土力学 课件 1 土的物理性质与工程分类

第1章土的物理性质与工程分类12010年8月7日22时许，甘南藏族自治州区县突降强降雨，县城北面的罗家峪、三眼峪土体含水率迅速增大，形成泥石流下泄，由北向南冲向县城，造成沿河房屋被冲毁，泥石流阻断白龙江，形成堰塞湖。舟曲“8.8”特大泥石流灾害中遇难1434人，失踪331人。2案例：甘肃舟曲泥石流事故原因分析：一是地质地貌原因。舟曲一带是秦岭西部的褶皱带，山体分化、破碎严重，大部分属于是炭灰夹杂的土质，非常容易形成地质灾害。二是“5·12”地震震松了山体。3案例：甘肃舟曲泥石流事故原因分析：三是气象原因。国内大部分地方遭遇严重干旱，这使岩体、土体收缩，裂缝暴露出来，遇到强降雨，雨水容易进入山缝隙，形成地质灾害。四是瞬时的暴雨和强降雨。由于岩体产生裂缝，瞬时的暴雨和强降雨深入岩体深部，导致岩体崩塌、滑坡，形成泥石流。2010年8月7日22时许，甘南藏族自治州区县突降强降雨，县城北面的罗家峪、三眼峪土体含水率迅速增大，形成泥石流下泄，由北向南冲向县城，造成沿河房屋被冲毁，泥石流阻断白龙江，形成堰塞湖。舟曲“8.8”特大泥石流灾害中遇难1434人，失踪331人。碎散性三相性天然性渗透特性变形特性强度特性土的特点土的力学特性土的三大特点回

顾4土工结构物或地基土强度问题变形问题渗透问题强度特性变形特性渗透特性土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学存在的价值以及我们学习土力学的目的学习土力学的目的回

顾5本章提纲1.1土的形成1.2土的成因类型1.3土的结构1.4土的三相组成1.5土的三相指标的定义及其换算1.6黏性土的物理特征1.7砂土的密实度1.8土体的击实性1.9土的工程分类6渗透特性变形特性强度特性土的三相组成土的物理性质及状态土的结构与构造土的形成过程土的工程分类：便于研究和应用土的压实性：如何获得较好的土决定本章概要

71.1土的形成岩石土风化、搬运、沉积地质成岩作用地球表面的整体岩石，在大气中经风化、剥蚀、搬运、沉积，形成的由固体矿物颗粒、水、气体三种成分的集合体就是土。1、土的定义土的组成、结构和物理力学性质过程、条件2、土的形成8生物风化物理风化化学风化量变无黏性土原生矿物质变黏性土次生矿物动植物的活动风化有机质岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，温度、湿度的变化，不均匀的膨胀与收缩破碎，或者运动过程中因碰撞和摩擦破碎母岩表面破碎的颗粒受环境因素的作用而产生一系列的化学变化，改变了原来矿物的化学成分，形成新的矿物2、土的形成91.1土的形成1.1土的形成

1.2土的成因类型1.3土的结构1.4土的三相组成1.5土的三相指标的定义及其换算1.6黏性土的物理特征1.7砂土的密实度1.8土体的击实性1.9土的工程分类10搬运与沉积残积土（无搬运）

残积土强风化弱风化微风化母岩体颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无明显层理111.2土的成因类型坡积土：土粒粗细不同，性质不均匀洪积土：有分选性，近粗远细冲积土：浑圆度和分选性都较好，土层交迭湖泊沼泽沉积土：含有机物淤泥，土性差风积土：颗粒均匀，层厚而不具层理运积土（有搬运）运积土是原生处的土壤经运送至他处沉积而成的。运送的动力有重力、风、水、冰河及人力等。搬运与沉积121.2土的成因类型1.1土的形成

