土的物理性质与工程分类-土的物理状态（土力学课件）

黏土性的物理状态黏性土的物理状态黏性土最主要的物理状态特征就是它的稠度稠度土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力。黏性土不同于无黏性土的特性是可塑性可塑性黏性土在一定含水率时，具有受外力作用可以被捏成任意形状而不破裂，外力取消后仍能保持改变后形状的性质。黏性土的稠度状态稠度状态土中水的形态含水率固态或半固态强结合水可塑状态弱结合水流态自由水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稠度界限塑限wp液限w1强结合水膜最大出现自由水土中水与黏性土的稠度黏性土的稠度界限颗粒水VsVs+Va固态wLwPws缩限塑限液限半固态可塑状态流态wV0气体稠度界限黏性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水率称为土的稠度界限黏性土的稠度界限的测定方法液限测定方法液塑限联合测定法、蝶式仪法塑限测定方法搓条法、液塑限联合测定法缩限测定方法蒸发皿法液塑限联合测定仪蝶式液限仪液塑限的取值用液塑限联合测定仪测定3个试样的含水率和入土深度，在双对数坐标系上绘含水率-入土深度关系线。液限wL下沉深度为17mm所对应的含水率，用于了解土的物理性质和国际交流；下沉深度为10mm所对应的含水率，用于黏性土分类和确定地基承载力；塑限wP下沉深度为2mm处所对应的含水率为塑限黏性土的塑性指数和液性指数塑性指数IP

是液限和塑限的差值(去掉%)，即土处在可塑状态的含水量变化范围反映黏性土可塑性的范围大小，也是黏性土能够吸附弱结合水的能力，大小决定于土的比表面积和矿物成分黏性土的塑性指数和液性指数粉土及黏性土的按塑性指数分类塑性指数

土的名称IP

＞17黏土10＜IP

≤17粉质黏土IP

≤10粉土问题对同一种黏土，含水量可反映其稠度对不同的黏土，wp、wL

大小不同即使含水率相同，稠度可能不同液性指数IL

是黏性土的天然含水率和塑限的差值与塑性指数之比wpwwLw说明液性指数表征土的天然含水率与界限含水率间的相对关系。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说明黏性土的状态分类《铁路桥涵地基与基础设计规范》液性指数状态液性指数状态IL≤0坚硬0.5<IL≤1软塑0<IL≤0.5硬塑IL>1流塑注意仅适用于重塑土名词术语4塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（用百分号前绝对数值计算）液性指数：土的相对稠度黏性土的物理状态-作业1黏性土的物理状态-作业1问答题：随着含水率的不同，黏性土一共有几种状态？并说出这几种状态的分界含水率。黏性土的物理状态-作业1随着含水率的不同，黏性土一共有几种状态？并说出这几种状态的分界含水率。答：随着含水率的不同，黏性土一共有固态、半固态、可塑状态和流动状态四种状态。分界含水率依次为缩限、塑限、液限。黏性土的物理状态-作业2黏性土的物理状态-作业2计算题黏性土的天然含水率w=36.4%，液限wL=48%，塑限wp=28%试计算该土的塑性指数和液性指数；并确定土的名称与状态黏性土的物理状态-作业2黏性土的天然含水率w=36.4%，液限wL=48%，塑限wp=28%解答：土的塑性指数土的液性指数依据《铁路桥涵地基和基础设计规范》的规定确定该土为黏土，处于硬塑状态黏性土的物理状态-作业3黏性土的物理状态-作业3计算题土样编号天然含水率（%）液限（%）塑限（%）塑性指数

液性指数土的名称土的状态A44.048.026.2B34.533.221.0C23.231.221.1黏性土的物理状态-作业3计算题土样编号天然含水率（%）液限（%）塑限（%）塑性指数

液性指数土的名称土的状态A44.048.026.221.80.82黏土软塑B34.533.221.012.21.11粉质黏土流塑C23.231.221.110.10.21粉质黏土硬塑塑性指数

液性指数

黏性土的物理状态-作业4黏性土的物理状态-作业4简答题在含水率-入土深度关系曲线上，如何确定塑限与液限？黏性土的物理状态-作业4在含水率-入土深度关系曲线上，如何确定塑限与液限？在含水率-入土深度关系曲线上，入土深度2mm所对应的含水率为塑限；入土深度10mm所对应的含水率为10mm液限，用于进行黏性土分类和确定黏性土的承载力标准；入土深度17mm所对应的含水率为17mm液限，用于了解土的工程性质与用于国际交流。黏性土的物理状态-作业5黏性土的物理状态-作业5简答题塑性指数反映了黏性土的何种特性？黏性土的物理状态-作业5塑性指数反映了黏性土的何种特性？答：塑性指数反映了黏性土可塑性的范围大小，也是黏性土能够吸附弱结合水的能力，吸附弱结合水的能力大小决定于土的比表面积和矿物成分。黏性土的物理状态-作业6黏性土的物理状态-作业6判断题1.对同一种黏土，含水率可反映其稠度。（）2.对不同的黏土，wp、wL

