数表征了了土的天天然含含水率率与界界限含含水率率之间间的相相对关关系，，表达了了天然然土所所处的的状态态。1/1/202326判定土处于于坚硬硬状态态土处于于可塑塑状态态土处于于流动动状态态3)粘粘性土土的物物理状状态指指标1/1/202327注意由于液限限和塑限限目前都都是用扰动土测定的，，土的结结构已彻彻底破坏坏，而天然土含水率大大于液限限只是意意味着：：若土的结结构遭到到破坏，，它将转转变为粘滞泥浆浆。1/1/2023284)天天然稠度度Naturalconsistency定义：指原状状土样测测定的液液限和天天然含水水量的差差值与塑塑性指数数之比，，符号wc作用：可用于于划分路路基的干湿状态态。1/1/202329例题1某土样样的液液限为为38.6%，，塑限限为23.2%，天天然含含水量量为25.5%，问问该土土样处处于何何种状状态？？解：已已知=38.6%，，=23.2%，w=25.5%，，则Ip=38.6–23.2=15.4所以，，该土土处于于硬塑塑状态态。例题21.某某粘粘土的的含水水量w=36.4%,液液限wL=48%、、塑限限wp=25.4%，，要求求：1).计算算该土土的塑塑性指指标Ip；2).确确定该该土的的名称称；3).计算算该土土的液液性指指标IL；4).按按液性性指标标数确确定土土的状状态。。解：1/1/2023302.4土土的压压实性性公元前前200多多年，，我国国秦朝修修筑驰驰实（（行车车大道道），就有有用““铁锥锥筑土土坚实实”的的记载载。土的压实性性指在一一定的的含水率率下，以以人工工或机机械的的方法法，使使土体体能够够压实实到某种密密实程程度的性质质。在实验验室内内研究究土的的密实实性是是通过过击实试试验进行的的。1/1/202331击实试试验轻型：：粒径径小于于5毫毫米重型：：粒径径小于于40毫米米25下，分分三层层击实实56下，分分5层层击实实1/1/202332一、土土的压压实与与含水水率的的关系系压实机机理：：土粒定向排排列;孔隙体体积减减小;气被挤挤出或或被压压缩等0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.11/1/202333目的：：依据：：《建筑筑地基基基础础设计计规范范》(GB50007——2011)分类法法2.5土土的工工程分分类是将工工程性性质相相近的的土进进行分分类便于研研究及及应用用能反映映土的的物理理力学学性质质－土的组组成土的状状态土的结结构1/1/202334土：6类岩石碎石土土砂土粉土粘性土土人工填填土《建筑筑地基基基础础设计计规范范》(GB50007——2011)分类法法掌握1/1/202335碎石土土土的名名称颗颗粒形形状粒粒组含含量漂石块石圆形及及亚圆圆形为为主棱角形形为主主粒径大大于200mm的颗颗粒超超过全全质量量50%卵石碎石圆形及及亚圆圆形为为主棱角形形为主主圆形及及亚圆圆形为为主棱角形形为主主圆砾角砾粒径大于20mm的的颗粒超过过全质量50%粒径大于2mm的颗颗粒超过全全质量50%1/1/202336砂土土土的的名名称称粒粒组组含含量量粒径径大大于于2mm的的颗颗粒粒占占全全质质量量25~50%砾砂砂粗砂砂中砂砂细砂砂粉砂砂粒径径大大于于0.5mm的的颗颗粒粒超超过过全全质质量量50%粒径径大大于于0.25mm的的颗颗粒粒超超过过全全质质量量50%粒径径大大于于0.075mm的的颗颗粒粒超超过过全全质质量量85%粒径径大大于于0.075mm的的颗颗粒粒超超过过全全质质量量50%1/1/202337粉土土粒径径大大于于0.075mm的的颗颗粒粒含含量量小小于于全全质质量量50%塑性性指指数数Ip≤10的的土土塑性性指指数数Ip>10的的土土粘性性土土10<Ip≤17Ip>17粘土土粉质质粘粘土土掌握握掌握握1/1/2023382.6土土的的渗渗透透性性1/1/202339土的的渗渗透透性性水透透过过土土体体孔孔隙隙的的现现象象成成为为渗透透osmosis土具具有有被被水水透透过过的的性性能能称称为为土的的渗渗透透性性permeability1/1/202340渗透理理论一、渗渗透模模型(a)水在土孔隙中的运动(b)渗流模型（层流）水在土孔隙中的运动轨迹与渗流模型假设：：(1)在同同一过过水断断面，，渗流模模型的的流量量等于于真实实渗流流的流流量；；(2)任意意截面面上，，渗流模模型的的压力力与真实实渗流流的压压力相等；(3)在相相同体体积内内，渗流模模型所所受到到的阻阻力与真实实渗流流所受受到的的阻力力相等等。1/1/202341二Darcy渗渗透定定律由于土土中孔孔隙一一般非非常微微小，，水在在土体体中流流动时时的粘粘滞阻阻力很很大，，