土的物理性质及工程分类0.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,*,第一章土的物理性质及工程分类,土的组成与土的结构构造,土的物理性质指标,土的物理状态指标,土的压实性,土,(,岩,),的工程分类,主要内容,重点及难点：,第一章土的物理性质及工程分类,土粒级配曲线和指标；,土的三相比例指标及其换算；,无黏性土的密实度,黏性土的物理特征；,地基土的工程分类。,1.,土的形成,一、土的组成与土的结构构造,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,岩石,地球,搬运、沉积,风化,土,地球,形成过程,形成条件,物理力学性质,影响,1.1,风化,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,物理风化,量变,无粘性土,原生矿物,生物风化,动植物的活动,有 机 质,化学风化,质变,粘性土,次生矿物,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,(,水解，水化氧化）,一、土的组成与土的结构构造,1.2,搬运与沉积,残积土,无搬运,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,运积土,有搬运,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,一、土的组成与土的结构构造,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（典型西北黄土）,1.2,搬运与沉积,一、土的组成与土的结构构造,碎散性,非连续介质,岩石风化的产物,1.3,土的特点,多相介质,三相体系,固相,土骨架,液相,水,气相,空气,自然变异性,自然界的产物,非均匀性,各向异性,结构性,时空变异性,一、土的组成与土的结构构造,碎散性,三相体系,自然变异性,力学特性复杂,变形特性,强度特性,渗透特性,1.3,土的特点,一、土的组成与土的结构构造,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,一、土的组成与土的结构构造,2.1,固体颗粒,一、土的组成与土的结构构造,土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响,土的颗粒级配,工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，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,粒组,按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类,界限粒径,一、土的组成与土的结构构造,2.1.1颗粒大小,d,mm,卵石,砾石,砂粒,粉粒,粘粒,胶粒,60,2,0.075,0.005,0.002,0.25,0.5,5,20,粗,中,细,粗,中,细,极细,0.1,粗粒土,细粒土,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、土的组成与土的结构构造,2.1.2,粒径级配,确定方法,筛分法：,适用于,0.075mmd60mm,比重计法,:,适用于,d,0.075mm,筛分法,用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数,比重计法,利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量,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(%),26,13.5,10,2.1.2,粒径级配,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,:,限制,粒径,d,10,:,有效,粒径,d,30,:,中值粒径,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,2.1.2,粒径级配,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,2.1.2,粒径级配,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,1g/cm,3,冰点处于零下几十度,具有固体的的特性,极大黏滞度、弹性和抗剪强度,温度高于,100,C,时可蒸发,电子吸附力高达几千大气压,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,2.2,土中的水,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,一、土的组成与土的结构构造,2.2,土中的水,性质同正常水,冰点为,0,有溶解能力,自由移动，传递静水压,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,2.2,土中的水,对砂土强度的影响,:,毛细边角水,假凝聚力,毛细压力,非饱和土中毛细张力影响,分析对象,:,水膜,2.2,土中的水,2.3.,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：,在细粒中增加土的弹性；阻塞渗流通道,一、土的组成与土的结构构造,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,一、土的组成与土的结构构造,3,、土的结构,在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关。,1.,单粒结构：,粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，,其特点,是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态,密实状态,疏松状态,一、土的组成与土的结构构造,排列紧密,强度大压缩性小,良好地基,分散不稳定,易发生移动,变形大不宜作路基和地基,2.,蜂窝结构：,颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。,3.,絮状结构,：,细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构。