第3章土的物理性质与工程分类讲义课件

1 1Ques.1 What is Ques.1 What is 土？土？固相固相液相液相气相气相Ques.2 Ques.2 土的物质成分包括土的物质成分包括哪三相？哪三相？土土是是连连续续、坚坚固固的的（）经经（）、（）、（）、（），在在各各种种自自然然条件下形成的（条件下形成的（）的沉积物。）的沉积物。岩石岩石风化风化剥蚀剥蚀搬运搬运沉积沉积松散松散2 2 土土粒粒的的大大小小称称为为（），通通常常以以（）表示。）表示。界界于于一一定定粒粒度度范范围围内内的的土土粒粒，称称为为（）。）。土土 粒粒 的的 大大 小小 及及 其其 组组 成成 情情 况况 称称 为为（）或或（）。通通常常以以土土中中各各个个粒粒组组的的（）来来表表示示。()mm)mm的的颗颗粒粒用用（）法法测测定定，11g/cmg/cm3 3；冰点可降；冰点可降至至-78-78 C ；具极大的；具极大的粘滞度、弹性及抗剪粘滞度、弹性及抗剪强度；性质类似于固强度；性质类似于固体。体。位于强结合水之外，位于强结合水之外，电场引力作用范围之电场引力作用范围之内；内；外力作用下可以移动；外力作用下可以移动；不因重力而移动，有不因重力而移动，有粘滞性。粘滞性。土土土土粒粒粒粒与与与与水水水水相相相相互互互互作作作作用用用用时时时时，土土土土粒粒粒粒会会会会吸吸吸吸附附附附一一一一部部部部分分分分水水水水分分分分子子子子，在在在在土土土土粒表面形成一定厚度的水膜粒表面形成一定厚度的水膜粒表面形成一定厚度的水膜粒表面形成一定厚度的水膜，称为称为称为称为结合水结合水结合水结合水。是指受电分子吸引力吸是指受电分子吸引力吸是指受电分子吸引力吸是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的水附于土粒表面的水附于土粒表面的水附于土粒表面的水。吸吸吸吸附附附附力力力力8第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成2.2.2.2.自由水自由水自由水自由水重力水重力水自由水自由水自由水自由水毛细水毛细水存在于地下水位以下存在于地下水位以下的透水土层中的地下的透水土层中的地下水；在重力或压力差水；在重力或压力差作用下可自由运动。作用下可自由运动。对土粒有浮力作用。对土粒有浮力作用。只受重力控制，不受只受重力控制，不受土粒表面吸引力影响土粒表面吸引力影响。结冰为固态水。结冰为固态水。存在于地下水位以上存在于地下水位以上包气带中，受到水与包气带中，受到水与空气交界面处表面张空气交界面处表面张力作用的自由水。力作用的自由水。性质与正常水一样，传递静水压力，性质与正常水一样，传递静水压力，冰点为冰点为 00C C，有溶解能力。，有溶解能力。重力水的渗流特征是地下工程排水重力水的渗流特征是地下工程排水重力水的渗流特征是地下工程排水重力水的渗流特征是地下工程排水和防水的主要控制因素之一。和防水的主要控制因素之一。和防水的主要控制因素之一。和防水的主要控制因素之一。毛细水上升高度和速度对对地基土毛细水上升高度和速度对对地基土毛细水上升高度和速度对对地基土毛细水上升高度和速度对对地基土的浸湿、冻胀等有重要影响。的浸湿、冻胀等有重要影响。的浸湿、冻胀等有重要影响。的浸湿、冻胀等有重要影响。9第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成（二）粘土颗粒与水的相互作用（二）粘土颗粒与水的相互作用（二）粘土颗粒与水的相互作用（二）粘土颗粒与水的相互作用10第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成（三）土中气（三）土中气（三）土中气（三）土中气自由自由自由气体气体气体与大气连通，在外力作用下，气与大气连通，在外力作用下，气体极易排出，对土的性质影响不体极易排出，对土的性质影响不大。大。封闭封闭封闭气泡气泡气泡通常在细粒土中；可在外力作用下溶通常在细粒土中；可在外力作用下溶解于水中，外力卸除后，气体重新释解于水中，外力卸除后，气体重新释放，使得土弹性增加，透水性减小。放，使得土弹性增加，透水性减小。含气体的土为非饱和土，对含气体的土为非饱和土，对其研究已经成为土力学中一个重其研究已经成为土力学中一个重要的分支。要的分支。非饱和土非饱和土11第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成三、土的结构与构造三、土的结构与构造（一）土的结构（一）土的结构（一）土的结构（一）土的结构土粒的原位集合体特征，是由土粒单元的大小、形状、土粒的原位集合体特征，是由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。影影响响土的结构土的结构单粒结构单粒结构蜂窝结构蜂窝结构絮凝结构絮凝结构分分类类12第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成1.1.1.1.