1.2土的成因类型

1.3土的结构1.4土的三相组成1.5土的三相指标的定义及其换算1.6黏性土的物理特征1.7砂土的密实度1.8土体的击实性1.9土的工程分类13力学特性土的结构重塑土的强度原状土的强度<土的构造+土体中各结构单元之间的赋存关系，如层理、裂隙、大孔隙、软弱夹层与不透水层等。(宏观角度)影响1.3土的结构是指土粒（或团粒）的大小、形状、相互排列方式和颗粒间的联结特征，是土在形成的过程中逐渐形成的。它与土的矿物成分、颗粒形状和沉积条件有关。(微观角度)14土的结构单粒结构蜂窝结构絮状结构一、基本类型151.3土的结构二、工程性质1.单粒结构特征：土粒间没有联结存在，或联结非常微弱，可忽略不计。土粒之间以点与点的接触为主。结构形式：以碎石土和砂土为主（a）疏松状态（b）紧密状态一、基本类型紧密的单粒结构是良好的天然地基161.3土的结构结构形式：以细砂与粉土为主特征：粒间接触处的引力大于下沉土粒的重力，土粒就被吸引着不再改变它们的相对位置，许多单元联结起来，逐渐形成孔隙较大的蜂窝状结构。土粒之间以面与面的接触为主。2.蜂窝结构较大的水平荷载和动力荷载下结构破坏，产生较大沉降。171.3土的结构一、基本类型3.絮状结构粒间作用力和悬液介质不同，絮状结构排列不同。（a）盐液中絮凝（b）非盐液中絮凝（c）分散结构上极不稳定，海水中很容易形成淤泥。181.3土的结构一、基本类型结构形式：以黏性土为主。特征：黏粒大多呈片状、质量极轻，在水中处于悬浮状态。黏土颗粒与水相互作用产生粒间作用力，黏土颗粒凝聚层絮状物下沉，土粒之间以角、边与面的接触或边与边的搭接形式为主。3.絮状结构191.3土的结构一、基本类型疏松状态的单粒结构在荷载的作用下（特别是振动荷载），土粒会移动至更稳定的位置而变得更加紧密，同时产生较大变形；而密实状态的单粒结构则比较稳定，力学性能较好，一般是良好的天然地基。具有蜂窝结构、絮状结构的土因孔隙较大，当承受较大水平荷载或动力荷载时，其结构将被破坏，并导致严重的地基变形，因此不可用作天然地基。201.3土的结构二、工程性质1.1土的形成

1.2土的成因类型

1.3土的结构

1.4土的三相组成1.5土的三相指标的定义及其换算1.6黏性土的物理特征1.7砂土的密实度1.8土体的击实性1.9土的工程分类21固体颗粒固相构成土体骨架

起决定作用土中水液相重要影响土中气体气相次要作用饱和土：土体孔隙完全被水充满干土：土体孔隙完全被气充满非饱和土：孔隙中水和气均存在1.4土的三相组成土的三相组成22粒径级配矿物成分颗粒形状固体

颗粒土的物理状态力学特性固体颗粒三要素231.4土的三相组成固体成分矿物质有机质无定形氧化物胶体可溶盐黏土矿物原生矿物：石英、长石、云母等次生矿物具有和原生矿物很不相同的特性对黏土性质的影响很大1.矿物成分1、土粒的矿物成分241.4土的三相组成黏土矿物黏土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和蒙脱石三种类型。

硅片

铝片SiSi氧离子O2-硅离子Si4+硅-氧四面体硅片的结构硅片简图251.4土的三相组成黏土矿物黏土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和蒙脱石三种类型。OH1-铝离子Al3+铝-氢氧八面体铝片的结构铝片简图AlAl

硅片

铝片261.4土的三相组成晶层间通过氢键联结，联结力强，晶格不能自由活动，水难以进入晶格间能组叠很多晶层，多达百个以上，成为一个颗粒。颗粒长宽约0.3-3

，厚约0.03-1

主要特征：颗粒较粗，不容易吸水膨胀和失水收缩，或者说亲水能力差依硅片和铝片组叠形式的不同，可分成如下三种类型：

高岭石伊利石蒙脱石SiSiAlAlSiSiAlAlSiSiAlAl高岭石微粒1:1的两层结构黏土矿物271.4土的三相组成

高岭石伊利石蒙脱石是云母在碱性介质中风化的产物与蒙特石相似，由两层硅片夹一层铝片所形成的三层结构，但晶层之间有钾离子连结主要特征：连结强度弱于高岭石而高于蒙特石，其特征也介于两者之间2:1的三层结构SiSiAlAlSiSiSiSiAlAlSiSi钾离子依硅片和铝片组叠形式的不同，可分成如下三种类型：黏土矿物281.4土的三相组成