,蜂窝结构,絮状结构,3,、土的结构,4,、土的构造,土的构造,是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造，二者都造成了土的不均匀性,2.,裂隙构造：,土体被许多不连续的小裂隙所,分割,在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物,1.,层理构造：,土粒在沉积过程中,由于,不同阶段,沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿,竖向,呈现出成层特征,二、土的物理性质指标,1.,概述,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,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,二、土的物理性质指标,2.,三相草图,Water,Air,Soil,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,Water,Air,Soil,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,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,：如设,V=1cm,3,或,Vs=1cm,3,，或,m=1kg,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,2.,三相草图,二、土的物理性质指标,2.1,室内测定的三个物理性质指标,Water,Air,Soil,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、土粒的比重、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,:,1.602.20 g/cm,3,定义,:,土单位体积的质量,有时也称,土的天然密度,相关指标,:,三相草图有助于直观理解物性指标的概念,二、土的物理性质指标,Water,Air,Soil,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,2.702.75,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,:,二、土的物理性质指标,Water,Air,Soil,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,100,二、土的物理性质指标一般干的粗砂,0,饱和砂土,40%,软黏性土：,60%,坚硬粘土：,30%,天然密度：,环刀发测定，即环刀容积一定，质量先知，称出环刀中土的质量。,2.1.1,基本指标测定方法,二、土的物理性质指标,土的比重：,比重瓶法测定,2.1.1,基本指标测定方法,二、土的物理性质指标,含水量：,通常用烘干法，先称出天然湿土的质量，然后放在烘箱里在,100,105,下烘干，称干土的质量。损失的即为水的质量。亦可近似用酒精燃烧法,2.1.1,基本指标测定方法,二、土的物理性质指标,表示土中孔隙含量的指标,孔隙比,孔隙率,(,孔隙度,),2.2,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,粘性土：,60-70%,砂类土：,30-50%,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,Soil,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,:,Water,Air,Soil,体积,三相草图可用于确定物性指标之间的关系,二、土的物理性质指标,表示土中含水程度的指标,含水量,饱和度,Water,Air,Soil,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,2.2,其它常用的物理性质指标,砂土,：,S,r,50%,稍湿；,50,S,r,80%,很湿；,S,r,80%,饱和,二、土的物理性质指标,表示土中,密度和容重,的指标,天然密度,干密度,饱和密度,天然容重,干容重,浮容重,浮密度,有效容重,饱和容重,Water,Air,Soil,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,:,二、土的物理性质指标,2.4,各种密度容重之间的大小关系：,天然密度,干密度,饱和密度,天然容重,干容重,浮容重,饱和容重,Water,Air,Soil,V,a,V,w,V,s,V,v,V,m,a,=0,m,w,m,s,m,质量,体积,二、土的物理性质指标,间接指标指标间的换算,土粒,水,气,令,：,V,s,=1,V,=1+,e,则,V,v,=,e,二、土的物理性质指标,进而可以导出：,间接指标指标间的换算,间接指标指标间的换算,2.5,、例题分析,【,例,】,某土样经试验测得体积为,100cm,3,，,湿土质量为,187g,，,烘干后，干土质量为,167g,。,若土粒的相对密度,G,s,为,2.66,，求该土样的含水量,、,密度,、,重度,、,干重度,d,、孔隙比,e,、饱和重度,sat,和有效重度,二、土的物理性质指标,2.5,常用的物理性质指标间的换算关系,教科书,P21,表,2-2,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,二、土的物理性质指标,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,密实程度,干湿程度,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、土粒的比重、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,表示土中密度和容重的指标,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,二、土的物理性质指标,三、土的物理状态指标,土的物理状态,粗粒土的松密程度,黏性土的软硬状态,土的物理性质指标,(,三相间的比例关系,),力学特性,影响,表示,概述,三、土的物理状态指标,e,max,与,e,min,：,最大与最小孔隙比,1.,粗粒土的密实状态,如何衡量,?,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,对策,相对密度,孔隙比,e,或孔隙率,n,密实度,指单位体积土中固体颗粒的含量,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