土力学与地基基础(课件)

土力学与地基基础

绪论土是什么？土：（课本第1页）——是岩石风化的产物。——是由地壳表层不同成因的岩石在物理、化学、生物等风化作用后经搬运、沉积形成的松散颗粒堆积物。岩石风化残留原地残积物岩石风化顺坡移动坡积物岩石风化搬运沉积成岩作用沉积岩土碎屑物粗细粉黏土层土与岩石的关系：土及岩石的分类：岩土岩浆岩沉积岩岩变质岩土碎石土砂土粉土黏性土——粉质黏土、黏土软土

—淤泥、淤泥质土特殊土膨胀土湿陷性黄土红黏土填土—素填土、杂填土、冲填土、压实填土冻土土占地球表面的五分之一，是人类居住和农业生产的主要用地；也是建筑物的主要用地。无黏性土土的基本特征：（课本第1页）岩石连续介质矿物与胶结物土非连续介质岩屑颗粒不胶结受力易变形强度低、变形大、透水性大土颗粒承担外力土粒错位、摩擦抗剪强度土力学是什么？土力学：（课本第2页）

——是利用力学基本原理和土工测试技术，研究土的应力、应变、强度、渗流和稳定性等特征及其随时间变化规律的科学。它是力学的一个分支。

由于土的复杂成因和工程特性，目前尚无系统的理论和严密计算公式，必须借助工程经验、原位测试、室内试验，辅以理论计算，土力学是一门实践性很强的学科。土力学的核心内容：（课本第2页）——研究和解决土的三大工程问题，也就是：（1）强度（或稳定）问题——受力破坏与否（2）变形问题——变形大小（3）渗透问题——渗透破坏与否（流砂、管涌）应用——挡土墙土压力计算、边坡稳定性分析、地基

承载力确定土力学是什么？建筑物结构划分：上部结构下部结构：基础基础——将房屋上部结构所承受的各种作用（或荷载）

传递到地基上的结构组成部分。（课本第2-3页）地基——支承基础的土体

或岩体。为直接承受建筑物荷载作用且应力应变不能忽略的那部分土体或岩体。一、按上下层序来分：（1）持力层——直接和基础底面接触的土层（2）下卧层——持力层以下的土层地基的划分：（课本第2页）持力层下卧层二、按岩土类别来分：（1）岩层地基（2）土层地基地基的划分：（课本第2页）持力层下卧层三、按形成方式来分：（1）天然地基（2）人工地基——地基本身较软弱，需要经过人工加固处理，才能满足设计要求。地基的划分：（课本第2页）持力层下卧层（课本第3页）1、独立基础：用于单层工业厂房及框架结构建筑。2、条形基础（1）墙下条形基础（2）柱下条形基础用于砖混结构等用于框架结构等3、十字交叉基础4、筏形基础用于砖混结构和框架结构。用于框架结构。5、箱形基础用于高层建筑

工程案例淤泥桩基础：墩基础：底部扩大的桩埋深较大的独立基础沉井基础：地下连续墙：地下连续墙：基坑地基基础的重要性：（课本第3-4页）（1）占用相当的造价和工期基础工程在地下或水进行，施工难度较大，造价、工期和劳动力消耗量在整个工程中所占的比重也较大。（2）属于隐藏工程基坑回填后，基础埋于地下，属于隐蔽工程。一旦发生地基事故或基础事故，因在建筑物下方，整改不易或后果严重。地基基础设计等级：甲级、乙级、丙级（1）甲级地基基础设计等级为甲级的建筑物包括重要的工业与民用建筑物；30层以上的高层建筑；体型复杂、层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物；大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）；对地基变形有特殊要求的建筑物；复杂地质条件的坡上建筑物（包括高边坡）；对原有工程影响较大的新建建筑物；场地和地基条件复杂的一般建筑物；位于复杂地质条件及软土地区的2层及2层以上的地下室的基坑工程；开挖深度大于15m的基坑工程；周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程。地基基础设计等级：甲级、乙级、丙级（2）乙级地基基础设计等级为乙级的建筑物为除甲、丙级以外的工业与民用建筑物；除甲级、丙级以外的基坑工程。（3）丙级地基基础设计等级为丙级的建筑物包括场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下民用建筑及一般工业建筑物；次要的轻型建筑物；非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件、环境保护要求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程。地基基础设计等级：甲级、乙级、丙级所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的要求；设计等级为甲级、乙级的建筑物，还应按地基变形条件设计。在满足承载力计算的前提下，应按控制地基变形的正常使用极限状态设计。设计等级为丙级的建筑物，一部分需要考虑地基变形，另一部分可不考虑地基变形。对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建筑在斜坡上或边坡附近的建筑物，尚应验算其稳定性；基坑工程应进行稳定性验算；建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。工程案例（成功案例）工程案例（成功案例）工程案例（成功案例）冻土青藏铁路以桥代路河南驻马店板桥水库溃坝：

工程案例（失败案例）水库溃坝河南驻马店板桥水库溃坝：1975年8月，由于超强台风莲娜带来的特大暴雨引发淮河上游大洪水，使河南省驻马店地区板桥水库、石漫滩大型水库，58座小型水库漫顶垮坝，1100万亩农田受到毁灭性的灾害，1100万人受灾，死亡人数超过23万，经济损失近百亿元，成为世界最大的水库垮坝惨剧。原因：1、台风引起的强降雨；2、板桥水库、石漫滩水库防洪水设计标准太低。3、过多建设小型水库，排洪渠道不畅。2005年5月28日，美国有一节目播放《世界历史上人为技术错误造成的灾害TOP10》，包括前苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件、印度化工厂泄毒事件等，总结世界历史上最惨绝人寰的人为灾难。而TOP.1，就是中国河南省驻马店板桥水库溃堤。

工程案例（失败案例）水库溃坝开挖导致山体滑坡：

工程案例（失败案例）滑坡香港1972年滑坡(20,000m3)(67死、20伤)

工程案例（失败案例）滑坡岩层产状三要素：走向倾向倾角加拿大特朗斯康谷仓（上部结构未破坏）：

工程案例（失败案例）加拿大特朗斯康谷仓（上部结构未破坏）：加拿大特朗斯康谷仓平面呈矩形，长59.44m，宽23.47m，高31.0m。由65个圆筒仓组成，容积36368m3。谷仓的基础为钢筋混凝土筏形基础，厚61cm，基础埋深3.66m。原因：基础下存在16m的软黏土层(承载力190kPa)，初次储存谷物时基底压力为320kPa，结果谷仓陷入土中7.32m。后经纠正继续使用，但基础下降4m。