高岭石伊利石蒙脱石晶层间是O2-对O2-的连结，联结力很弱，水很容易进入晶层之间每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒大小约为0.1-1

，厚约0.001-0.01

主要特征：颗粒细微，具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性，或者说亲水能力强2:1的三层结构SiSiAlAlSiSiSiSiAlAlSiSi数层水分子依硅片和铝片组叠形式的不同，可分成如下三种类型：黏土矿物291.4土的三相组成

高岭石伊利石蒙脱石

那么蒙脱石怎么会有如此医用功效呢?典型的黏土矿物有三种:蒙脱石、高岭石和伊利石。其中，蒙脱石是三者中强度最低，但吸水性最强的矿物，以蒙脱石为基本原料的止泻药正是依靠了其强大的吸水特性。

药店里常有各类治疗腹泻的药，其中不少药的学名标注的是“蒙脱石散”。该不会是重名了吧?”不是重名，所谓的“蒙脱石散”就是以蒙脱石为原料配制而成的止泻良药。黏土矿物301.4土的三相组成

因为蒙脱石强大的吸水能力造成以其为主要组分的黏土拥有显著膨胀的特性，并诞生了名为膨胀土的特殊工程土。膨胀土干涸后开裂、吸水后鼓胀、干缩时裂隙发育、浸水时承载力衰减，性质极不稳定，会给建筑工程带来很大隐患。我国举世瞩目的大型水利工程--南水北调的东线和中线工程，其输水管线正好穿越膨胀土分布地区，如果让膨胀土恣意胀缩，很可能会顶坏埋藏于土中的输水管线，造成管线开裂，调水也就成了泡影，因此对工程区域膨胀土地基的处理，刻不容缓。311.4土的三相组成

（a）局部区域俯视图

（b）管线铺设图

南水北调工程景象图南水北调

前秦建元二年(东晋太和元年，公元366年)，一位名叫乐僔的和尚来到位起为工于今天甘肃西部的鸣沙山，又累又渴时，突然看到佛光万道。他把这看成是佛的启示，便于此开凿石窟，兴建佛像，后人因循而建，日益扩大规模，及至成为今天举世闻名的世界文化遗产一敦煌莫高窟。

莫高窟的彩塑佛像是中华民族诸多艺术瑰宝中的一朵璀璨之花，近代的工艺美术师在惊叹膜拜的同时，也开始积极地临摹仿制，就在他们即将完工时，棘手问题却接踵而至:新作彩塑极易产生裂缝。321.4土的三相组成

千年佛像之谜

（a）洞窟远眺(b)45窟盛唐菩萨像

敦煌莫高窟景象图

如果当年的工匠无法应对这样的问题，恐怕佛像也无法屹立千年。那究竟是什么使彩塑变得婀娜多姿，又是什么造成了“克隆”佛像的开裂，我们又能通过什么方法去解决呢?

现实中，黏土根据含水率的不同，可处于三种稠度状态:流态、塑态和固态。如果土体的含水率过高，进入流态，则形如泥浆，变形脱缰，而承载力全无;反之，如果含水率过低，则进入固态，犹如土砖石瓦，强度很高，但无法变形，常发生毫无预兆的脆性破坏;只有当黏土具备一定“不高不低”的含水率时，方处于可塑状态，既有一定强度，又具有可控制的变形能力。彩塑佛像的成型正是利用了黏土在特定含水率范围内的可塑性，造就其曼妙身姿。331.4土的三相组成