,1.,粗粒土的密实状态,三、土的物理状态指标,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,因此也可根据标准贯入击数,N,判断（,P23,）1.,粗粒土的密实状态,三、土的物理状态指标,例题分析,【,例,】,某砂土试样,试验测定土粒相对密度,d,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,三、土的物理状态指标,一、土的组成与土的结构构造,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,粘性土的稠度反映土中水的形态,w,三、土的物理状态指标,流态,出现自由水,自由水,塑态,强结合水膜最大,弱结合水,稠度界限,固态或,半固态,强结合水,稠度状态,含水量,土中水的形态,三、土的物理状态指标,相对稠度,问题：仅适用于,重塑土,对于,不同的粘土，含水量相同，,稠度可能不同,液性指数,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,吸附结合水的能力；粘性大小；大致反映粘土颗粒含量,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,三、土的物理状态指标,2.1,液、塑限试验,三、土的物理状态指标,一、基本原理：,细粒土,(,粒径小于,0.5mm,，并且有机质含量不超过试样总质量,5%,的土,),由于含水率不同，分别处于流动状态，可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。采用液、塑限联合测定法测定。,二、试验目的：,本试验是测定细粒土的液限和塑限含水率，用于计算土的塑性指数和液性指数，为划分土的工程类别和确定土的状态提供依据。,三、试验设备：,1,、液限、塑限联合测定仪，圆锥质量,76,克，锥角,30,度。,2,、天平，称量,200g,，最小分度值,0.01g,。,3,、其它：烘箱、铝盒、调土刀、刮土刀、蒸馏水滴瓶、凡士林等,三、土的物理状态指标,液塑限联合测定仪,下沉深度为,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,2.1,液、塑限试验,三、土的物理状态指标,四、试验步骤：,1,、本次试验原则上应采用天然含水率的土样进行，也允许用风干土制备土样，土样过,0.5mm,筛后，喷洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。,2,、将已制备好的土样取出，放在搪瓷碗中加水或电吹风吹干并调匀后，密实地装入试样杯中（土中不能有孔洞,),，高出试样杯口的余土，用刮土刀刮平，随即将试样杯放在升降底座上。,2.1,液、塑限试验,三、土的物理状态指标,3,、接通电源，按下,“,开,”,按钮，把装有透明光学微分尺的圆锥仪，在锥体上抹以薄层凡士林，使电磁铁吸稳固锥仪。,4,、转动升降座，待试样杯上升到土面刚好与圆锥仪锥尖接触时，,“,接触,”,蓝灯亮，按,“,放,”,按钮，圆锥仪自由下落，历时,5,秒，当音响讯号自动发出声响时，立即从读数屏幕上读出圆锥仪下沉深度。,5,、把升降座降下，细心取出试样杯，剔除锥尖处含有凡士林的土，取出锥体附近的试样不少于,10g,放入称量铝盒内，称量得质量,m1,，并记下盒号，测定含水率,。,三、土的物理状态指标,6,、,用酒精燃烧法,:,向土样盒中加酒精，点燃，待,冷却，称干土的质量,m2,。,7,、重复,2,6,条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入土深度和含水率（圆锥入土深度宜为,3,4mm,，,7,9mm,，,15,17mm,）。,2.1,液、塑限试验,三、土的物理状态指标,2.1,液、塑限试验,五、成果整理：,1,、塑、液限,以含水率为横坐标，以圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与相应的圆锥入土深度关系曲线，如图所示。三点应在一根直线上，如图中,A,线。如果三点不在同一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在圆锥入土深工为,2mm,处查得相应的两个含水率，如果两个含水率的差值小于,2%,，用该两含水率的平均值的点与高含水率的测点作直线，如图中的,B,线，若两个含水率差值等于、大于,2%,，则应补点或重做试验。,在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为,17mm,对应的含水率为液限，查得下沉深度为,10mm,对应的含水率为,10mm,液限，查得下沉深度为,2mm,对应的含水率为塑限。,三、土的物理状态指标,2.1,液、塑限试验,三、土的物理状态指标,2.1,液、塑限试验,粗粒土的密实状态指标,:,相对密度,Dr,小结,细粒土的稠度状态指标,:,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,三、土的物理状态指标,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：,指土体在不规则荷载作用下其密度增加的特性,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,四、土的压实性,1,、室内土的击实试验,在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有轻型和重型两种。,击实筒,护筒,击锤,导筒,轻型击实试验,适用于粒径小于,5mm,的黏性土，击实筒容积为,947cm,3,，,击锤质量为,2.5kg,。,把制备成一定含水量的土料分三层装入击实筒，每层土料用击锤均匀锤击,25,下，击锤落高为,30.5cm,重型击实试验,适用于粒径小于,40mm,的土，击实筒容积为,2103.9cm,3,，,击锤质量为,4.5kg,，,击锤落高为,45.7cm,。,分五层击实，每层,56,击。根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度。,四、土的压实性,1.1,击实曲线,特点：,具有峰值,位于饱和曲线之下,粘性土压实到饱和状态是不可能的，一般压实最好仍有,3%-5%,气体存在,因此土体不能达到饱和状态，不可与饱和曲线相交,。