第二章-土的物理性质.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 土物理性质,土物理性质主要研究：,1,、土三相体系间,质量,与,体积,间百分比关系，如密度、空隙性等，称,基本物理性质,，共有,9,个指标。,2,、,固体,与,液体,间相互作用表现出来性质如稠度、可塑性、,胀缩性、,透水性等，称,水理性质,。,第1页,第二章 土物理性质,一、土基本物理性质,二、粘性土稠度状态及可塑性,三、粘性土胀缩性和崩解性,四、土透水性和毛细性,第2页,第二章 土物理性质,一、土基本物理性质,二、粘性土稠度状态及可塑性,三、粘性土胀缩性和崩解性,四、土透水性和毛细性,第3页,基本物理性质指标：,1.,密度,土粒密度,s,实测指标,土天然密度,实测指标,土干密度,d,饱和密度,sat,2.,含水性指标,天然含水率,w,实测指标,饱和含水率,w,sat,饱和度,s,r,3.,空隙性,孔隙率,n,孔隙比,e,m,m,s,m,w,o,水,气,V,0,V,V,W,V,S,V,V,固,一、土基本物理性质,首先将土三相体系理想化，概化为如图模型，而且要求一些符号表示各部分体积与质量。,第4页,指标含义及确定方法：,1,.,实测指标,1,、,土粒密度,s,：,固体颗粒,部分单位体积内质量,s,=m,s,/V,s,KN/m,3,g/cm,3,2,、土天然密度,：,天然状态,下单位体积内土质量。,=m/V,KN/m,3,g/cm,3,注意区分：,1,、含义上：,s,是固体相部分质量，,只,与土中矿物组成相关，与孔隙性和含水性无关；而,是,天然状态下单位体积内土质量，,与二者均相关。,2,、测定方法上：,s,用扰动土样，采取比重瓶法测定，,用原状土样，采取环刀法或蜡封法测定。,3,、数值上：,s,3,、天然含水率,W:,土中所含水质量与固体颗粒质量之比,W,=m,w,/m,s *,100%,该指标室内普通用烘干法。,m,m,s,m,w,o,水,气,V,0,V,V,W,V,S,V,V,固,第5页,第6页,指标含义及确定方法,：,2.,换算指标,：,1,、,干,密度,d,：,指土在干燥状,态下，单位体积内质量,d,=m,s,/V,KN/m,3,g/cm,3,它可用,和,w,换算,。,2,、,饱和密度,sat,：,土在饱和状态下，单位体积内质量,m,m,s,m,w,o,水,气,V,0,V,V,W,V,S,V,V,固,第7页,3,、,饱和含水率,（,w,sat,),：指土饱和时，所含水质量与固体质量之比。,%,。,4,、,饱和度,（,Sr,）,：指土中,水体积与空隙体积之比,%,。,表示孔隙饱和程度,。,5,、,孔隙率,n,：,指土中孔隙体积与土总体积之比,%,。,m,m,s,m,w,o,水,气,V,0,V,V,W,V,S,V,V,固,第8页,6,、孔隙比,e,：,指土中孔隙体积与固体体积之比,第9页,第10页,第二章 土物理性质,一、土基本物理性质,二、粘性土稠度状态及可塑性,三、粘性土胀缩性和崩解性,四、土透水性和毛细性,第11页,二、粘性土稠度状态及可塑性,1.,稠度与界限含水率,粘性土因为含水率不一样，可表现出不一样物理状态（如固态、可塑态及流动态），称为,土稠度,。即：,说明随,w,增大，土状态发生了改变；也说明土中颗粒活动性随,w,增大变得轻易，即水与颗粒表面现象越显著。,由一个状态转变为另一个时含水率叫,界限含水率，,如由固态到塑态到流态。,固 态,塑 态,流 态,固体态,半固态,粘塑态,稠塑态,粘流态,液流态,W,小,W,大,触变限,塑限,W,p,粘着限,收缩限,液限,w,l,第12页,依据土不一样状态，有几个界限含水率。包含：收缩限、,塑限,、粘着限、,液限,、触变限等，又称阿太堡界限。,塑限,w,p,：由固态转变为塑态界限含水率。,液限,w,L,：由塑态转变为流态界限含水率。,塑限实测惯用,搓条法,；液限测定惯用锥式,液限仪或蝶式液限仪,。,稠度反应,土粒间连结强度,和,土粒相互活动难易程度,。,与,孔隙水类型,及,土粒周围水膜厚度,相关。,流态土：自由液态水、结合水膜厚度很大、粒间无连结力,塑态土：弱结合水、结合水膜厚度较小、粒间连结力较弱,固态土：强结合水、水膜厚度很小、粒间连结力较强,第13页,2,、,塑性指数及土塑性指数分类,假如土天然含水率介于塑限和液限之间时，土将处于塑性状态，这时土可被揉塑成任意形状而不发生断裂，这种性质叫,可塑性,。