膨胀土吸水性很强，是因为颗粒间同性相斥，让水容易侵入，制作敦煌彩塑的主体原料亦是黏土，同样具备吸水性。反之，当水分丧失以后，土粒之间间距减少，造成宏观体积收缩。甘肃敦煌地处戈壁，四季干燥，昼夜温差大，气候异常带来的是水分蒸发、含水率降低，一胀一缩间，就会导致彩塑的开裂和破坏。因此，匠师们对敦煌彩塑进行处理时，不但要防止其膨胀，更要抑制其脱水收缩。

后来人们终于从古籍中找到了解决开裂的方法:先人以木架为骨、黏土为躯，同时在彩塑敷面的黏土中掺入一定量的砂，还放入了稻草、棉花。从土力学的角度去解释：“掺砂子”，是因为砂土矿物结构不同于黏土，没有负电性所带来的胀缩特性，从而在保证佛像整体可塑性的基础上，抑制了黏土固有的开裂;添加的棉花、稻草之于彩塑就像钢筋之于混凝土，起到一种筋材联结的作用，是以保证了佛像虽屹立千年，仍熠熠生辉。341.4土的三相组成蒙脱石：亲水性强（吸水膨胀、失水收缩性强）伊利石：亲水性居中高岭石：亲水性弱黏土矿物蒙脱石伊利石高岭石351.4土的三相组成原生矿物：一般颗粒较粗，呈粒状。有圆状、浑圆状、棱角状等。次生矿物：颗粒较细，多呈针状、片状、扁平状。比表面积：单位质量土颗粒所拥有的总表面积。对于黏性土，其大小直接反映土颗粒与四周介质,特别是水,相互作用的强烈程度，是代表黏性土特征的一个很重要的指标。

粗颗粒的形状黏土颗粒的形状2.固体形状高岭石：10-20m2/g,伊利石：80-l00m2/g；蒙特石：800m2/g361.4土的三相组成1、土粒的矿物成分2、土粒的粒度成分粒组：工程上常把大小相近的土粒合并为组，称为粒组d(mm)砾石砂粒粉粒黏粒胶粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗

中

细粗

中

细0.075粗粒细粒巨粒60粗粒土：以砾石和砂粒为主要组成的土，也称无黏性土细粒土：以粉粒、黏粒和胶粒为主要组成的土，也称黏性土1.4土的三相组成1.粒径级配-颗粒大小37粒径级配：各粒组的相对含量，用质量百分数来表示分析结果表述方法:粒径级配累积曲线筛分法适合

于粗粒径（d>0.075mm）密度计法适合于细粒径（d<0.075mm）1.粒径级配-定义381.4土的三相组成2、土粒的粒度成分1009080706050403020100小于某粒径占土质量百分数P（％）105.01.00.50.100.050.01粒径

(mm)土的粒径级配累积曲线水分法粒径(mm)0.050.010.005P(%)2613.510孔径105.02.01.00.50.250.075200g土筛余010161824224664P100958778665532筛分法1.粒径级配-表示方法391.4土的三相组成2、土粒的粒度成分1009080706050403020100小于某粒径占土质量百分数P（％）105.01.00.50.100.050.01粒径

(mm)土的粒径级配累积曲线斜率-某粒径范围内颗粒

的含量

陡-相应粒组含量多

缓-相应粒组含量少

平台-相应粒组缺乏1.粒径级配-曲线含义特征粒径

d50:平均粒径d60:控制粒径d10

:有效粒径d30:中值粒径d60d50d30d10401.4土的三相组成2、土粒的粒度成分

Cu

5，级配不均匀Cu

5，级配均匀土样B比土样A更均匀不均匀程度：不均匀系数

连续程度：曲率系数1.粒径级配-优劣评价Cc=1~3，级配连续Cc＜1或Cc＞3，级配不连续1009080706050403020100小于某粒径占土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土样Ad60d10土样B

土的粒径级配累积曲线411.4土的三相组成2、土粒的粒度成分曲线d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545较大颗粒缺少Cc

减小较小颗粒缺少Cc

增大1009080706050403020100小于某粒径占土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)