工程案例（失败案例）意大利比萨斜塔

意大利比萨斜塔修建于1173年，塔高设计为100米左右，但动工五六年后，塔身从三层开始倾斜，直到完工（共8层、高55m）还在持续倾斜。目前向南倾斜5.5°，南北两端沉降差1.8m，塔顶偏离中心垂直线5.27m。原因：比萨斜塔地基有好几层不同的土层，软质粉土、粉砂和黏土相间形成，造成不均匀沉降。

工程案例（失败案例）某火车站服务楼倾斜

某火车站服务楼建于淤泥层厚薄不匀的软土地基上，设计时未从地基—基础—上部结构相互作用的整体概念出发进行综合考虑，以致基础、结构布局不当，建成后不久，便出现了显著的不均匀沉降，致使墙体、窗台、窗顶和钢筋混凝土梁都出现相当严重的裂缝，影响使用和安全。

工程案例（失败案例）淤泥学习土力学与地基基础的目的：1、预防岩土灾害的发生2、保证建筑物的安全和正常使用在实际工作中需要回答以下问题：1、地基各岩土层的物理力学性质是怎么样的？2、根据建筑物上部的荷载和结构，采用什么样的基础？3、如何确保地基、基础、上部结构相互作用，使建筑物安全？本课程的核心内容是研究和解决以下问题：

（课本第2页）1、强度问题——承载力够不够，破坏与否2、变形问题——变形、沉降大小3、稳定性问题——是否会滑移、倾覆土力学与地基基础的研究内容：4、渗透问题——渗透破坏（流砂、管涌）

土力学既是一门古老的工程技术，又是一门新型的应用科学。随着社会的发展和生活上的需要，人类很早就已创造了自己的地基基础工艺。如万里长城、都江堰水利工程、赵州石拱桥、钱塘江南岸木桩护岸工程等。积累了宝贵的知识和经验，但没有系统的理论总结。

18世纪工业革命以后，大规模的城市建设和水利、铁路的兴建面临着许多与土有关的问题，从而促进了土力学理论的产生和发展。1773年，法国的库仑(Coulomb)根据试验创立了著名的土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。1857年，英国的朗肯(Rankine)通过不同假设提出了另一种土压力理论，1885年法国布辛尼斯克推导出半无限弹性体在垂直集中力作用下的应力与应变关系，1922年瑞典费伦纽斯研究出边坡稳定的分析方法。

本课程的发展概况：（课本第8-10页）

通过许多研究者的不懈努力、经验积累，到1925年，美国太沙基(Terzaghi)在归纳发展以往成就的基础上，发表了第一本《土力学》专著，1929年又与其他作者一起发表了《工程地质学》。从此土力学就作为独立的学科而取得不断的进展。

随着世界各国不断建设高层建筑、水电站、桥梁、地下工程与核电站等巨型工程和多次强烈地震的发生，推进了土的弹塑性与黏弹性理论及土的动力特性的研究和发展。同时，很多单位分别成功研制各种各样的勘察、试验及地基处理的设备，以及计算机在岩土工程分析中普遍应用，必将推动土力学学科取得更大的发展。

本课程的发展概况：（课本第8-10页）本章知识点：（1）了解概念：土、土力学、地基、基础、持力层（2）了解学习本课程的目的（3）了解本课程的核心内容，即研究和解决地基基础的强度问题、变形问题、稳定性问题、渗透问题。土力学与地基基础工程地质概述

2.1地质作用与地质构造

2.2岩石的成因类型

2.3土的成因类型

2.4不良地质现象与影响

2.5地下水与土的渗透性本章主要内容注意：红色字部分为关键内容本章内容与《工程地质》所学内容相同（课本第12页）地质作用：——在地质历史的发展过程中，由自然动力（人力、外力、内力）引起地壳（qiào）组成物质、地壳构造、地表形态等不断地变化和形成的作用。

第一节地质作用与地质构造自然地质作用内力岩浆活动地质作用地壳运动变质作用地震外力风化—温度、水、气体、生物剥蚀—河、海、湖、冰川、风搬运—河流、风为主沉积—搬运动能减小、环境固结成岩作用工程地质作用——人为地质作用（课本第12-15页）相对地质年代地质年代绝对地质年代（课本第15-17页）为了做好工程，研究地质问题一定要关注岩土层产生的先后时间问题。（课本第17-18页）地质构造——是指组成地壳的岩层在地应力的长期作用下就会发生弯曲、断开或产生位移而形成构造变形的遗迹。水平构造地质构造单斜构造褶皱构造断裂构造节理断层不整合水平构造、单斜构造、褶皱构造：（课本第17-18页）未经构造运动经构造运动，岩层向同一方向倾斜经构造运动后，岩层褶皱和倒转——岩层受构造运动影响，发生弯曲（褶皱zhězhòu），而未丧失其连续性。褶皱构造：（课本第17-18页）褶皱构造：背斜成山向斜成谷——岩层受构造运动影响，发生弯曲（褶皱zhězhòu），而未丧失其连续性。（课本第17-18页）断裂构造：——岩层受力断裂，使原有的连续完整性遭受破坏而形成断裂构造。节理断裂构造断层（课本第18-19页）断裂构造——节理：（课本第18-19页）节理断裂构造——断层：（课本第18-19页）正断层逆断层平移断层断层岩石：（课本第19-21页）——是由矿物或类似矿物的物质（如有机质、玻璃、非晶质等）组成的固体集合体。

第二节岩石的成因类型按成因可分成：（1）岩浆岩（2）沉积岩（3）变质岩三大岩石转化示意图：（课本第19-21页）沉积岩变质岩侵入型岩浆岩喷出型岩浆岩成因侵入岩深成岩浅成岩喷出岩以地表以下3km为界岩浆岩(火成岩)：（课本第19页）——是由地幔或地壳的岩石经熔融或部分熔融的物质，也就是由岩浆冷却固结形成的岩石。花岗岩（深成岩）颜色：肉红、灰白色主要矿物：石英、正长石和斜长石结构：全晶质（中、粗粒状）构造：块状产状：岩基、岩株用途：良好天然建筑材料花岗斑岩（浅成岩）颜色：灰红、浅红色主要矿物：石英、正长石和斜长石结构：半晶质（斑状）构造：块状产状：小型岩体或大岩体边缘用途：良好天然建筑材料流纹岩（喷出岩）颜色：浅灰、粉红及紫灰色主要矿物：石英、正长石和斜长石结构：隐晶质构造：流纹产状：喷出岩玄武岩（喷出岩）颜色：灰黑色、黑绿色至黑色矿物：辉石、斜长石结构：隐晶质构造：气孔或杏仁状产状：喷出岩用途：致密的是较好天然建筑材料沉积岩(水成岩)：（课本第19-20页）——是在地表和地表下不太深的地方，由母岩的风化产物、火山物质、有机质等松散堆积物在温度不高和压力不大的条件下，经过水流的搬运、沉积作用而形成的岩石，是三大类岩石中在地表分布最广的岩石。沉积岩松散堆积物层理构造：（课本第39页）水平层理斜层理交错层理层状构造透镜体尖灭（课本第39页）层状构造透镜体尖灭（课本第39页）沉积岩的分类：