大小不同，即使含水率相同，稠度也可能不同。（）黏性土的物理状态-作业6解答：1.对同一种黏土，含水率可反映其稠度。（√）2.对不同的黏土，wp、wL

大小不同，即使含水率相同，稠度也可能不同。（√）液性指数

黏性土的物理状态-作业7黏性土的物理状态-作业7判断题1.测定黏性土的液限、塑限所用的土为原状土。（）2.某黏土，当含水率大于液限时，土体处于流动状态。（）黏性土的物理状态-作业7判断题1.测定黏性土的液限、塑限所用的土为原状土。（×）2.某黏土，当含水率大于液限时，土体处于流动状态。（√）黏性土的物理状态-作业8黏性土的物理状态-作业8两种土样的试验结果如表所示，下列四种结论哪些是正确的？为什么？（1）甲土比乙土的黏粒含量多；（2）甲土比乙土的天然重度大；（3）甲土比乙土的干重度大；（4）甲土比乙土的孔隙比大。

土指标

甲土乙土液限wL42%28%塑限wP22%17%天然含水率w30%22%颗粒比重Gs2.72.68饱和度Sr100%100%黏性土的物理状态-作业8两种土样的试验结果如表所示，下列四种结论哪些是正确的？为什么？（1）甲土比乙土的黏粒含量多；（2）甲土比乙土的天然重度大；（3）甲土比乙土的干重度大；（4）甲土比乙土的孔隙比大。

指标

甲土乙土液限wL42%28%塑限wP22%17%天然含水率w30%22%颗粒比重Gs2.72.68饱和度Sr100%100%（1）甲土Ip=42-22=20，乙土Ip=28-17=11，结论正确（4）饱和度Sr=100%甲土e=0.81，乙土e=0.59，正确（3）甲土γd=14.9kN/m3，乙土γd=16.8kN/m3，结论错误（2）甲土γ=19.4kN/m3，乙土γ=20.6kN/m3结论错误无黏性土的物理状态土的物理状态土的物理性质指标(三相间的比例关系)表现土的物理状态力学特性影响粗粒土的松密程度黏性土的软硬程度1.粗粒土（无黏性土）的密实度密实度如何衡量?单位体积土体中固体颗粒的含量

干密度ρd、孔隙比e或孔隙率n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1.粗粒土（无黏性土）的密实度对策相对密度emax与emin

：最大与最小孔隙比Cu=1,emin

=0.34emin

＜0.34由代入相对密度公式砂类土密度程度划分标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》按左式求得emax与emin

锤击数

相对密度

密实度锤击数

相对密度

密实度N≤10Dr≤0.33松散15＜N

≤300.4＜

Dr≤0.67中密10＜N≤150.33＜

Dr≤0.4稍密N＞30Dr＞0.67密实（1）室内测定最大与最小孔隙比①室内测定砂土emax与eminemax:最大孔隙比；采用漏斗法或量筒法测定。emin:最小孔隙比；采用振动锤击法测定。②室内测定砾石类emax与emin方法：固定体积法、振动台振动加重物法注意室内测得理论上的最大与最小孔隙比很困难（2）原位测定无黏性土的密实度①标准贯入试验锤重：63.5kg适用于原位测试砂、粉土、黏性土及颗粒粒径较小的碎石土落距：760mm预打深度：150mm打入深度：300mm标准贯入锤击数：N63.5标准贯入试验设备1.穿心锤2.锤垫3.触探杆4.贯入器头5.出水孔6.贯入器身7.贯入器靴②碎石类土密度程度野外鉴别根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》碎石类土密度程度可采用野外鉴别的方法，由开挖时结构特征、天然坡和开挖情况、钻探情况分为密实、中密、稍密和松散。2．无黏性土的潮湿程度碎石类土及砂类土潮湿程度划分标准潮湿程度饱和度

潮湿程度饱和度

稍湿Sr≤0.5饱和Sr＞0.8潮湿0.5＜

Sr≤0.8二级标题三级标题颜色中文字体：思源黑体英文字体：新罗马2.土压力分类一级标题（3）被动土压力三级标题无黏性土的物理状态-作业1无黏性土的物理状态-作业11.简要回答判定无黏性土密实度的指标有哪些？2.对级配不同的无黏性土，密实度需用哪个指标来判定？无黏性土的物理状态-作业11.简要回答判定无黏性土密实度的指标有哪些？2.对级配不同的无黏性土，密实度需用哪个指标来判定？干密度ρd、孔隙比e、孔隙率n、相对实度Dr与标准贯入锤击数N相对密度Dr和标准贯入锤击数N无黏性土的物理状态-作业2无黏性土的物理状态-作业2无黏性土的物理状态-作业2细砂的天然干重度细砂的最大干重度细砂的最小干重度解答：细砂的相对密度细砂的天然孔隙比无黏性土的物理状态-作业3无黏性土的物理状态-作业3问答题：标准贯入试验所用穿心锤的质量是多少？采用的是打入深度多少的锤击数？换上贯入器后一开始击入多深不用计入锤击数？无黏性土的物理状态-作业3标准贯入试验所用穿心锤的质量是63.5kg采用的是打入深度300mm的锤击数换上贯入器后一开始击入150mm不用计入锤击数无黏性土的物理状态-作业4无黏性土的物理状态作业4问答题：在相对密度计算中，最大孔隙