土的粒径级配累积曲线d60d10d30平台联合判断：不均匀系数Cu+曲率系数Cc平台-相应粒组缺乏Cu

5且Cc=1~3级配良好Cu<5或Cc>3或Cc<1级配不良421.4土的三相组成3、土的液相（土中水）土中的粘土颗粒在电场中向阳极泳动的现象称为电泳；土中的液体渗向阴极，称为电渗；这两种现象是同时发生，称为电动现象。1.颗粒带电性粘粒表面产生电荷的原因：吸附离解同晶替换粘土膏的电渗、电泳试验431.4土的三相组成电场引力作用范围之外的水土中水矿物成分水孔隙水结晶水结合水自由水强结合水弱结合水吸附在土颗粒表面的水矿物内部的水毛细水重力水441.4土的三相组成3、土的液相（土中水）排列致密、定向性强密度>1g/cm3冰点处于零下几十度具有固体的的特性温度高于105°C时可蒸发粘滞性强结合水位于强结合水之外，电场引力作用范围之内外力作用下可以移动、塑性不因重力而移动不传递静水压力弱结合水1.4土的三相组成2.结合水453、土的液相（土中水）自由水重力水毛细水在重力作用下可在土中自由流动存在于固气之间在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动3.自由水重力水和毛细水均传递静水压力461.4土的三相组成3、土的液相（土中水）毛细压力（假粘聚力）：沿着毛细弯液面的切线方向迫使相邻土粒挤紧的压力。土在侵水及完全干燥条件下不存在。对建筑防潮、冻胀、盐渍土形成有重要影响。471.4土的三相组成3、土的液相（土中水）4、土的气相（土中气）在非饱和土中，土颗粒间的孔隙由液体和气体充满。土中气一般以下面两种形式存在于土中：一种是四周被颗粒和水封闭的封闭气体，另一种是与大气相通的自由气体。土中气自由气体封闭气体与大气连通对土的性质影响不大增加土的弹性阻塞渗流通道气泡481.4土的三相组成土体有三个组成部分：固相、液相和气相土中气体自由气体封闭气体结合水：强结合水、弱结合水自由水：重力水、毛细水土中水粒径级配矿物成分颗粒形状固体颗粒小

结491.4土的三相组成1.1土的形成

1.2土的成因类型

1.3土的结构

1.4土的三相组成

1.5土的三相指标的定义及其换算1.6黏性土的物理特征1.7砂土的密实度1.8土体的击实性1.9土的工程分类50土的物理状态指标粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态土的物理性质指标(三相间的比例关系)力学特性影响表示1.5土的三相指标的定义及其换算51空气水固体一、物理性质指标土的三个组成相的体积和质量上的比例关系密实程度干湿程度……定义VaVwVsVvVma≈0mwmsm质量体积三相草图521.5土的三相指标的定义及其换算三相草图共有九个参数:

VVvVsVaVw

+

mmsmwma

已知5个关系:空气水固体ma≈0mwmsm质量VaVwVsVvV体积三个独立变量其它指标实验室测定物性指标是比例关系:可假设任一参数为19-5-1=3531.5土的三相指标的定义及其换算基本物理性质试验为了确定三相草图诸量中的三个量，通常进行三个最容易操作的基本物理性质试验：

土的密度试验土粒比重试验土的含水量试验541.5土的三相指标的定义及其换算定义：单位体积土的质量

土的密度

空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积工程上更常用,用于计算土的

自重应力1.直接测定的物理性质指标相关指标:土的重度

=

g单位:kN/m3

（单位体积土的重量）单位：kg/m3或g/cm3一般范围:1.60~2.20g/cm3表达式：551.5土的三相指标的定义及其换算

土粒的相对密度ds1.直接测定的物理性质指标=1.0g/cm3土粒比重在数值上等于土粒的密度单位:无量纲一般范围：黏性土2.70~2.75，砂土2.65表达式：定义：土粒的质量（或重量）与4°C时同体积纯水的质量（或重量）之比空气水固体ma≈0mwmsm质量VaVwVsVvV体积561.5土的三相指标的定义及其换算1.直接测定的物理性质指标注意：其实是含水比,可达到或超过100％