,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,最大干密度,最优含水量,四、土的压实性,含水量对干密度的影响在偏干时比偏湿时更明显,2.,压实标准,粘性土存在最优含水量,W,op,，在填土施工中应该将土料的含水量控制在,W,op,左右，以期得到,dmax,，通常取,工程上常采用压实度 控制（作为填方密度控制标准）,五、土的压实性,值越接近,1,越好,3.,压实机理,3.1,黏性土压实机理,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,;,W,W,op,d,dmax,颗粒表面水膜很薄，相对移动困难,W,W,op,d,W,op,d,0.70.75,施工过程中要么风干，要么就充分洒水，使土料饱和,3.,压实机理,3.2,无黏性土压实机理,4.1.,击实功能的影响,说明：,填料的含水率过高或过低都是不利的。含水率过低，填土遇水后容易引起湿陷；过高又将恶化填土的其他力学性质。因此，在实际施工中填土的含水率控制得当与否，不仅涉及到经济效益，而且影响到工程质量,0,d,击数,40,30,20,饱和线,土料的,最大干密度,和,最优含水量,不是常数,最大干密度随击数的增加而逐渐增大,最优含水量逐渐减小。然而，这种变化速率是递减的。同时，光凭增加击实功能来提高土的最大干密度是有限的,当含水量较低时击数的影响较显著。当含水量较高时，含水量与干密度关系曲线趋近于饱和线，这时提高击实功能是无效的,4.,土压实的影响因素,4.2,土类和级配的影响,击实试验表明，在相同击实功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑性指数愈大，压实愈困难，最大干密度愈小，最优含水量愈大,说明：,土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于压实，级配不良的土，不易压实，因为级配良好的土有足够的细粒去充填较粗粒形成的孔隙，因而能获得较高的干密度,4.,土压实的影响因素,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,五、土的压实性,1,、分类的目的和原则,土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交流,分类原则：,（,1,）,.,分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，使用方便,（,2,）,.,土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性,五、土（岩）的工程分类,2,、分类体系与方法,分类体系：,1.,建筑地基土分类,2.,工程材料分类,侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，例如：,建筑地基基础设计规范,(GB50007-2002),地基土分类方法（见课本,P32,）,侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基工程。研究对象为扰动土，按照粒组含量、级配指标和所含细粒的塑性高低分，例如：,土的分类标准,(GBJ145-90),工程用土的分类（课本,P,）。,五、土（岩）的工程分类,分类方法,：,1.,建筑地基基础设计规范,(GB50007,2002),根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土（岩）分为碎石土、砂土、粉土和粘性土四大类,.,碎石土的分类,粒径大于,2mm,的颗粒含量超过全重,50%,的土称为碎石土,五、土（岩）的工程分类,.,砂土的分类,粒径大于,2mm,的颗粒含量不超过全重,50%,的土，且粒径大于,0.075mm,的颗粒含量超过全重,50%,的土称为砂土,土的名称,漂石,块石,卵石,碎石,圆砾,角砾,颗粒形状,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,圆形及亚圆形为主,棱角形为主,颗粒级配,粒径大于,200mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,20mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,2mm,的颗粒含量超过全重,50,注：,定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定,碎石土的分类,.,粉土的分类,粒径大于,0.075mm,的颗粒含量超过全重,50%,，塑性指数,I,P,10,的土称为粉土,土的名称,砾砂,粗砂,中砂,细砂,粉砂,颗粒级配,粒径大于,2mm,的颗粒含量占全重,25,50,注：,定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定,粒径大于,0.5mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,0.25mm,的颗粒含量超过全重,50,粒径大于,0.075mm,的颗粒含量超过全重,85,粒径大于,0.075mm,的颗粒含量超过全重,50,砂土的分类,.,粘性土的分类,粒径大于,0.075mm,的颗粒含量不超过全重,50%,，塑性指数,I,P,10,的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细分,土的名称,粘土,粉质粘土,塑性指数,注：,塑性指数由相应于,76g,圆锥体沉入土样中深度为,10mm,测定的液限计算而得,I,P,17,10,I,P,17,.,人工填土的分类,由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成分较杂乱,均匀性较差，根据其物质组成和成因,可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土,2.,土的分类标准,(GBJ145,90),根据各粒组的相对含量把土分为巨粒土、含巨粒土、砾类土、砂类土和细粒土五大类,.,巨粒土和含巨粒土的分类,巨粒土和含巨粒土按土中粒径大于,60mm,的巨粒含量区分。若土中巨粒含量多于,50%,属于巨粒土；若土中巨粒含量在,15%,50%,之间，属于含巨粒土,.,砾类土,、,砂类土,巨粒含量少于,15%,，剔除巨粒后，若土中砾粒（,2-60mm,）含量多于余土的,50%,，属于砾类土，中砾粒（,2-60mm,）含量少余土的,50%,为砂类土两类,c.,细粒土的分类,土中粒径小于,0.075mm,的细粒含量多于或等于,50%,，且粗粒（粒径：,0.075-60mm,）含量少于,25%,的土属于细粒土。,图中液限为,17mm,液限,细粒土按塑性图进行细分,分类见课本,P52,表,-19,