单粒结构单粒结构单粒结构单粒结构 -碎石土、砂土碎石土、砂土的结构的结构v特点：特点：由粗大颗粒在水由粗大颗粒在水或空气中下沉过程中或空气中下沉过程中形成的。土粒间存在形成的。土粒间存在点与点的接触，随着点与点的接触，随着它的形成条件的不同，它的形成条件的不同，可形成密实的或者松可形成密实的或者松散的状态。散的状态。松散松散松散松散密实密实密实密实v想一想想一想 松散的与紧密的哪一种适松散的与紧密的哪一种适合作为天然地基？合作为天然地基？WhyWhy？13第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成2.2.2.2.蜂窝结构蜂窝结构蜂窝结构蜂窝结构-细砂、粉粒土细砂、粉粒土的结构的结构v土粒下沉过程中，土粒下沉过程中，碰到碰到已沉积土粒时，由于接已沉积土粒时，由于接触点引力大于下沉土粒触点引力大于下沉土粒重量形成链环状单元，重量形成链环状单元，很多这样的链环状单元很多这样的链环状单元联接起来，便形成孔隙联接起来，便形成孔隙较大的蜂窝状结构。较大的蜂窝状结构。蜂窝结构蜂窝结构蜂窝结构蜂窝结构v此种结构具有大孔隙，但由于弓架作用和一定程度的此种结构具有大孔隙，但由于弓架作用和一定程度的粒间联结，可承受一般水平的静荷载。若承受大荷载粒间联结，可承受一般水平的静荷载。若承受大荷载或动荷载，结构将被破坏，可能导致严重地基沉降。或动荷载，结构将被破坏，可能导致严重地基沉降。14第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成3.3.3.3.絮状结构絮状结构絮状结构絮状结构-粘性土粘性土的结构（包括淤泥）的结构（包括淤泥）v微小的粘粒，重量极轻，靠其自重微小的粘粒，重量极轻，靠其自重在水中下沉，极为缓慢，土粒表面在水中下沉，极为缓慢，土粒表面常带有同号电荷，因而悬浮在水中常带有同号电荷，因而悬浮在水中作分子热运动，不能相互碰撞结成作分子热运动，不能相互碰撞结成粒团下沉。粒团下沉。v在悬液介质发生变化时，土表面的在悬液介质发生变化时，土表面的弱吸着水厚度减薄，运动着的粘粒弱吸着水厚度减薄，运动着的粘粒相互聚合，以相互聚合，以面对边面对边或者或者面对角面对角的的接触，并凝结成絮状物下沉。接触，并凝结成絮状物下沉。絮凝结构絮凝结构絮凝结构絮凝结构v一般不稳定，很小外力即可能结构破坏。一般不稳定，很小外力即可能结构破坏。15第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 1 1 1 1土土土土的的的的组组组组成成成成（二）土的构造（二）土的构造（二）土的构造（二）土的构造土的土的土的土的构造构造构造构造裂隙裂隙裂隙裂隙孔洞孔洞孔洞孔洞层理层理层理层理包裹物包裹物包裹物包裹物 -又称宏观结构又称宏观结构在同一土层中在同一土层中的物质成分和的物质成分和颗粒大小都相颗粒大小都相近的各部分之近的各部分之间的相互关系间的相互关系特征称为土的特征称为土的构造。构造。水平层理水平层理交错层理交错层理16第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类力学性质力学性质本教材未涉及本教材未涉及基本物理性质基本物理性质 3-2 3-2 土的物理性质指标土的物理性质指标 土的轻重、干湿、松密等等土的轻重、干湿、松密等等水理性质水理性质粘性土的稠度、塑性、胀缩性及各种透粘性土的稠度、塑性、胀缩性及各种透水性和毛细性等水性和毛细性等土的土的工工程程性性质质1718第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标气气水水土粒土粒mwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVvma=0土粒：土粒：solid水：水：water气：气：air；atmosphere 土的基本物理性质土的基本物理性质土的基本物理性质土的基本物理性质：由于固、液、气三相组成部分的由于固、液、气三相组成部分的由于固、液、气三相组成部分的由于固、液、气三相组成部分的相对比例关系相对比例关系相对比例关系相对比例关系不同所表现出来的不同所表现出来的不同所表现出来的不同所表现出来的物理状态物理状态物理状态物理状态。Vv=Vw+Va V=Vm+Vw+Vamsm=ms+mwV=Vv+Vs 19第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标一、指标的定义一、指标的定义一、指标的定义一、指标的定义（一）三项基本物理性质指标（一）三项基本物理性质指标（一）三项基本物理性质指标（一）三项基本物理性质指标1 1、土粒、土粒比重比重 Gs（或称相对密度（或称相对密度 ds）2 2、土的含水率、土的含水率 3 3、土的密度、土的密度 和容重和容重 20第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标土的三相图土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv1 1、土粒比重、土粒比重Gs定义：定义：土土粒粒质量与同体积质量与同体积44时时纯水的质量之比（无纯水的质量之比（无量纲量纲）s：土粒密度，土粒单位体积的重量（：土粒密度，土粒单位体积的重量（g/cmg/cm3 3)土的比重与土的孔隙性有关么？