土的含水率w空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积定义：土中水的质量与土颗粒质

量之比，用百分数表示单

位：无量纲一般范围：变化范围大表达式：571.5土的三相指标的定义及其换算都是用以表示孔隙体积含量的指标，二者之间存在关系：2.反映土的松密程度的指标砂类土：28-35%黏性土：30-50%，有时可达60-70%孔隙比e：土中孔隙体积与土粒体积之比孔隙率n：土中孔隙体积与总体积之比，百分数表示空气水固体ma≈0mwmsm质量VaVwVsVvV体积581.5土的三相指标的定义及其换算3.反映土中含水程度的指标含水率w：饱和度Sr：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比

饱和度表示孔隙中充满水的程度：空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积

Sr=0：

完全干燥的土0<Sr

≤0.5：

稍湿0.5<Sr≤0.8：

潮湿（很湿的）0.8<Sr<1.0：

饱和Sr=1.0：

完全饱和的土591.5土的三相指标的定义及其换算4.特定条件下的密度（重度）干密度：土被烘干时的密度

干重度：天然密度

天然重度饱和密度：土被饱和时的密度，

饱和重度：浮重度：静水下的有效重度浮密度空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积601.5土的三相指标的定义及其换算各种密度容重之间的大小关系天然密度干密度饱和密度天然重度干重度浮重度饱和重度611.5土的三相指标的定义及其换算5.指标的换算621.1土的形成

1.2土的成因类型

1.3土的结构

1.4土的三相组成

1.5土的三相指标的定义及其换算

1.6黏性土的物理特征1.7砂土的密实度1.8土体的击实性1.9土的工程分类63黏性土最主要的物理状态特征是它的稠度。稠度是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力。黏性土的稠度状态与它的含水量密切相关黏性土泥团含水量较硬可塑流动稠度状态高低1.黏性土的状态641.6黏性土的物理特征塑限ωp液限ωl稠度界限黏性土的稠度反映土中水的形态固态或半固态塑态流态强结合水膜最大出现自由水强结合水弱结合水自由水稠度状态含水量土中水的形态w缩限ωs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示意图651.6黏性土的物理特征661.6黏性土的物理特征黏性土物理状态与含水率关系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。这样的界限含水率有三个，即液限、塑限和缩限。2.黏性土的界限含水率671.6黏性土的物理特征（1）用搓条法测定塑限ωp3.界限含水率的测定（2）用平衡锥式液限仪测定液限ωL（3）液塑联合测定法测定液限和

塑限搓好的土条锥式液限仪塑性指数

吸附结合水的能力粘性大小大致反映粘土颗粒含量常作为细粒土工程分类的依据

对于不同的黏土，含水量相同，稠度可能不同。为了表征土体天然含水量与界限含水量之间的相对关系，工程上常用液性指数和塑性指数两个指标判别土体的稠度。

681.6黏性土的物理特征液性指数

wpwwlIL<0IL=0–1IL>1坚硬状态可塑状态流态0.00–0.250.25-0.750.75–1.00硬塑可塑软塑反映粘土稠度状态691.6黏性土的物理特征

活动度A粒径小于0.002mm的土粒含量百分数

A<0.75 不活动黏性土0.75≤A

≤1.25

正常黏性土

A>1.25 活动黏性土塑性指数Ip大体上反映的是全部黏土颗粒吸附结合水的能力，不能充分反映土中所含的具体黏土矿物表面活性的高低斯开普顿(Skempton）建议用土的活动度A来衡量土中黏土矿物吸附结合水的能力70m1.6黏性土的物理特征

黏性土的触变性及灵敏度711.6黏性土的物理特征

在土的密度和含水率不变的条件下，原状土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度的比值，称为土的灵敏度，用St表示，表示式为

低灵敏度1＜St≤2

中灵敏度2＜St≤4

高灵敏度

St＞4根据灵敏度大小将饱和黏性土分为:2.黏性土的触变性

土的触变性是指在含水率和密度不变的情况下，土因重塑而软化，又因静置而逐渐硬化，强度部分恢复的性质。

1.黏性土的灵敏度1.1土的形成

1.2土的成因类型

1.3土的结构

1.4土的三相组成

1.5土的三相指标的定义及其换算

1.6黏性土的物理特征

1.7砂土的密实度1.8土体的击实性1.9土的工程分类72粗粒土的密实状态密实度：单位体积中固体颗粒含量的多少优点：简单方便缺点：不能反映级配的影响只能用于同一种土1.用孔隙比e评价砂土的密实度孔隙比