（课本第20页）

化学及生物化学岩碎屑岩粘土岩砾岩（碎屑岩）原岩颗粒圆角状、磨圆，分选，粒径>2mm基底胶结或孔隙胶结角砾岩（碎屑岩）原岩颗粒棱角状、不磨圆，不分选，粒径>2mm基底胶结或孔隙胶结粗砂岩（碎屑岩）粗砂岩：粒径为0.5～2mm接触胶结装饰材料中砂岩（碎屑岩）中砂岩：粒径为0.25～0.5mm接触胶结装饰材料细砂岩（碎屑岩）——磨刀石细砂岩：粒径为0.05～0.25mm接触胶结装饰材料粉砂岩（碎屑岩）——磨刀石粉砂岩：粒径为0.005～0.05mm接触胶结装饰材料火山角砾岩（碎屑岩）由直径大于4毫米的火山岩片、角砾沉积形成基底胶结或孔隙胶结凝灰岩（碎屑岩）由火山灰沉积形成孔隙胶结或接触胶结泥岩（黏土岩）泥状：粒径<0.005mm接触胶结石灰岩（化学岩）以方解石为主，灰白色、灰黑色遇稀盐酸剧烈起泡良好建筑材料、水泥原料变质作用(1)接触变质作用——高温

(2)交替变质作用——化学活动

(3)动力变质作用——构造运动(4)区域变质作用——高压变质岩：（课本第20页）

——在漫长的地质历史过程中，母岩在温度、压力等各种变质因素下，改变了原有的结构、构造或矿物成分特征，成为具有了新的结构、构造或矿物成分的岩石。片岩原岩：泥质岩石矿物：云母、绿泥石、滑石结构：变晶结构构造：片状用途：无大理岩原岩：石灰岩、白云岩矿物：方解石结构：变晶结构构造：块状用途：白色者称汉白玉，良好的装饰和雕刻原料石英岩原岩：石英砂岩矿物：石英结构：变晶结构构造：块状用途：良好的建筑石材，但开采、加工困难三大岩类的互相转化：（课本第20-21页）按成因可分成：（1）岩浆岩（2）沉积岩（3）变质岩三大岩石转化示意图：（课本第19-21页）沉积岩变质岩侵入型岩浆岩喷出型岩浆岩土：（课本第21页）——是岩石风化的产物。——是由地壳表层不同成因的岩石在物理、化学、生物等风化作用后经搬运、沉积形成的松散颗粒堆积物。岩石风化残留原地残积物岩石风化顺坡移动坡积物

第三节土的成因类型岩石风化搬运沉积成岩作用沉积岩土碎屑物粗细粉黏土层土与岩石的关系：土及岩石的分类：岩土岩浆岩沉积岩岩变质岩土碎石土砂土粉土黏性土——粉质黏土、黏土软土

—淤泥、淤泥质土特殊土膨胀土湿陷性黄土红黏土填土—素填土、杂填土、冲填土、压实填土冻土土占地球表面的五分之一，是人类居住和农业生产的主要用地；也是建筑物的主要用地。无黏性土土的基本特征：岩石连续介质矿物与胶结物土非连续介质岩屑颗粒不胶结受力易变形强度低、变形大、透水性大土颗粒承担外力土粒错位、摩擦抗剪强度土的分类新沉积土（Q4沉积、性质差）老沉积土（Q3之前、性质好）按沉积年代划分按地质成因划分残积土——风化残留原地坡积土——风化坍塌于坡下洪积土——洪水沉积冲积土——河流沉积湖积土——湖泊沉积海积土——海相沉积风积土——风力作用沉积冰积土——冰川作用沉积按颗粒级配和塑性指数划分碎石土砂土粉土黏性土（课本第21-23页）土的成因类型：1、残积土2、坡积土岩石风化残留原地残积物岩石风化顺坡移动坡积物残积土工程地质性质较好；老坡积土性质较好，新坡积土性质差。（课本第21页）3、洪积土（洪积扇）山沟出口处山洪暴发携带碎屑物质而形成洪积物粗细层理不规则交错层理强度高低（课本第22页）4、冲积土——河流流水作用冲积物粗细水动力强度高低强弱出山口中游下游上游沉积碎石土、砂土中游沉积粉土、砂土下游沉积黏土冲积物水动力强度（课本第22页）5、风积土碎屑物搬运风力强弱沉积在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被风吹扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土，最常见的是风成砂和风成黄土。（课本第23页）分选性6、海洋沉积物层理基本水平或缓倾沉积物粗细强度高低滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂组成，承载力较高。浅海沉积物主要由细粒砂土、黏性土、淤泥和生物化学沉积物组成，有层陆坡和深海沉积物主要是有机质软泥，成分均一。（课本没有）7、湖泊沉积物湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的。近岸带多为粗粒卵石、圆砾和砂土，远岸带则是细粒的砂土和黏性土。湖心沉积物是由河流携带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成，主要是黏土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度低。沼泽土主要由半腐烂的植物残体——泥炭组成，含水量极高，承载力极低，不宜作天然地基。（课本没有）强度高沉积物粗细低8、冰积土和冰水沉积土沉积物以巨大块石、碎石、砂、粉土和黏性土混合组成。棱角状，无分选、无层理。由冰川或冰水挟带搬运所形成的沉积物。分选性极差,石料占多数，冰水沉积物可有一定成层性、分选性。（课本没有）——是指由于地质作用对人类生存和发展造成的危害。主要有以下几种类型：（1）地震（2）滑坡（3）泥石流（4）河岸掏蚀（5）岩溶（5）土洞

第四节不良地质现象不良地质现象：（课本第23页）地震：（课本第23页）

地震灾害直接灾害地表灾害——滑坡、崩塌、地裂、震陷、液化工程结构灾害间接灾害水灾火灾堰塞湖泥石流海啸建筑抗震性能差而破坏结构丧失整体稳定性地基失效破坏——承载力下降、地基液化核电站事故——地壳发生的颤动或振动，是由地球内动力作用引起的。房屋损坏房屋损坏和倒塌汶川大地震造成滑坡和崩塌地震造成地裂与震陷

