第一章 土的物理性质与工程分类.ppt

*,土力学与地基基础,颜 燕 祥,15072370836,yyxtm,QQ:694174224,专业：结构工程,学校：华中科技大学土木工程与力学学院,2,土的物理性质与工程分类,第一章,3,本章目的,:,对土的特点进行详细解释和定量描述,本章特点,:,看起来零散,学习要点,:,各节间联系,各节内层次,1,土的物性与分类,4,1,土的物性与分类,土的形成,渗透特性,变形特性,强度特性,土的三相组成,土的物理状态,土的结构,土的工程分类,土的压实性,决定,影响,如何获得较好的土,便于研究和应用,5,1.1,土的形成,1.2,土的三相组成,1.3,土的物理状态,1.4,土的结构,1.5,土的工程分类,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,6,1.1,土的形成,土是岩石经过风化作用后在不同条件下自然形成的历史产物,搬运、沉积,形成过程,形成条件,物理力学性质,风化作用,土,地球,影响,1,土的物性与分类,岩石,地球,7,一,.,搬运与沉积,残积土,无搬运,运积土,有搬运,土质较好,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,无层理,母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物,风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物,1.1,土的形成,1,土的物性与分类,8,1.,搬运与沉积,运积土,有搬运,风：,风积土,重力,:,坡积土,流水,:,洪积土,冲积土,湖泊沼泽沉积土,海相沉积物,冰川,:,冰积土,土粒粗细不同，性质不均匀,有分选性，近粗远细,浑圆度分选性明显，土层交迭,含有机物淤泥，土性差,颗粒细，表层松软，土性差,土粒粗细变化较大，性质不均匀,颗粒均匀，层厚而不具层理,1.1,土的形成,1,土的物性与分类,9,生物循环,物理风化,化学风化,量变,无粘性土,原生矿物,质变,粘性土,次生矿物,动植物的活动,二,.,风化,有 机 质,1.1,土的形成,岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎,母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物,1,土的物性与分类,10,1.1,土的形成,1.2,土的三相组成,？,1.3,土的物理状态,？,1.4,土的结构,？,1.5,土的工程分类,？,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,11,1.2,土的三相组成,气相,固相,液相,+,+,构成土骨架，起决定作用,重要影响,土体,次要作用,1,土的物性与分类,12,一,.,固体颗粒,物理状态,力学特性,粒径级配,1.2,土的三相组成,矿物成分,颗粒形状,1,土的物性与分类,13,1.,粒径级配,一.固体颗粒,颗粒大小,各粒径成分在土中占的比例,狭义的,粒径级配,影响土性的主因,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,14,颗粒大小,粒组,按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类,界限粒径,一.固体颗粒,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,d,(mm),d,(mm),砾石,砂粒,粉粒,粘粒,胶粒,60,2,0.05,0.005,0.002,0.25,0.5,5,20,粗,中,细,粗,中,细,极细,0.1,粗粒,细粒,15,粒径级配,确定方法,筛分法：,适用于粗粒土,(,0.1,mm),水分法：,适用于细粒土,(,0.1,mm),各粒组的相对含量，用质量百分数来表示,表述方法,粒径级配累积曲线,一.固体颗粒,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,16,10,5.0,2.0,1.0,0.5,0.25,0.1,200g,10,16,18,24,22,38,72,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,小于某粒径之土质量百分数,P,（）,10,5.0,1.0,0.5,0.10,0.05,0.01,0.005,0.001,粒径,(mm),P,%,95,87,78,66,55,36,土的粒径级配累积曲线,水分法,粒径,(mm),0.05,0.01,0.005,百分数,P(%),26,13.5,10,一.固体颗粒,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,17,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,小于某粒径之土质量百分数（）,10,5.0,1.0,0.5,0.10,0.05,0.01,0.005,0.001,粒径,(mm),土的粒径级配累积曲线,d,60,d,50,d,10,d,30,d,60,d,10,d,30,C,u,C,c,0.33,0.005,0.063,66,2.41,特征粒径:,d,50,:,平均,粒径,d,60,:,控制,粒径,d,10,:,有效,粒径,d,30,不均匀程度,：,C,u,=,d,60,/d,10,连续程度:,C,c,=,d,30,2,/,(,d,60,d,10,),曲率系数,不均匀系数,C,u,5,级配不均匀,粗细程度,：,用,d,50,表示,一.