/孔隙率731.7砂土的密实度emax：土最松散时的孔隙比，即大孔隙比；测定方法是将松散的风干土样，通过长颈漏斗轻轻倒入容器，求得土的最小干密度。

（漏斗量桶法）emin：土最密实时的孔隙比，即最小孔隙比；一般用“松砂器法”测定，测定方法是将松散的风干土样分批装入金属容器内，按规定的方法进行振动或锤击夯实直至密度不再提高，求得最大干密度。（振动锤击法）2.用相对密实度Dr评价砂土的密实度相对密实度741.7砂土的密实度相对密实度0≤Dr≤1/3松散

1/3<Dr≤2/3中密

2/3

<Dr≤1密实判别标准：相对密实度指标主要适用于人工填土，天然砂土的密实度可在现场通过标准贯入试验测定。751.7砂土的密实度2.用相对密实度Dr评价砂土的密实度1.1土的形成

1.2土的成因类型

1.3土的结构

1.4土的三相组成

1.5土的三相指标的定义及其换算

1.6黏性土的物理特征

1.7砂土的密实度

1.8土体的击实性1.9土的工程分类76土的压实：为了增加填土的密实度，减小其压缩性和渗透性，保证土体具有足够的强度、刚度和稳定性，通常对土体进行分层碾压、夯实处理。土的压实性：指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土体能够压实到某种密实程度的性质。一、土的室内击实试验二、填土的击实特性三、压实填土在现场中的应用1.8土体的击实性77一、土的室内击实试验

试验设备击实筒V=1000cm3；击实锤w=25牛顿试验条件土样分层n=3层；落高d=30cm；击数N=27/层击实能量

试验方法对ω为常数的土；分三层压实；

测定击实后的ω、ρ，算定ρd

注意：

仅适用于细粒土；对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪土781.8土体的击实性手提击实仪

数控电动击实仪

细粒土的压实性

1.击实曲线2.理论分析3.影响因素4.压实标准791.8土体的击实性1.击实曲线特征：①具有峰值②左段比右段的坡度陡③位于饱和曲线的左下方黏性土颗粒很小，压实过程中含水量几乎不变，要想击实到饱和状态是不可能的。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度

d(g/cm3)饱和曲线

dmaxwop=12.1801.8土体的击实性2.理论分析压实机理：颗粒被击碎，土粒定向排列;土粒破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小;气被挤出或被压缩等水膜润滑作用效果最佳;尚没有形成封闭气泡，气易于排出;颗粒表面水膜很薄，相对移动困难

水膜润滑作用不明显;封闭气泡难以排出;增加水的相对含量

ω

ωop,ρd

ρdmaxω<ωop,ρd<

ρdmaxω>ωop,ρd<

ρdmax

0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度

d(g/cm3)饱和曲线

dmaxwop=12.1811.8土体的击实性3.影响因素a.击实功能b.土的级配

c.击实方式

夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适821.8土体的击实性不存在最优含水量；在完全风干和饱和两种状态下易于击实；潮湿状态下ρd明显降低。

粗粒土的压实性

1.击实曲线

特点20%粗砂

ω

=4~5%中砂

ω=7%；时，干密度最小

2.理论分析对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒土中出现的现象。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。

在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。831.8土体的击实性1.含水率：只有在某一含水率下才能获得最佳的击实效果841.8土体的击实性二、填土的击实特性

土的压实效果的影响因素

土的含水量

压实机械

压实功能2.击实功:随击实数的增加，最大干密度逐渐增大，而最优含水率逐渐减小。当含水率较低时，击实数的影响较显著。当含水率较高时，含水率与干密度关系曲线趋近于饱和线，这时提高击实功是无效的。851.8土体的击实性二、填土的击实特性

3.土类和