堰塞湖（汶川大地震）堵塞河道火灾（日本大地震2011.3.11，9级）海啸（日本大地震2011.3.11，9级）地震造成砂土液化滑坡：（课本第24页）——在一定的自然条件及其重力的作用下，斜坡上部分岩土体失去稳定性，沿斜坡内部一个或几个滑动面（带）整体地向下滑动的现象。滑坡的形状：岩质边坡滑坡的发育过程：地震引发的滑坡云南徐村水电站溢洪道土坡滑坡－开挖江岸崩塌滑坡－渗流三峡库区滑坡问题－蓄水造成的滑坡2001年，重庆市云阳县发生两次大型滑坡，其中武隆边坡失稳造成79人死亡。国务院拨款40亿元用于三峡库区地质灾害治理城市中的滑坡问题（香港，重庆）香港1972年滑坡(20,000m3)(67死、20伤)崩塌：崩塌：泥石流：（课本第24页）——是含有大量泥砂、石块等固体物质，突然爆发的、具有很大破坏力的特殊洪流，为高浓度的液相、固相混合流。形成条件：(1)松散固体物质：大量的块石、碎石、砂土、黏土等松散物。(2)水源条件：暴雨、特大暴雨形成山洪爆发。(3)地形条件：地形特征是地形陡峻，沟谷坡降大。泥石流：泥石流：暴雨与地震引发泥石流-菲律宾2006年2月17日菲律宾中东部莱特省因连日暴雨和南部地区里氏2.6级轻微地震，爆发泥石流致近3000人遇难河岸掏蚀：（课本第24页）——即河岸侵蚀，也称为河岸崩塌、崩岸、塌岸。——是指由土石等物质组成的河岸受到水流冲刷，在水力、重力等作用下土石失去稳定，并沿河、湖的岸坡产生崩落、崩塌和滑坡等现象，几乎存在于世界上所有江河沿岸。岩溶：（课本第24页）——又称“喀斯特”。——是指可溶性岩石在漫长的地质年代里受地表水和地下水经化学溶蚀为主，机械侵蚀为辅的综合作用和由些产生的各种现象的统称。土洞：（课本第24页）——是岩溶地区上覆土层在地表水或地下水作用下形成的洞穴，常发育于岩溶地区的覆盖层中。（课本第25页）第五节地下水与水的渗透性渗流：指土中水在重力作用下穿过土中孔隙流动的现象。渗透性：指土具有被水透过的性质。引起工程问题渗漏问题——水库大坝、河流堤岸等水量损失，

甚至造成溃坝、决堤。渗透稳定问题——引起土体应力、强度、变形

等变化，出现流砂、管涌问题，造成滑坡、基坑或挡土墙失稳。土的渗透性：（课本第26页）浸润线透水层不透水层渗流量？渗透变形(管涌)土石坝坝基坝身渗流：透水层不透水层板桩支护板桩围护下的基坑渗流：渗流量？渗透变形？(管涌)渗流量？渗流时地下水位渠道渗流：透水层不透水层地下水位水井渗流：漏斗状潜水面Q水井渗流量？渗流滑坡：滑坡地下水：地下水位以下的重力水。除特殊情况外，地下水总是处在运动状态之中。地下水的运动方式的分类：2、按水流在空间上的分布状况分为：一维流动（单向流动）、二维流动（双向流动）、三维流动（三向流动）1、按流线形态分为：层流、紊流

地下水的运动方式：（课本没有）水的渗流是由水头势能驱动，从水头高（势能大）的地方流向水头低（势能小）的地方。——单位质量的水体所具有的能量。用高度表示，常用单位为“米”。

水头梯度（水力梯度、水力坡降）：——是指沿渗流方向单位距离的水头损失。无单位。水头：（课本没有）ABLH1H2zAzBΔH00基准面A点水头为H1；B点水头为H2

；水头梯度：渗流方向单位距离时的水头损失。

水头差：水力坡降线土体水在层流状态的渗流中，水的渗透速度与水头梯度成正比。

渗透速度：

或渗流量：q——单位渗流量，cm3/s；v——渗透速度，cm/s；k——渗透系数，cm/s；i——水头梯度（△h/L）；A——过水面积，cm2。v——渗透速度是假想的平均渗流速度，不是地下水的实际流速，是土体断面包括了土颗粒所占的面积的平均渗透速度，但水仅仅通过土体中的孔隙流动。达西定律：（课本第27页）

只有在水力坡降很小的情况下才能适用达西定律。因为在较大水力梯度下，水在土中的流动进入紊流状态，渗流速度与水力梯度开始呈非线性关系，此时达西定律不能适用，如图（c）所示。砂土完全符合达西定律达西定律的适用范围：（课本第27-28页）voi0i黏土颗粒渗流结合水膜对黏性土：达西定律表达式修正

对于黏性很大的密实黏土，有一起始坡降i0，当i<i0时没有渗流发生,如右上图所示。对于i0可解释为：结合水膜在水力坡降不大的情况下占据了土体内部的过水通道，只有当i

>i0时，水流挤开结合水膜的堵塞，渗流才能发生,如右下图所示。只有当渗流为层流的时候才能适用达西定律。达西定律的适用范围：（课本第27-28页）可分为：（1）常水头试验（2）变水头试验1、常水头法是在整个试验过程中，水头保持不变。常水头法适用于透水性强的粗粒土(无黏性土)。

土的渗透系数：

（课本第28-29页）一、实验室内测定渗透系数2、变水头法在整个试验过程中，水头是随着时间而变化的，适用于透水性弱的细粒土(黏性土)。土的渗透系数：a、L、A为已知，只要测出t1和t2对应的水头h1和h2就可求出渗透系数k。过程无需理会二、现场抽水试验测定渗透系数3、满足上述两个条件后，同时量测单位时间内的抽水量和三个井的水位。计算k值：h1、h2——距抽水井距离为r1、r2的1#、2#观测井的稳定水位。现场抽水试验需要三个井：一个抽水井（直径15cm以上），两个观测井（直径10cm以上）。

观测要求和方法：1、抽水井单位时间出水量稳定；2、三个井的水位稳定；（课本没有）三、采用经验值确定渗透系数在野外难以取得原状粗颗粒土进行室内试验；而现场抽水试验需要施工三个井，有一定难度。因此，对于中、小型工程，可参照有关经验数据确定常见土的渗透系数，如下表。