固体颗粒,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,18,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,小于某粒径之土质量百分数（）,10,5.0,1.0,0.5,0.10,0.05,0.01,0.005,0.001,粒径,(mm),土的粒径级配累积曲线,d,60,d,10,d,30,曲线,d,60,d,10,d,30,C,u,C,c,L,0.33,0.005,0.081,66,3.98,M,0.063,2.41,R,0.030,0.545,斜率,:,某粒径范围内颗粒的含量,陡,相应粒组质量集中,缓,-,相应粒组含量少,平台,-,相应粒组缺乏,连续程度:,C,c,=,d,30,2,/,(,d,60,d,10,),曲率系数,较大颗粒缺少,C,c,减小,较小颗粒缺少,C,c,增大,C,c,=,1,3,级配连续性好,一.固体颗粒,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,19,粒径级配,粒径级配累积曲线及指标的用途,：,1）,粒组含量用于土的分类定名,；,2）,不均匀系数,C,u,用于判定土的不均匀程度：,C,u,5,不均匀土,；,C,u,3,或,C,c,1,级配不连续土,4）,不均匀系数,C,u,和,曲率系数,C,c,用于判定土的级配优劣：,如果,C,u,5,且,C,c,=,1,3，,级配 良好的土,；,如果,C,u,3,或,C,c,1,g/cm,3,冰点处于零下几十度,具有固体的特性,温度高于100,C,时可蒸发,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,不因重力而移动，有粘滞性,弱结合水,二.土中水,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,28,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,二.土中水,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,29,=,湿润角,空气,固体,水,l,T=,界面张力,d,=,毛管直径,T,d=2r,u,a,-u,w,u,a,-u,w,=,压力差,二.土中水,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,毛细水,毛细现象,毛,细,管,h,c,30,土中毛细现象,上升高度,:,r,2,h,c,w,=2,rTcos,毛细水,分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细管,毛细升高与孔径成反比,粘土,粉土,砂土,砾石,分析对象,:,水柱,二.土中水,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,31,对砂土强度的影响,:,毛细边角水,假凝聚力,毛细压力,2,rTcos,+u,c,r,2,=0,毛细压力,非饱和土中毛细张力影响,分析对象,:,水膜,二.土中水,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,32,三,.,土中气体,自由气体：,与大气连通，对土的性质影响不大,封闭气体：,增加土的弹性；阻塞渗流通道,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,33,土有三个组成部分：固相、液相和气相,小结,1.,固体颗粒,2,.土中水,3,.土中气体,粒径级配,矿物成分,颗粒形状,结合水 (强结合水、弱结合水),自由水 (重力水、毛细水),自由气体,封闭气体,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,34,粘性土,（细粒土）,无粘性土,（砂性土）,（粗粒土）,土的特点,土的力学特性,与土有关的工程问题,土的生成,土的三相组成,35,1.1,土的形成,1.2,土的三相组成,1.3,土的物理状态,1.4,土的结构,1.5,土的工程分类,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,36,1.3,土的物理状态,土的物理状态,粗粒土的松密程度,粘性土的软硬程度,土的物理性质指标,(,松,密程度、干湿程度、轻重程度,),力学特性,影响,表示,1,土的物性与分类,？,37,一.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,1.3,土的物理状态,松密程度,干湿程度,轻重程度,特点,:,指标概念简单，数量很多,要点：,名称、概念或定义、符号、表达式、,单位或量纲、常见值或范围、联系与区别,定义,基本方法,:,三相草图法,1,土的物性与分类,38,1,.,三相草图,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,一.物理性质指标,质量,体积,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,39,三相草图,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,已知关系五个,:,共有九个参数,:,V V,v,V,s,V,a,V,w,/,m,s,m,w,m,a,m,剩下三个独立变量,三相草图法,物性指标是比例关系,:,可假设任一参数为,1,对于饱和土,V,a,=0,剩下两个独立变量,实验室测定,其它指标,是一种简单而实用的方法,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,40,2.,室内测定的三个物理性质指标,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,土的密度、土粒比重、土的含水量,土的密度,土的重度,=,g,工程上更常用,用于计算土的自重应力,单位,:,kg/m,3,或,g/cm,3,单位,:,kN/m,3,一般范围,:,1.60,2.20,g/cm,3,定义,:,单位体积土的质量,有时也称,土的天然密度,表达式,:,相关指标,:,三相草图有助于直观理解物性指标的概念,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,41,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,土粒比重,s,:,土粒的密度，单位体积土粒的质量,单位,:,无量纲,土粒比重一般范围,:,粘性土,2.70,2.75,砂 