土的比重与土的孔隙性有关么？土粒比重测定方法土粒比重测定方法土粒比重测定方法土粒比重测定方法：比重瓶法比重瓶法比重瓶法比重瓶法与含水率有关么？与含水率有关么？那与什么有关？那与什么有关？土的矿物成分！土的矿物成分！21第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标土粒比重测定方法土粒比重测定方法：比重瓶法比重瓶法22第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标土的三相图土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVvThinkThinkThinkThink 土中水的质量与土粒土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示质量之比，以百分数表示 。测定方法：测定方法：测定方法：测定方法：通常用烘干法。通常用烘干法。通常用烘干法。通常用烘干法。2 2、土的含水率、土的含水率是否可大于是否可大于是否可大于是否可大于100%100%100%100%？YesYesYesYes！23第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标3 3、土的密度、土的密度 土的容重土的容重定义：定义：单单位体位体积积土的土的质质量量单单位：位：KN/m3表表达达式：式：测定方法：测定方法：测定方法：测定方法：环刀法环刀法环刀法环刀法土的三相图土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv单单位：位：g/cm3定义：定义：单单位体位体积积土的土的重量重量24第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标测定方法：测定方法：测定方法：测定方法：环刀法环刀法环刀法环刀法25第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标（二）特殊条件下土的密度指标（二）特殊条件下土的密度指标（二）特殊条件下土的密度指标（二）特殊条件下土的密度指标1 1、土的干密度、土的干密度d 和干容重和干容重d d2 2、土的饱和密度、土的饱和密度sat 和饱和容重和饱和容重satsat3 3、土的浮密度、土的浮密度 和浮容重和浮容重 26第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标土的三相图土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv1 1、土的干密度、土的干密度d 和干容重和干容重d d 定义：定义：定义：定义：单位体积内土单位体积内土固体固体颗粒颗粒的的质量或重量质量或重量 单单位：位：kN/m3单单位：位：g/cm327第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标2 2、土的饱和密度、土的饱和密度sat土的三相图土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv和饱和容重和饱和容重satsat 定义：定义：土中孔隙完全被水充满，土中孔隙完全被水充满，土处于土处于饱和状态饱和状态时单位体积时单位体积土的质量或重量土的质量或重量单单位：位：KN/m3单单位：位：g/cm328第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标3 3、土的浮密度、土的浮密度 和浮容重和浮容重 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv 定义：定义：定义：定义：地地下下水水位位以以下下，单单位位体体积积内内土土粒粒质质量量（重重量量）与与同同体体积积水水质质量量（重重量量）之差之差单单位：位：KN/m3单单位：位：g/cm3工程上常用：工程上常用：工程上常用：工程上常用：29天然密度天然密度干密度干密度饱和密度饱和密度天然容重天然容重干容重干容重饱和容重饱和容重浮容重浮容重第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标30第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标（三）描述土的孔隙性的指标（三）描述土的孔隙性的指标（三）描述土的孔隙性的指标（三）描述土的孔隙性的指标1 