（课本第30页）影响渗透系数的主要因素：（1）土的粒度成分和矿物成分（2）土的结构（3）土中气体（4）渗透水的性质（课本第30页）渗透力（又称动水压力）：单位体积土颗粒所受到的渗透水流作用力。其值为：j——渗透力，kN/m3；γw——水的重度，10kN/m3；i——水头梯度。渗透力与水头梯度成正比，作用力方向与渗流（流线）方向一致。（课本第30-31页）发生渗流时，土颗粒对水产生阻力作用，引起水头损失，同时水也会对土颗粒施加渗流作用力。基本类型流砂管涌渗透变形（渗透破坏）：——是指水在土中渗透时土体在渗透力的作用下，发生的变形或破坏。形成条件防治措施（课本第31页）当水自上而下运动时，渗透力方向与土体重力方向一致，土颗粒被压密，对工程有利。当水自下而上运动时，渗透力方向与土体重力方向相反，土颗粒重力减小，对工程不利。当渗透力j≥γ′(土的有效重度)，土颗粒完全失重，将处于悬浮状态而失去稳定，并随水流动。这种现象称为流土(流砂)。1、流土（流砂）：（课本第31页）当j=γ′(有效重度)时，土颗粒就处于流砂临界状态。此时的水头梯度称为临界水头梯度（icr）。渗透力有效重度饱和重度流砂现象比较容易在细砂、粉砂和粉土地层中发生。流砂现象只发生在土体表面渗流逸出之处，不发生在土体内部，当土颗粒不断逸出，将形成流砂通道并不断扩大，从而造成工程事故。发生流砂的条件：（课本第31页）透水层不透水层基坑降水和预防流土发生的措施：

基坑1、井点降水：在基坑周边打抽水井，把地下水位降低到基坑下0.5～1.0m。注意：抽水泵不能停电，否则水位恢复，基坑浸水、地下室浮起。漏斗状潜水面（课本第31页）透水层不透水层

基坑2、设置地下连续墙或钢板桩：在基坑周边施工地下连续墙或打钢板桩，隔断地下水，同时在基坑内设置集中井，把地下水位降低到基坑下0.5～1.0m。（课本第31页）基坑降水和预防流土发生的措施：流土引起路面塌陷（渗透破坏）地震引起的砂土液化（振动液化）——水在土中渗流时，土中细颗粒在渗透力作用下通过粗颗粒的孔隙被水流带走，土的孔隙不断扩大，较粗颗粒也被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的通道，造成土体塌陷的现象。发生条件1、几何条件：孔隙直径＞细颗粒直径、Cu＞102、水力条件：水力梯度＞临界水头梯度预防措施1、改变土粒几何条件：设置反滤层——用砂砾石层或土工布、土工网和土工格栅等土工合成材料；保护土的细颗粒、让水渗流通过。2、改变水力条件：防渗处理、打板桩2、管涌：（课本第31页）反滤层封闭管涌口板桩管涌现象管涌与反滤层流土和管涌的比较：（课本第31页）相同点：土体被水带走（渗透力足够大）不同点：（1）发生土体位置不同（2）产生的条件不同（3）水流的方向不同本章知识点（1）了解概念：地质作用、地质构造、不良地质现象、渗透变形（流土、管涌）（2）熟悉岩石和土的成因类型土力学与地基基础土的物理性质和工程分类

3.1土的三相组成

3.2土的结构和构造

3.3土的三相比例指标

3.4土的物理状态

3.5岩土的工程分类本章主要内容注意：红色字部分为关键内容本章内容与《工程地质》所学内容相同土——是由岩石风化生成的松散沉积物。

第一节土的三相组成（课本第34页）固体颗粒构成土的骨架，水和气体为粒间孔隙的充填物。土的三相：固相——土颗粒液相——水气相——气体土中孔隙全部被水充满，称为饱和土。孔隙全部被气体充满，称为干土。孔隙同时有水和空气时，称为非饱和土。特殊情况的土：（课本第34页）土的固相——土中固体颗粒：（课本第34页）土的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、矿物成分、结构构造是决定土的物理力学性质的重要因素。

土的粒径——即颗粒大小。是划分土的类别、名称的重要依据。

60mm2mm0.075mm0.005mm巨粒粗粒砂粒粉粒黏粒粒径透水性大小塑性无有黏性无有强度高低变形难易将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。划分粒组的分界粒径称为界限粒径。

土粒粒组划分及名称见下表：（课本第34-35页）黏性土非黏性土0.075~0.25漂石粒径>200mm卵石粒径为60～200mm圆砾粒径为2～60mm砂粒粒径为0.075～2mm粉粒像水泥粉，黏粒像米浆。土的颗粒级配：（课本第35页）——土中土颗粒的大小及其组成情况——工程上常用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。颗粒分析试验：筛分法、沉降分析法使用烘干、分散样——适用粒径0.075mm＜d＜60mm的

粗粒土标准筛——粗筛孔径60、40、20、10、5、2mm

细筛孔径2、1、0.5、0.25、0.075mm土的颗粒级配：（课本第35页）颗粒分析试验：筛分法105.02.01.00.50.250.10.075200g101618242238721009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)P%958778665536土的粒径级配累积曲线土的粒径越大，需要土试样越多。土的颗粒级配：（课本第35页）颗粒级配曲线——根据标准筛各筛颗粒重量，计算出各级累积重量的百分比，绘制如下图所示的颗粒级配累积曲线。横坐标（对数坐标）为土的粒径d（mm），纵坐标为小于某粒径含量百分比（%）。（课本第36页）颗粒级配曲线的用途：（1）对粗粒土进行分类（详见课本第50页）根据颗粒粒径和含量来划分碎石土：（课本第50页）根据颗粒粒径和含量来划分砂土：（课本第50页）颗粒级配曲线的用途：（课本第35-36页）确定d60、d30、d10的粒径（2）由曲线的坡度可判断土的均匀程度，确定其不均匀程度：

曲线平缓——级配良好；曲线较陡——级配不良。（课本第35-36页）不均匀系数：曲率系数：d60——小于某粒径的土粒含量为总质量的60%时所对应的粒径，又称限制粒径（mm）d30——小于某粒径的土粒含量为总质量的30%时所对应的粒径，又称中值粒径（mm）d10——小于某粒径的土粒含量为总质量的10%时所对应的粒径，又称有效粒径（mm）（课本第36页）不均匀系数Cu——反映大小不同粒组的分布情况。Cu愈大，土粒粒径分布越广，表示越不均匀，颗粒大小相差越悬殊，土越容易压实。

Cu愈小，土粒粒径分布越窄，表示越均匀，颗粒大小越接近，土越不易压实。工程上，Cu＜5的土为均匀土(级配不良土)；

Cu＞10的土为不均匀土(级配良好的土)。

（课本第36页）曲率系数Cc——描述的是级配曲线的整体形状。Cc=1～3的土为级配良好，Cc<1或Cc>3的土为级配不良。砾类土和砂类土同时满足Cu≥5和Cc＝1～3两个条件时，为级配良好的砂和砾。作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。不能同时满足上述条件的土，为级配不良的土。