土,2.65,4,C,时纯蒸馏水的密度,=1.0 g/cm,3,土粒比重在数值上等于土粒的密度,定义,:,土粒的密度与,4C,时纯蒸馏水的密度的比值,表达式,:,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,42,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,土的含水量,定义,:,土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示,注意,:,其实是含水比,可达到或超过,100,表达式,:,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,43,表示土中孔隙含量的指标,孔隙比,孔隙率,(,孔隙度,),.,其它常用的物理性质指标,关系,:,在某种程度上反映土的松密,砂类土：,28-35%,粘性土：,30-50%,有的可达,60-70%,定义,:,土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲,表达式,:,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,体积,定义,:,土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示,表达式,:,V,s,=,1,V,v,=,e,V,=,1,+,e,Water,Air,Solid,体积,三相草图可用于确定物性指标之间的关系,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,44,表示土中含水程度的指标,含水量,饱和度,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,表达式,:,定义,:,土中水的体积与孔隙体积的比值,饱和度表示,孔隙中充满水的程度,S,r,=0 :,干土,S,r,=1 :,饱和土,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,45,表示土的,密度和重度,的指标,天然密度,干密度,饱和密度,天然重度,干重度,浮重度,浮密度,有效重度,饱和重度,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,单位,:,kg/m,3,或,g/cm,3,单位,:,kN/m,3,定义,:,土被完全烘干时的密度,等于,单位体积内土粒的质量,表达式,:,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,46,各种密度重度之间的大小关系：,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,Water,Air,Solid,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,47,常用的物理性质指标间的换算关系,教科书,P18,表,1-5,要点,从物理意义上理解指标间的关系,不鼓励死记硬背,必要时利用三相草图推导,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,48,小结,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,松密程度,干湿程度,轻重程度,特点,:,指标概念简单，数量很多,要点：,名称、概念或定义、符号、表达式、,单位或量纲、常见值或范围、联系与区别,定义,基本方法,:,三相草图法,室内测定的三个物理性质指标,土的密度、土粒比重、土的含水量,三相草图有助于直观理解物性指标的概念,其它常用的物理性质指标,表示土中孔隙含量的指标,表示土中含水程度的指标,表示土的密度和重度的指标,三相草图可用于确定物性指标之间的关系,三相草图法是求取物理性质指标的简单而有效的方法,一.物理性质指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,49,二,.,土的物理状态指标,土的物理状态,粗粒土的松密程度,粘性土的软硬程度,土的物理性质指标,(,三相间的比例关系,),力学特性,影响,表示,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,50,e,max,与,e,min,：,最大与最小孔隙比,1,.,粗粒土的密实状态,二.物理状态指标,密实度,如何衡量,?,单位体积中固体颗粒含量的多少,或 孔隙含量的多少,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,对策,相对密度,干重度,d,或,孔隙比,e,或孔隙率,n,e,min,=0.35,e,min,=0.20,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,51,e,max,:,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,e,min,:,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,e,max,与,e,min,：,最大与最小孔隙比,注意：,室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难,二.