第2章-土的物理性质及工程分类.ppt

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 土的物理性质及工程分类,主要内容,土的生成,土的三相组成,土的物理性质指标,土的物理状态指标,地基土的分类,3,2.1,土的生成,什么是土？,岩石经风化后，产生崩解、破碎、变质，又经过各种自然力搬运，在新的环境下沉积下来的颗粒状松散堆积物。,2.2.1土的固体颗粒,（1）矿物成分,原生矿物,次生矿物,腐殖质,蒙脱石,伊利石,高岭石,6,2,土粒大小及形状,粒度：,粒组：,划分粒组方式,天然土是由大小不同的颗粒组成的，土粒的大小称为粒度,工程上常把大小相近的土粒合并为组，称为粒组,（2）土粒的大小和形状,粒组：,0.005 0.075 2 60 200,粘粒 粉粒 砂粒 圆砾 卵石 漂石,形状：,圆、块、片,8,（3）,土的粒径级配,通常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。,筛分,法,（级配曲线）,：,不均匀系数,C,u,=d,60,/d,10,，,曲率系数,C,c,=d,30,2,/(d,10,d,60,),C,u,反映大小不同粒组的分布情况。,C,u,，土粒大小分布范围大，土的级配良好，,C,u,105,烘烤才能蒸发,土粒细,，含量越大。,2,、弱结合水（薄膜水）,held water,：,使土具有塑性，冻结温度,-0.5,-30,。,3,、自由水,free water,：,又可分为重力水,gravity water,：,毛细水,capillary water,：,12,2.3,土的三相比例指标,土的三相图,Three phase skeletal,质量,m,体积,V,一、,土的三项基本物理指标,1.,土的密度,：,单位体积土的,质量,(g/cm,3,),气,水,土粒,m,s,m,w,m,V,s,V,w,V,V,a,V,v,一般,1.62.2gcm,3,环刀法,灌水法,土的密度,测定方法,m,a,=0,14,2.,土粒相对密度,G,s,（土粒比重）：无量纲,单位体积土颗粒质量与4纯水单位体积的质量之比,粘性土,：,G,s,2.72.75,砂性土：G,s,2.65,土中有机质含量增加，土粒相对密度减小,比重瓶法,土的相对密度测定方法,s,土粒密度，即土颗粒单位体积的质量(g/cm,3,),气,水,土粒,m,s,m,w,m,V,s,V,w,V,V,V,a,m,a,=0,15,3,、土的,含水率(,含水量,),water content,用烘干法测定,气,水,土粒,m,s,m,w,m,V,s,V,w,V,V,V,a,m,a,=0,16,2.3.2,、反映土的松密程度的指标,1,孔隙比,void ratio,e=v,v,/v,s,2,孔隙率,porosity,n=v,v,/v,100%,气,水,土粒,m,s,m,w,m,V,s,V,w,V,V,V,a,m,a,=0,17,2.3.3,、反映土中含水程度的指标,三、反映土中含水程度的指标,，Sr,1,、土的,含水率(,含水量,),water content,用烘干法测定,2,土的饱和度,degree of saturation,S,r,=v,w,/v,V,100%,S,r,=1,完全饱和,S,r,0.8,饱和,S,r,=0完全干燥,气,水,土粒,m,s,m,w,m,V,s,V,w,V,V,V,a,m,a,=0,18,【例2-1】,已知某土样,=1700Kg/,m,3,G,s,=2,67,=14%,求,e,、,Sr,及,sat,【解】,：用三相草图法，如图,令,V=1,m,3,则重量,m=,*V=1700kg,而,=m,m,，,m=m,+m,s,解得,m,s,=1490kg m,=210kg,Vs=m,s,/G,s,=1.49/2.67=0.558,m,3,Vv=V-Vs=1-0.558=0.442,m,3,V,=m,/,=,210/1000=0.21,m,3,在图中填各数,可得,e=,V,V,/V,s,=0.79 S,r,=V,/V,V,=0.47,例题分析,气,水,土粒,m,s,m,w,m,V,s,V,w,V,V,V,a,m,a,=0,20,2.4.1无粘性土的密实度,The compactness of none-cohesive soil,无粘性土主要包括砂类土和碎石土，而影响无粘性土工程性质的主要因素是密实度,1.,孔隙比e（老规范）,:,没考虑级配因素,对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散。,21,2.由相对密实度Dr判断,（公路规范用）,relative density,砂土在天然状态下孔隙比,砂土在最密实状态时的孔隙比,砂土在最松散状态时的孔隙比,当,D,r,=0时，,e,=,e,min,，表示土处于最疏松状态;当,D,r,=,1.0,时，,e,=,e,max,，表示土体处于最密实状态,D,r,1/3,疏松状态,1/3,D,r,2/3,中密状态,2/3,D,r,1,密实状态,23,2.4.2 粘性土的物理状态指标,一粘性土的界限含水率,界限含水率：,粘性土从一种状态变化到另一种状态的含水率,1,液限,W,L,土由塑性状态变到流态的分界含水量。,如,W,L,=28,表示土的液限含水量为,28%,测定：用锥式液限仪，通常用联合测定法,2,塑限,W,P,土由半固态到塑态的分界含水量。,如,W,P,=12,，表,示土的塑限含水量为,12%,。,测定：搓条法或联合测定法。,3,缩限,W,S,0,固态或半固态,可塑状态,流动状态,塑限,P,液限,L,24,液塑限联合测定仪,下沉深度为,10mm(或17mm),所对应的含水量为液限;下沉深度为,2mm,处所对应的含水量为塑限。,26,三、例题分析,【,例,】,某砂土试样,试验测定土粒相对密度,G,s,=2.7,含水量,=9.43%,天然密度,=1.66/cm,3,。已知砂样最密实状态时称得干砂质量,m,s,1,=,1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量,m,s,2,=,1.45kg,。求此砂土的相对密度,D,r,并判断砂土所处的密实状态,【,解答】,砂土在天然状态下的孔隙比,砂土最小孔隙比,砂土最大孔隙比,相对密实度,（1/3,2/3,中密状态,2.5地基土的工程分类,1.岩石,（1）按坚固程度分类,60 30 15 5,坚硬岩 较硬岩 较软岩 软岩 极软岩,（2）按风化程度分类,未风化、微、弱、强、全,（3）按完整程度划分,Kv 0.75 0.55 0.35 0.15,完整,较完整 较破碎 破碎 极破碎,2.5地基土的工程分类,2土的工程分类,（1）碎石土：粒径2mm的颗粒，其含量50%,漂石（块石）：粒径200mm的颗粒，其含量50%,卵石（碎石）：粒径20mm的颗粒，其含量50%,圆砾（角砾）：粒径2mm的颗粒，其含量50%,2.5地基土的工程分类,（3）粉土,0.075mm 50,（4）粘性土 17 粉质粘土,17 粘土,按沉积年代分：,老粘性土、一般粘性土、新近沉积粘性土,2.5地基土的工程分类,人工填土：,（1）素填土,（2）杂填土,（3）压实填土,（4）冲填土,