土中水可以处于液态、固态和气态三种状态，其含量和性质明显地影响土的性质。当温度＜0°C，形成冻土，其强度增大；但融化后强度急剧降低。气态水对土的性质影响不大。土中水分为结合水和自由水两大类：1、结合水：在静电引力作用下，被牢牢吸附在土颗粒周围，形成一层不能自由移动的水。2、自由水：是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它的性质和普通水一样，能传递静水压力。土的液相——土中水：（课本第36-37页）强结合水：是指紧靠土粒表面的结合水弱结合水：是指紧靠于强结合水的外围形成的一层结合水结合水：（课本第37页）结合水使土的颗粒互不接触，便具有滑移的可能；同时又使颗粒间具有一定的联结强度，所以黏性土又具有黏性和可塑性。弱结合水强结合水土颗粒按其移动所受作用力的不同，可以分为：（1）重力水：是在重力或压力差作用下，能自由流动的自由水。一般指地下水位以下的透水层中的地下水，它对土粒有浮力作用，直接影响土的应力状态，因此，基坑（槽）开挖要采取降（排）水措施，建筑物的地下室需要进行防渗处理。自由水：（课本第37页）表面张力亲水性憎水性表面张力（2）毛细水：是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。存在于地下水位以上的透水层中，对建筑物底层的防潮有重要影响。土粒由于毛细水压力互相靠近而压紧，土因而具有微弱的黏聚力，称为毛细压力。自由水：（课本第37页）毛细压力能使潮湿砂土开挖一定高度，但失水干燥后就会松散坍塌。表面张力土中气体可分：（1）自由气体——是存在于土的孔隙中的气体。与大气联通，在土受压时较快逸出，对土的工程性质影响不大。（2）封闭气泡——在土受压时可能被压缩或溶解于水中，增加土的弹性变形，这类气体对土的工程性质影响较大。土的气相——土中气体：（课本第37页）砂土和碎石土

粉土黏土

第二节土的结构和构造土的结构——是指土粒或土粒集合体的大小、形状、互相排列及其联结等因素形成的综合特征。分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。（课本第38-39页）密实的单粒结构的土较稳定，力学性能好，是良好的天然地基；蜂窝和絮状结构的土强度低、压缩性高，不可作为天然地基。砂土和碎石土

粉土黏土（课本第38-39页）（课本第39页）土的构造——是指在同一土层中其结构不同部分相互

排列的特征。主要特征——成层的层理构造和具有裂隙的裂隙构造层状构造透镜体尖灭层状构造透镜体尖灭（课本第39页）选择哪层土作持力层？表层填土清除表层各种沉积土灵敏度：（课本第39页）——黏性土的原状土无侧限抗压强度与同一土样经重塑后（完全扰动但含水率不变）的无侧限抗压强度的比值：根据灵敏度可将饱和黏性土分为：低灵敏度土1<St≤2中灵敏度土2<St≤4高灵敏度土

4<St黏性土受扰动后强度降低，会对工程建设非常不利，所以在施工时应该尽量减少对土结构的扰动。土的物理性质：——是土的三相的质量与体积间的相互比例关系，以及固、液两相相互作用所表现出来的性质。土的三相比例指标无黏性土的密实度黏性土的物理状态特征

第三节土的三相比例指标（课本第40页）土的物理性质土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，能直接反映土的状态和物理力学性质，间接反映土的工程特性。因此，需要对土的组成情况进行数量上的研究，这就需要进行土工试验。（课本第40页）土的物理性质指标（三相比例指标）1、烘干法：测含水率

2、环刀法、灌砂法：测密度

3、比重瓶法：测土粒比重

4、筛分法、密度计法：颗粒分析试验5、平衡锥式液限仪法、液塑限联合测定仪法：测界限含水率（液限、塑限）6、击实试验：测最优含水率和最大干密度7、渗透试验：测渗透系数

8、固结试验：测土体固结性能（压缩、固结）（有侧限抗压强度）（压缩系数、压缩模量）9、直接剪切试验：测抗剪强度（黏聚力、内摩擦角）10、三轴剪切试验：测抗剪强度（黏聚力、内摩擦角）

土工试验（试验方法）（重点）

土工试验（成果表）土的三相比例指标比重天然含水率天然密度孔隙比孔隙率饱和度干密度饱和密度有效密度重度干重度饱和重度有效重度基本指标（试验）非基本指标（换算）土的物理性质指标（三相比例指标）（课本第40-42页）

土工试验（钻孔取岩芯）XY-1钻机岩芯管（图在课本第44页）

土工试验（岩芯）表层岩芯钻孔号深层岩芯

土工试验（岩芯取样）环刀土样环刀取样环刀

土工试验（实验室）土的质量密度（ρ）：简称土的密度——土的总质量与总体积之比。

单位：g/cm3天然密度反映土的紧密程度，密度越大表示土的颗粒越多，即越紧密。砂土1.6～2.0g/cm3粉土、黏性土1.8～2.0g/cm3测定方法：环刀法。环刀的土重除以环刀容积。（课本第40页）公式各部分计算过程：（课本没有，补充内容）环刀土样环刀土的重量密度、重力密度（r）：简称土的重度——土的总重量与总体积之比。

单位：kN/m3砂土16～20kN/m3粉土、黏性土18～20kN/m3不需测量，直接用密度进行换算。（课本第40页）重度r=密度ρx重力加速度g土的含水率（w）：也称为土的含水量（课本第40-41页）——土中水的质量与土粒质量之比。

单位：%mw——水的质量，ms——土粒质量。天然含水率标示土的天然含水程度（即湿度），与土的种类、埋藏条件及其所处自然地理环境等有关。土的含水率（w）——土中水的质量与土粒质量之比。

单位：%（课本第40-41页）测定方法：烘干法。天然土样称重后，置于烘箱内烘干，再称干土重。粗集料细集料（课本第40-41页）测定方法：烘干法。天然土样称重后，置于烘箱内烘干，再称干土重。公式各部分计算过程：（课本第41页）（课本没有，补充内容）土粒的相对密度（ds或Gs）：也称为土粒比重——土粒重量与同体积纯水在4°C时的重量之比。

单位：无ms——固体颗粒质量，Vs——固体颗粒体积，ρw——4°C时水的密度，1g/cm3或1t/m3。土的比重取决于组成土的矿物成分。可用比重瓶法测出（课本第41页）土粒比重（ds或Gs）：可用比重瓶法测出（课本第41页）（课本没有，补充内容）公式各部分计算过程：（课本没有，补充内容）土的孔隙比（e）：土中孔隙体积与土颗粒体积之比。

单位：无Vv——土中孔隙体积，Vs——土中土粒体积。孔隙比反映天然土层的密实程度。e<0.6的土是密实的，压缩性小e>1.0的土是疏松的，压缩性大（课本第41页）非基本指标——换算土的孔隙率（n）：土中孔隙体积与土的总体积之比。