,塑性指数,（,I,p,）,是指液限与塑限差值,。,I,p=w,L,-w,p,Ip,愈大，说明土可塑状态范围越大，可塑性越好，反之亦然。,I,p,=0,时，土无可塑性。,Ip,大小主要取决于,土中粘粒含量及其矿物成份,。土中粘粒含量越高，矿物亲水性越好，,Ip,越大，反之，就小。,思索：砂和砾石类土是否有可塑性,why?,第14页,土按塑性指数分类，各部门有所区分，界限也有区分。,国家标准准,岩土工程勘察规范,中要求：,分类不足之处于于：不一样液限和塑限可能得出相同塑性指数，即土类型相同，但其性质可能完全不一样。,为处理这一问题，提出了用塑性图对细粒土分类。,如国家标准中就采取了这一分类方法。如图：,第15页,CL,CLO,10,30,塑性指数,Ip,Ip=10,Ip=7,ML,MLO,MH,MHO,CH,CHO,A,80,60,40,20,100,液限,Wl(%),C,代表粘土,M,代表粉土,O,代表有机质,A,线：,Ip=0.63(Wl,-,20,),第16页,假如土中含有有机质就用代号,O,。比如,CHO,为有机质高液限粘土类。另外还有一些别要求。,第17页,3.,液性指数及稠度状态分级,液性指数,能够看出：,当,ww,p,时，,I,L,w,L,时，,(w-w,p,W,L,-W,P,),，,I,L,1,土将处于流动状态；,当,w,p,w,w,L,时，,0,I,L,1,，,土将处于可塑状态；,所以,，,I,L,大小,实际上反应了土天然稠度状态。,按,I,L,将,土划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种状态,。,从土力学性质角度，考查土稠度状态：实际上，,I,L,反应了土强度和压缩性，,I,L,越大，土将处于软塑或流塑状态，土体强度就低，压缩性高，承载力低；反之，,I,L,越小，土处于坚硬或硬塑状态，土强度就高，压缩性就低，承载力大。,液性指数,I,L,0,0I,L,0.25,0.25I,L,0.75,0.751.00,稠度状态,坚硬,硬塑,可塑,软塑,流塑,第18页,第19页,第二章 土物理性质,一、土基本物理性质,二、粘性土稠度状态及可塑性,三、粘性土胀缩性和崩解性,四、土透水性和毛细性,第20页,三、粘性土胀缩性和崩解性,1.,胀缩性包含膨胀性与收缩性,：,是指粘性土因为含水率增加或降低而引发体积增大（膨胀）或降低（收缩）性质。普通来说，粘性土不一样程度含有胀缩性。,产生原因,：因为土颗粒表面结合水（水化）膜厚度产生了改变，从而造成矿物颗粒间引力改变，进而产生了土胀缩性。,评价指标,：膨胀率、膨胀力、线膨胀率、体缩率等。,2.,崩解性,：,指粘性土随含水率增加而发生崩散解体性能。,崩解形式,：,散粒崩解、鳞片状崩解、碎块状或崩裂状崩解。详细形式主要取决于土矿物成份、粒度成份、结构及胶结程度等。,产生原因,：,因为浸水后，土颗粒间产生局部应力集中，使局部颗粒间斥力超出吸引力，造成这些颗粒崩落。,评价指标,：,崩解速度和崩解时间,第21页,第二章 土物理性质,一、土基本物理性质,二、粘性土稠度状态及可塑性,三、粘性土胀缩性和崩解性,四、土透水性和毛细性,第22页,四、土透水性和毛细性,土透水性在评价水库、渠道等水工建筑物渗漏和浸没问题时，含有主要意义。,详见水文地质学基础。,第23页,习 题,1,。已知一块饱和原状土样，其体积为,17.40,cm,3,，重,29.8,g,，经,105,度温度下烘干后，其重为,19.6,g,，求：,w,s,e,d,sat,解：,第24页,2.,在野外试验中用体积为,90,cm,3,环刀取原状土样，称得质量为,154,g,，送回试验室后称得重量,148,g,，并测得,w=15%,s,=2.7g/cm,3,.,求,d,w,e,n,w,sat,s,r,.,已知：,V=90,cm,3,m=154g,，,m=148g,w=15%,s,=2.7g/cm,3,.,解：土样从野外送回试验室过程中，土重量减轻了。说明土水分损失了一部分，所以试验室测得含水率偏小。真正含水率应依据含水率概念确定。,第25页,3.,一块,体积为,27,cm,3,粘土，烘干后重,47.25,g,。在体积不变情况下饱和，饱和后重量,56.7,g,。,求,s,.,已知：,V=27,cm,3,，,m,s,=47.25g,，,m,sat,=56.7g,解：,第26页,