1、土的孔隙比、土的孔隙比 e2 2、土的孔隙率、土的孔隙率 n3 3、土的饱和度、土的饱和度 Sr31气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标1 1、土的孔隙比、土的孔隙比e e 和孔隙率和孔隙率 n以小数表示以小数表示百分数百分数 孔隙比与孔隙率只能反映土中总孔隙的大小，孔隙比与孔隙率只能反映土中总孔隙的大小，孔隙比与孔隙率只能反映土中总孔隙的大小，孔隙比与孔隙率只能反映土中总孔隙的大小，不能反映单个孔隙的大小不能反映单个孔隙的大小不能反映单个孔隙的大小不能反映单个孔隙的大小 e e e e 能否大于能否大于能否大于能否大于1 1 1 1？n n n n 能否大于能否大于能否大于能否大于100%100%100%100%？322 2、土的饱和度、土的饱和度 S Sr r第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVv S Sr r：0-100%0-100%土处于完全干燥状态：土处于完全干燥状态：土中孔隙完全充满水：土中孔隙完全充满水：根据根据S Sr r可将砂土的湿度分为三种状态：可将砂土的湿度分为三种状态：S Sr r50%50%，稍湿；，稍湿；50%50%S Sr r80%,80%,很湿；很湿；S Sr r80%80%即看作饱和土。即看作饱和土。S Sr r=0 0S Sr r=100%100%33三、指标的换算（灰常重要！要牢牢滴掌握！）三、指标的换算（灰常重要！要牢牢滴掌握！）三、指标的换算（灰常重要！要牢牢滴掌握！）三、指标的换算（灰常重要！要牢牢滴掌握！）第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 2 2 2 2土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质指指指指标标标标空气空气 Air水水 Water固体固体 Solidma=0mwmsm质量质量VaVwVs=1 Vv=eV=1+e体积体积单位！单位！单位！单位！34353.3 3.3 无粘性土的密实度无粘性土的密实度 what is what is 无粘性土？无粘性土？一般是指砂类土和碎石土。一般是指砂类土和碎石土。这两类土的物理状态主要决定于土的密实程度。这两类土的物理状态主要决定于土的密实程度。无粘性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天无粘性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天然地基；然地基；呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是饱和的呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是饱和的粉、细砂，稳定性很差，在震动荷载作用下，可能发粉、细砂，稳定性很差，在震动荷载作用下，可能发生液化。生液化。36第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 3 3 3 3无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度 定义：指单位体积中固体颗粒的含量。一、砂土的密实度一、砂土的密实度一、砂土的密实度一、砂土的密实度用什么指标来表示呢？用什么指标来表示呢？用什么指标来表示呢？用什么指标来表示呢？孔隙比？孔隙比？孔隙比？孔隙比？干密度？干密度？干密度？干密度？2.土颗粒含量少，土 特点：1.土颗粒含量多，土 密实松散37第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 3 3 3 3无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度e=0.35e=0.35所以：引入相对密实度所以：引入相对密实度所以：引入相对密实度所以：引入相对密实度D Dr re e？0.350.35D Dr r=0=0,最密实状态最密实状态最密实状态最密实状态最密实状态最密实状态最密实状态最密实状态D Dr r=1=1,e=e=e emaxmaxe=e=e eminmin万事万事万事万事OKOK了么？了么？了么？了么？NONO！WhyWhy？e e e e0.350.350.350.35土最疏松土最疏松土最疏松土最疏松土最密实土最密实土最密实土最密实再想想办法？再想想办法？再想想办法？再想想办法？