物理状态指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,52,粗粒土的密实状态指标,判别标准：,D,r,=1,最密状态,D,r,=0,最松状态,D,r,1/3 ,疏松状态,1/3,2/3,密实状态,相对密度,二.物理状态指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,53,2,.,粘性土的软硬状态,也称,稠度状态,稠度状态与含水量有关,粘性土,含水量,较硬,变软,流动,二.物理状态指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,54,塑限,w,p,液限,w,l,稠度界限,粘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,二.物理状态指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,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,吸附弱结合水的能力,塑性指数,55,相对稠度,问题：仅适用于,重塑土,即使,含水量相同，,稠度可能不同,液性指数,对不同的粘土，,w,p,、,w,l,大小不同,定义：,w,p,w,w,l,I,L,1,坚硬状态,可塑状态,流 态,0.00,0.25,0.25,0.75,0.75,1.00,硬塑,可塑,软塑,二.物理状态指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,对同一种粘土，含水量可反映其稠度,问题：,56,吸附弱结合水的能力；大致反映粘土颗粒含量、粘性大小,塑性指数,常作为细粒土工程分类的依据,缺点,不能充分反映粘土颗粒含量,不同的粘土矿物结合水的能力不同,活性指数,p,0.002,:,粒径小于,0.002mm,颗粒的质量占总土总质量的百分比,A 1.25,非活性粘土,正常粘土,活性粘土,二.物理状态指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,57,粗粒土的密实状态指标:,相对密度,Dr,小结,粘性土的稠度状态指标:,液性指数,I,L,引入,定义,判别标准,稠度界限,稠度状态,含水量,土中水的形态,塑性指数,液性指数,引入,定义,判别标准,二.物理状态指标,1.3,土的物理状态,1,土的物性与分类,粗粒土与粘性土为何采用不同的物理状态指标？,反映土的细观特点,与力学特性有更直接的联系,便于量测,58,1.1,土的形成,1.2,土的三相组成,1.3,土的物理状态,1.4,土的结构,1.5,土的工程分类,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,59,土颗粒或粒团的,空间排列和相互联结,1.4,土的结构,土粒间的作用力,粘性土的结构性指标,力学特性,土的结构,影响,粗粒土的结构,细粒土的结构,重塑土的强度,原状土的强度,16,粘性土,不灵敏,低灵敏,中等灵敏,灵敏,很灵敏,流动,原状土的无侧限抗压强度,重塑土的无侧限抗压强度,1.4,土的结构,1,土的物性与分类,64,含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为,触变性,。,土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起的，是土结构随时间变化的宏观表现。,目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。,2,.,粘性土的触变性,1.4,土的结构,1,土的物性与分类,65,小结,土颗粒或粒团的,空间排列和相互联结,土粒间的作用力,粘性土的结构性指标,土的结构,粗粒土的结构,细粒土的结构,1.4,土的结构,1,土的物性与分类,66,1.1,土的形成,1.2,土的三相组成,1.3,土的物理状态,1.4,土的结构,1.5,土的工程分类,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,67,目的：,依据：,建筑地基基础设计规范-,GB50007-2002,分类法,其它部门，如水利、铁路、公路等分类法,1.5,土的工程分类,是将工程性质相近的土归为一类,便于研究、交流及应用,能反映土的物理力学性质,土的组成,土的状态,土的结构,1,土的物性与分类,68,建筑地基基础设计规范-,GB50007-2002,分类法,土,岩石,碎石土,砂土,粉土,粘性土,人工填土,1.5,土的工程分类,1,土的物性与分类,69,建筑规范分类法,碎石土,土的名称 颗粒形状 粒组含量,漂石,块石,圆形及亚圆形为主,棱角形为主,粒径大于,200mm,的颗粒超过全质量,50%,卵石,碎石,圆形及亚圆形为主,棱角形为主,圆形及亚圆形为主,棱角形为主,圆砾,角砾,粒径大于,20mm,的颗粒超过全质量,50%,粒径大于,2mm,的颗粒超过全质量,50%,1.5,土的工程分类,1,土的物性与分类,70,砂土,土的名称 粒组含量,粒径大于,2mm,的颗粒占全质量,25,50%,砾砂,粗砂,中砂,细砂,粉砂,粒径大于,0.5mm,的颗粒超过全质量,50%,粒径大于,0.25mm,的颗粒超过全质量,50%,粒径大于,0.075mm,的颗粒超过全质量,85%,粒径大于,0.075mm,的颗粒超过全质量,50%,建筑规范分类法,1.5,土的工程分类,1,土的物性与分类,71,粉土,粒径大于,0.075mm,的颗粒含量小于全质量,50%,而塑性指数,I,p,10,的土,塑性指数,Ip10,的土,粘性土,1017,的土,粘土,粉质粘土,A 1.25,非活性粘土,正常粘土,活性粘土,建筑规范分类法,1.5,土的工程分类,1,土的物性与分类,72,其它部门，如水利、铁路、公路等分类法,自 学,1.5,土的工程分类,1,土的物性与分类,73,1.1,土的形成,1.2,土的三相组成,1.3,土的物理状态,1.4,土的结构,1.5,土的工程分类,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,74,压实：,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,压实性：,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,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,75,一.