单位：%

Vv——土中孔隙体积，V——土的总体积。孔隙率也反映天然土层的密实程度。土的孔隙率通常为30～50%。（课本第41页）土的饱和度（Sr）：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比。

单位：%Vw——土中孔隙水的体积，Vv——孔隙体积。饱和度与含水率一样，反映土的含水程度。饱和度越大，表明土中孔隙充水越多。Sr的取值范围在为0～100%，干土时Sr=0，孔隙充满水时Sr=100%。（课本第41页）土的干密度（ρd）：土单位体积中土固体颗粒的质量。

单位：g/cm3ms——土粒的质量，V——土的体积。工程上把干密度作为评定土体紧密程度的标准，以控制填土工程的施工质量。当干密度>1.6g/cm3以上时，土体密实。（课本第41页）土的干重度（rd）：土单位体积中土固体颗粒的重量。

单位：kN/m3ms——土粒的质量，V——土的体积。（课本第41页）重度r=密度ρx重力加速度g土的饱和密度（ρsat）：土中孔隙完全被水充满时

土的密度。

单位：g/cm3土的饱和密度一般为：1.8～2.3g/cm3。（课本第41页）土的饱和重度（rsat）：土中孔隙完全被水充满时

土的重度。

单位：kN/m3（课本第41页）重度r=密度ρx重力加速度g土的有效密度(浮密度)（ρ′）：在地下水位以下的土受到水的浮力作用，扣除浮力后的情况，即：单位体积土粒的质量与同体积水的质量之差。

单位：g/cm3同一种土：（课本第42页）土的有效重度(浮重度)（r′）：在地下水位以下的土受到水的浮力作用，扣除浮力后的情况，即：单位体积土粒的重量与同体积水的重量之差。

单位：kN/m3同一种土：（课本第42页）重度r=密度ρx重力加速度g土的有效密度(浮密度)（ρ′）

单位：g/cm3土的饱和密度（ρsat）

单位：g/cm3故有（课本第40-42页）对于r、ρ有：饱和-有效=水密度与重度是一一对应的。土力学中经常使用重度指标总结：（课本第40-42页）g—重力加速度，g=9.8m/s2≈10m/s2重度r=密度ρx重力加速度g同一种土，对于r、ρ有：饱和-有效=水饱和>天然>干>有效令Vs=1，换算左图的各项质量与体积，如右图经过土工试验，已知Gs、w、ρ三个指标，其他指标进行换算求出。三相比例指标之间的换算：（课本第42页）即：已知Gs、w、ρ、Vs=1换算指标：只有e为未知数那么：在土工试验室中，采集完成Gs、w、ρ三个指标后，其他指标均由程序系统自动计算。三相比例指标之间的换算：（课本第42页）例3-1：（课本第42页）例3-1：（课本第43页）例3-2：（课本第43页）例3-2：（课本第44页）土的物理性质土的三相比例指标无黏性土的密实度黏性土的物理状态特征（课本第44页）

第四节土的物理状态

无黏性土包括砂土、碎石、卵石等粗颗粒土，它们都是单粒结构，无黏聚力。最主要的物理状态指标为密实度。衡量方法——单位体积中固体颗粒含量的多少或孔隙含量的多少。土颗粒越多，孔隙越少，土就越密实，结构越稳定，压缩性越小，强度越大，可作为良好的天然地基；反之，压缩性大，强度低，属不良地基。密实度是指单位体积中固体颗粒的含量。无黏性土的物理状态：（课本第44页）emax与emin：最大与最小孔隙比,使用漏斗法和振动法测定。（2）采用相对密度表示emax

（1）采用天然孔隙比表示但要采取天然状态的砂测定天然孔隙比非常困难。上式中还是需要测定天然孔隙比e，因此，上述两种方法在实际应用中受到限制。emin

1、砂土的密实度：（课本第44页）XY-1钻机岩芯管（课本第44页）（3）按规范采用原位标准贯入试验的锤击数来判定砂土的密实度：（3）按规范采用原位标准贯入试验的锤击数来判定砂土的密实度：按《岩土工程勘察规范》，采用原位标准贯入试验的锤击数来判定砂土的密实度：

密实度松散稍密中密密实标准贯入锤击数NN≤1010<N≤1515<N≤30N>30按《岩土工程勘察规范》，采用重型圆锥动力触探试验的锤击数来判定碎石土、卵(砾)石土的密实度：

密实度松散稍密中密密实重型触探锤击数N63.5N63.5≤55<N63.5≤1010<N63.5≤20N63.5>20（课本第44-45页）黏性土含水量变化较硬-变软-流动黏性土含水量的大小，对黏性土的工程性质有很大的影响，同一种黏性土随着含水量的不同分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。

反映黏性土物理状态指标的不是密实度，而是软硬程度。含水量增加较硬变软流动黏性土的物理状态：（课本第45页）塑限wp液限wL软硬界限固态或半固态可塑状态

流动状态

强结合水膜最大出现自由水只有强结合水还有弱结合水还有自由水软硬状态含水率土中水的形态w%土颗粒强结合水弱结合水土颗粒强结合水土颗粒自由水弱结合水强结合水（课本第45页）

黏性土由一种状态转到另一种状态的分界含水率称为界限含水率。由可塑状态转到流动状态的界限含水量——液限wL由半固态转到可塑状态的界限含水量——塑限wp由固态转到半固态的界限含水量——缩限ws（课本第45页）界限含水率中，以由可塑状态转变到流动状态的液限wL和由半固态转变到可塑状态的塑限wP最能反映土的物理特征。因此，室内土工试验采取对原状土进行加水配制不同含水率的方法，测定黏性土液限和塑限两个指标。（课本第45-46页）液限、塑限联合测定法（双对数坐标图）使用三组不同含水率w的样品，测出圆锥不同的入土深度(mm)液塑限联合测定仪（锥式液限仪）（课本第45-46页）使用三组不同含水率w的样品，测出圆锥不同的入土深度(mm)（课本第45-46页）使用三组不同含水率w的样品，测出圆锥不同的入土深度(mm)（课本第45-46页）···使用三组不同含水率w的样品，测出圆锥不同的入土深度(mm)（课本第45-46页）当确定土的液限值用于了解土的物理性质和用于国际交流时,应采用椎体沉入土中17mm时的含水率为液限；而用于工程按国标《岩土工程勘察规范》（GB50021）和《铁路工程岩土分类标准》（TB10077）等进行黏土分类和确定黏性土承载力标准时,需按椎体沉入土中10mm确定的液限计算塑性指数、液限指数和含水率。（课本第45-46页）···（课本第46页）入土深度为10mm的点所对应的含水量——液限wL入土深度为2mm的点所对应的含水量——塑限wp塑限液限如图所示，室内土工试验测定了黏性土的液限wL和塑限wP两个指标，再加上天然含水率w指标，这三者之间构成的关系即为塑性指数IP和液性指数IL。指标应用：用IP对黏性土进行分类，