38第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 3 3 3 3无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度 砂土根据原位测试结果划分密实度砂土根据原位测试结果划分密实度砂土根据原位测试结果划分密实度砂土根据原位测试结果划分密实度标准贯入实验标准贯入实验标准贯入实验标准贯入实验建筑地基基建筑地基基础设计规范范(GB50007-20GB50007-201111)39第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 3 3 3 3无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度40第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 3 3 3 3无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度41第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 3 3 3 3无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度 砂土根据原位测试结果划分密实度砂土根据原位测试结果划分密实度砂土根据原位测试结果划分密实度砂土根据原位测试结果划分密实度标准贯入实验标准贯入实验标准贯入实验标准贯入实验密实度密实度按按N 评定砂土密实度评定砂土密实度 松散松散稍密稍密中密中密密实密实N1010N1515N30N30建筑地基基建筑地基基础设计规范范(GB50007-20GB50007-201111)打入打入打入打入30cm30cm需要的击数越多，表明砂土越？需要的击数越多，表明砂土越？需要的击数越多，表明砂土越？需要的击数越多，表明砂土越？42第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 3 3 3 3无无无无粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的密密密密实实实实度度度度 碎石土根据原位测试结果划分密实度碎石土根据原位测试结果划分密实度碎石土根据原位测试结果划分密实度碎石土根据原位测试结果划分密实度碎石土：重型圆锥动力触探碎石土：重型圆锥动力触探碎石土：重型圆锥动力触探碎石土：重型圆锥动力触探密实度密实度按按N评定砂土密实度评定砂土密实度 按按N63.5评定碎石土密实度评定碎石土密实度 松散松散稍密稍密中密中密密实密实N10N63.5510N155N63.51015N3010N63.520N30N63.520建筑地基基建筑地基基础设计规范范(GB50007-2002)GB50007-2002)433.4 3.4 粘性土的密实度粘性土的密实度443.4 3.4 粘性土的密实度粘性土的密实度45第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质一、粘性土的可塑性及界限含水量一、粘性土的可塑性及界限含水量一、粘性土的可塑性及界限含水量一、粘性土的可塑性及界限含水量对同一种土：随其含水率的不同，分别处于不同对同一种土：随其含水率的不同，分别处于不同对同一种土：随其含水率的不同，分别处于不同对同一种土：随其含水率的不同，分别处于不同的状态。的状态。的状态。的状态。固态、半固态、可塑状态、流动状态固态、半固态、可塑状态、流动状态固态、半固态、可塑状态、流动状态固态、半固态、可塑状态、流动状态0 0固态固态 半固态半固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态 塑限塑限液限液限土从一种状态进入到另一种状态的分界含水率我土从一种状态进入到另一种状态的分界含水率我土从一种状态进入到另一种状态的分界含水率我土从一种状态进入到另一种状态的分界含水率我们称之为们称之为们称之为们称之为特征含水率特征含水率特征含水率特征含水率，也叫，也叫，也叫，也叫界限含水率界限含水率界限含水率界限含水率、稠度界稠度界稠度界稠度界限限限限。缩限缩限特征含水率（稠度界限）特征含水率（稠度界限）特征含水率（稠度界限）特征含水率（稠度界限）少少-多多46第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质液限（液限（液限（液限（L L L L）：）：）：）：粘性土由粘性土由粘性土由粘性土由可塑状态可塑状态可塑状态可塑状态转到转到转到转到流动状态流动状态流动状态流动状态的界限含水率。的界限含水率。的界限含水率。的界限含水率。塑限（塑限（塑限（塑限（P P P P）：）：）：）：土由土由土由土由半固态半固态半固态半固态转到转到转到转到可塑状态可塑状态可塑状态可塑状态的界限含水率。的界限含水率。的界限含水率。的界限含水率。