室内击实试验,二.细粒土的压实性,三.粗粒土的压实性,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,76,一.室内击实试验,试验设备,击实筒,V=,1000cm,3,；,击实锤,w=25N,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,=const,的土；分三层压实；,测定击实后的,、,，,算定,d,注意,：,仅适用于细粒土；对粗粒土，可用较大尺寸的击实仪,土,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,77,二.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,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,78,1,.,击实曲线,特点：,具有峰值,位于饱和曲线之下,粘性土渗透系数很小，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,。,0 4 8 12 16 20 24 28,含水量,w(%),2.0,1.8,1.6,1.4,干密度,d,(g/cm,3,),饱和曲线,dmax,=1.86,w,op,=12.1,二.细粒土的压实性,最大干密度,最优含水量,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,79,2,.,理论分析,压实机理：,颗粒被击碎，土粒定向排列;,粒团破碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小;,空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，气体易于排出;,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,op,d,dmax,op,d,op,d,9598%,级土石坝,Dc9295%,二.细粒土的压实性,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,82,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,d,明显降低,。,三.粗粒土的压实性,1,.,击实曲线,特点,20%,粗砂,=45%,中砂,=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。,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,Dr0.70.75,施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,83,小结,一.室内击实试验,二.细粒土的压实性,三.粗粒土的压实性,1.,击实曲线,2,.,理论分析,3,.,影响因素,4,.,压实标准,1.,击实曲线,2,.,理论分析,3.,压实标准,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,84,第一章总结,85,1.1,土的形成,1.2,土的三相组成,1.3,土的物理状态,1.4,土的结构,1.5,土的工程分类,1.6,土的压实性,1,土的物性与分类,86,1,土的物性与分类,1.1,土的形成,物理风化,化学风化,量变,无粘性土,原生矿物,质变,粘性土,次生矿物,残积土,无搬运,运积土,有搬运,土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物,重力,:,坡积土,流水,:,洪积土、冲积土、湖相土、海相土,冰川,:,冰积土,风力：,风积土,87,1.2,土的三相组成,1,土的物性与分类,土有三个组成部分：固相、液相和气相,1.,固体颗粒,2,.土中水,3,.土中气体,粒径级配,矿物成分,颗粒形状,结合水 (强结合水、弱结合水),自由水 (重力水、毛细水),自由气体,封闭气体,88,1.3,土的物理状态,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,松密程度,干湿程度,轻重程度,定义,基本方法,:,三相草图法,室内测定的三个物理性质指标,土的密度、土粒的比重、土的含水量,其它常用的物理性质指标,表示土中孔隙含量的指标,表示土中含水程度的指标,表示土的密度和重度的指标,粗粒土的密实状态指标:,相对密度,Dr,粘性土的稠度状态指标:,液性指数,I,L,引入,定义,判别标准,稠度界限,稠度状态,含水量,土中水的形态,塑性指数,液性指数,引入,定义,判别标准,土的物理状态,粗粒土的松密状态,粘性土的软硬状态,表示,1,土的物性与分类,89,1.4,土的结构,1,土的物性与分类,土颗粒或粒团的,空间排列和相互联结,土粒间的作用力,粘性土的结构性指标,土的结构,粗粒土的结构,细粒土的结构,90,1.5,土的工程分类,1,土的物性与分类,目的：,依据：,建筑地基基础设计规范-,GB50007-2002,分类法,其它部门的分类法,便于研究、交流及应用,能反映土的物理力学性质,土的组成,土的状态,土的结构,碎石土,砂土,粉土,粘性土,91,1.6,土的压实性,一.室内击实试验,二.细粒土的压实性,三.粗粒土的压实性,1.,击实曲线,2,.,理论分析,3,.,影响因素,4,.,压实标准,1.,击实曲线,2,.,理论分析,3.,压实标准,1,土的物性与分类,