用IL确定黏性土的天然状态。天然含水率w塑性指数、液性指标及其应用：（课本第46页）黏性土分类粉土粉质黏土黏土塑性指数IPIP≤1010<IP≤17IP>17黏性土状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数ILIL≤00<IL≤0.250.25<IL≤0.750.75<IL≤1IL>1用IP对黏性土进行分类：（课本第50-51页）用IL确定黏性土的天然状态：（课本第47页）塑性指数、液性指标及其应用：——是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性。土的击实性：（课本第47页）在工程建筑中，经常遇到填土的压实问题。如修筑道路、堤坝、飞机场跑道、运动场、挡土墙、埋设管道、建筑物地基的回填等。填土是松散的，孔隙比和压缩性大、强度低，为了提高填土的强度，增加填土的密实度，降低其透水性和压缩性，通常用分层压实的办法来处理地基。在压实填土时，填土的含水率是能否达到充分压实的最大影响因素。因此，需要先通过击实试验测定回填土的最优含水率和最大干密度。——是指土在反复冲击荷载作用下能被压密的特性。土的击实性：（课本第47页）针对不同的土料采用轻型或重型击实试验，而且对同一种土料，选取不同的含水量进行试验，得到击实试验曲线。最优含水率：是指在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水率。最大干密度：是指在一定的压实能量下使土最容易压实，与最优含水率相对应的干密度。土的击实性：（课本第47-48页）土料的最优含水率和最大干密度是随击实能量（即击实功）而变化。在工程中，采用重型碾压机和增加碾压遍数来取得较大的干密度。在实际施工中，常把填料的含水量调成稍大于最优含水率，在碾压时，由于水分挥发则容易接近最优含水率，从而较易取得最大干密度。土的击实性：（课本第47-48页）土的动力特性——是指土体在动荷载作用下抗剪强度降低，并产生附加变形的特性。动荷载对土体的影响黏土、粉质黏土——影响不大圆砾、卵石、漂石类——无影响饱和砂土—振动液化、压缩性增大、强度降低饱和粉土—振动液化、压缩性增大、强度降低饱和软土—振动时结构破坏、强度及黏性降低因此，建筑物地基土中如果存在饱和砂土、粉土时，规范规定必须进行液化判别，防止振动液化造成建筑物破坏。（课本没有，补充内容）在地震、爆破、机械震动、车辆运行、机器基础等动力作用下，对部分土体的压缩、抗剪强度影响如下：岩土岩浆岩沉积岩岩变质岩土碎石土砂土粉土黏性土——粉质黏土、黏土软土

—淤泥、淤泥质土特殊土膨胀土湿陷性黄土红黏土填土—素填土、杂填土、冲填土、压实填土冻土土占地球表面的五分之一，是人类居住和农业生产的主要用地；也是建筑物的主要用地。无黏性土

第五节岩土的工程分类（课本第49页）岩石：（课本第49页）弱(中)风化微风化未风化强风化全风化弱(中)风化带微、未风化带强风化带填土层残积土层全风化带岩石：（课本第49页）岩石：（课本第49页）岩石：（课本第49页）岩石：（课本第49-50页）0.55～0.35≥35岩石：（课本第49-50页）根据颗粒粒径和含量来划分碎石土：（课本第50页）根据颗粒粒径和含量来划分砂土：（课本第50页）黏性土分类粉土粉质黏土黏土塑性指数IPIP≤1010<IP≤17IP>17黏性土状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数ILIL≤00<IL≤0.250.25<IL≤0.750.75<IL≤1.0IL>1.0用IP对黏性土进行分类：（课本第50-51页）用IL确定黏性土的天然状态：（课本第47页）粉土、黏性土：人工填土：（课本第51页）根据其组成和成因，可分为：（1）素填土（2）压实填土（3）杂填土（4）冲填土素填土：为由碎石、砂土、粉土或黏性土等一种或几种土组成人工填土。经过压实或夯实的素填土，为压实填土。

素填土、压实填土：（课本第51页）工程性质：素填土孔隙比大、密实度差；黏性土堆填时间<10年时，固结程度差，堆填时间>10年时，有一定的固结度和密实度。以黏性土为主的素填土，未经处理不能作为建筑物地基；碎石土和砂性土因为较容易被压密实，是换填软土地基的良好材料。压实填土的施工方法：采用级配良好、最优含水量的填土料，每次回填300mm，压实到150～200mm，达到设计所需要的密实度后，再回填一层再压实。杂填土：是指含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾或植物的一种或几种杂物的填土。工程性质：1、不均匀性。含有各种杂物，回填成分不均匀。2、空隙、孔隙大，结构松散，具有浸水湿陷和沉降、固结时间长等特点。3、未经处理的杂填土不能作为建筑物地基。杂填土：（课本第51页）冲填土：是由水力冲填泥砂形成的填土。工程性质：1、冲填物分布不均匀。吹填入口处至水出口处，沉积的颗粒由粗变细。2、含水率大，透水性差，一般呈软塑或流塑状态。3、强度低、压缩性高，对桩基的桩侧会产生负摩擦力。4、需要采取排水固结、预压、地基处理等各种措施，进行软土处理。冲填土：（课本第51页）特殊土软土膨胀土湿陷性黄土红黏土填土冻土盐渍土污染土特殊土：（课本第51页）软土：泛指淤泥及淤泥质土。第四纪后期沉积物。分布：沿海的滨海相、泻湖相、三角洲相，内陆的湖相、冲洪积沼泽相。沉积环境：静水或非常缓慢的流水环境。成分：黏粒——水云母、蒙脱石，粉粒——石英、长石、云母颜色：灰、灰蓝、灰绿和灰黑。结构：蜂窝状。构造：薄层构造，夹薄层粉砂、泥炭分类当e≥1.5时，称为淤泥当1.0≤e＜1.5时，称为淤泥质土当有机质含量为5%～10%时，称为有机质土当有机质含量为10%～60%时，称为泥炭质土当有机质含量≥60%时，称为泥炭，性质极差软土：（课本第51页）高含水量：天然含水量50%～70%，w＞液限渗透性低：排水困难，固结速度很低压缩性高：a1-2为0.7～1.5MPa-1。孔隙比因此变形大且不均匀，容易造成建筑物差异沉降和倾斜；渗透性低，水分不易排出、影响土颗粒固结，建筑物沉降时间长且容易破坏。抗剪强度低：天然状态下内摩擦角φ