可塑状态：可塑状态：可塑状态：可塑状态：是指当粘性土在某含水率范围内，可用外力塑是指当粘性土在某含水率范围内，可用外力塑是指当粘性土在某含水率范围内，可用外力塑是指当粘性土在某含水率范围内，可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保持既得的形状，土的这种性能叫做可塑性。持既得的形状，土的这种性能叫做可塑性。持既得的形状，土的这种性能叫做可塑性。持既得的形状，土的这种性能叫做可塑性。47第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质现在一般采用现在一般采用现在一般采用现在一般采用联合法联合法联合法联合法同时测定液塑限。同时测定液塑限。同时测定液塑限。同时测定液塑限。48第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪下沉深度为下沉深度为1717mmmm所对应的含水率为液限所对应的含水率为液限;下沉深度为下沉深度为2 2mmmm处所对应的含水率为塑限处所对应的含水率为塑限 49第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质二、粘性土的塑性指数二、粘性土的塑性指数二、粘性土的塑性指数二、粘性土的塑性指数 I Ip p 和液性指数和液性指数和液性指数和液性指数 I IL L 用去掉百分号的绝对值表示用去掉百分号的绝对值表示用去掉百分号的绝对值表示用去掉百分号的绝对值表示。工程上常将工程上常将工程上常将工程上常将 I Ip p 用作细粒土工程分类的依据。用作细粒土工程分类的依据。用作细粒土工程分类的依据。用作细粒土工程分类的依据。那么用那么用那么用那么用 I Ip p 用作细粒土工程分类的依据有什么用作细粒土工程分类的依据有什么用作细粒土工程分类的依据有什么用作细粒土工程分类的依据有什么优点呢？优点呢？优点呢？优点呢？-颗粒、矿物、高价阳离子。颗粒、矿物、高价阳离子。颗粒、矿物、高价阳离子。颗粒、矿物、高价阳离子。1 1、塑性指数、塑性指数I Ip p 可见，可见，可见，可见，I Ip p 越大，土处于可塑状态的越大，土处于可塑状态的越大，土处于可塑状态的越大，土处于可塑状态的含水率含水率含水率含水率范围也越大。范围也越大。范围也越大。范围也越大。结合水！结合水！结合水！结合水！什么水？什么水？什么水？什么水？粘性！粘性！粘性！粘性！在一定程度上，塑性指数综合反映了影响粘在一定程度上，塑性指数综合反映了影响粘在一定程度上，塑性指数综合反映了影响粘在一定程度上，塑性指数综合反映了影响粘性土及其组成的基本特性。性土及其组成的基本特性。性土及其组成的基本特性。性土及其组成的基本特性。50第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质2 2、液性指数、液性指数I IL L 0 0固态固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态 塑限塑限 P P液限液限 L L半固态半固态缩限缩限 用小数表示用小数表示用小数表示用小数表示 -pL-p状态状态液性指数液性指数坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑I IL L000 0I IL L0.250.250.250.25I IL L0.750.750.750.75I IL L11I IL L1 1粘性土按液性指数划分的状态粘性土按液性指数划分的状态51第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质 液限和塑限都是采用液限和塑限都是采用重塑土重塑土测定的，仅仅是天测定的，仅仅是天然结构完全破坏的然结构完全破坏的重塑土重塑土的物理状态界限含水量。的物理状态界限含水量。它们反映粘土颗粒与水的相互作用，但不能完它们反映粘土颗粒与水的相互作用，但不能完全反映具有结构性的粘性土与水的关系，以及作用全反映具有结构性的粘性土与水的关系，以及作用后表现出的物理状态。后表现出的物理状态。因此，保持天然结构的原状土，在其含水量达因此，保持天然结构的原状土，在其含水量达到液限以后，并不处于流动状态。当然，一旦土的到液限以后，并不处于流动状态。当然，一旦土的这种结构性被破坏，土体则呈现流动状态。这种结构性被破坏，土体则呈现流动状态。注意！注意！52第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质三、粘性土的结构性和触变性三、粘性土的结构性和触变性粘性土的结构性粘性土的结构性粘性土的结构性粘性土的结构性 是指天然土的结构受到扰动影响而改变的特性。是指天然土的结构受到扰动影响而改变的特性。是指天然土的结构受到扰动影响而改变的特性。是指天然土的结构受到扰动影响而改变的特性。原状土原状土原状土原状土受外来因素影响、扰动受外来因素影响、扰动 土粒间胶结物、土粒、土粒间胶结物、土粒、离子、水分子平衡体系离子、水分子平衡体系破坏破坏土的强度降低、压缩性增大土的强度降低、压缩性增大 用用灵灵敏度表示敏度表示53第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质土的土的土的土的灵灵灵灵敏度：敏度：敏度：敏度：原原原原状状状状土的强度土的强度土的强度土的强度与与与与同一土同一土同一土同一土经经重塑后的重塑后的重塑后的重塑后的强度强度强度强度之比之比之比之比S St t1-21-22-42-4 4 4粘性土粘性土低灵敏低灵敏中等灵敏中等灵敏高灵敏高灵敏 土的灵敏度越高，受到扰动后强度降低的越。？土的灵敏度越高，受到扰动后强度降低的越。？土的灵敏度越高，受到扰动后强度降低的越。？土的灵敏度越高，受到扰动后强度降低的越。？工程应用：工程应用：工程应用：工程应用：保护基槽，以免破坏其结构，降低地基强度保护基槽，以免破坏其结构，降低地基强度保护基槽，以免破坏其结构，降低地基强度保护基槽，以免破坏其结构，降低地基强度。实际工程中一般采用十字板原实际工程中一般采用十字板原实际工程中一般采用十字板原实际工程中一般采用十字板原位测试方法测定土的灵敏度位测试方法测定土的灵敏度位测试方法测定土的灵敏度位测试方法测定土的灵敏度对对于于于于饱饱和土：用无和土：用无和土：用无和土：用无侧侧限抗限抗限抗限抗压压强度强度强度强度54第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 4 4 4 4粘粘粘粘性性性性土土土土的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质饱和饱和饱和饱和粘性土的触变性粘性土的触变性粘性土的触变性粘性土的触变性 饱和粘性土的结构受到扰动会导致强度饱和粘性土的结构受到扰动会导致强度饱和粘性土的结构受到扰动会导致强度饱和粘性土的结构受到扰动会导致强度降低降低降低降低；但；但；但；但当扰动停止后，土的强度又会随着时间的渐增而当扰动停止后，土的强度又会随着时间的渐增而当扰动停止后，土的强度又会随着时间的渐增而当扰动停止后，土的强度又会随着时间的渐增而（部分）（部分）（部分）（部分）恢复恢复恢复恢复的特征，就叫做饱和粘性土的的特征，就叫做饱和粘性土的的特征，就叫做饱和粘性土的的特征，就叫做饱和粘性土的触变触变触变触变性性性性。究其原因是因为土体中土颗粒、离子和水分子体究其原因是因为土体中土颗粒、离子和水分子体究其原因是因为土体中土颗粒、离子和水分子体究其原因是因为土体中土颗粒、离子和水分子体系随时间而逐渐趋于新的平衡状态。系随时间而逐渐趋于新的平衡状态。系随时间而逐渐趋于新的平衡状态。系随时间而逐渐趋于新的平衡状态。工程应用：工程应用：工程应用：工程应用：桩基施工。桩基施工。桩基施工。桩基施工。5556第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 5 5 5 5 土土土土的的的的工工工工程程程程分分分分类类类类自然界中土类众多，工程性质各异。为便于研究，自然界中土类众多，工程性质各异。为便于研究，自然界中土类众多，工程性质各异。为便于研究，自然界中土类众多，工程性质各异。为便于研究，需要对其主要特征进行分类。需要对其主要特征进行分类。需要对其主要特征进行分类。需要对其主要特征进行分类。定名分类方法各异，国内国外皆如此。定名分类方法各异，国内国外皆如此。定名分类方法各异，国内国外皆如此。定名分类方法各异，国内国外皆如此。本教材中介绍的分类为建筑地基基础设计本教材中介绍的分类为建筑地基基础设计本教材中介绍的分类为建筑地基基础设计本教材中介绍的分类为建筑地基基础设计规范（规范（规范（规范（GB50007-20GB50007-201111）中所规定的分类）中所规定的分类）中所规定的分类）中所规定的分类方法。方法。方法。方法。任务是根据分类用途和岩土的各种性质的差异将任务是根据分类用途和岩土的各种性质的差异将任务是根据分类用途和岩土的各种性质的差异将任务是根据分类用途和岩土的各种性质的差异将其划分为一定的类别。其划分为一定的类别。其划分为一定的类别。其划分为一定的类别。根据分类名称，可以大致判断土的工程特性、评根据分类名称，可以大致判断土的工程特性、评根据分类名称，可以大致判断土的工程特性、评根据分类名称，可以大致判断土的工程特性、评价土作为建筑材料的适宜性以及综合其他指标来价土作为建筑材料的适宜性以及综合其他指标来价土作为建筑材料的适宜性以及综合其他指标来价土作为建筑材料的适宜性以及综合其他指标来确定地基的承载力等。确定地基的承载力等。确定地基的承载力等。确定地基的承载力等。57第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 5 5 5 5 土土土土的的的的工工工工程程程程分分分分类类类类六大类：岩石、六大类：岩石、六大类：岩石、六大类：岩石、碎石土碎石土碎石土碎石土、砂土砂土砂土砂土、粉土粉土粉土粉土、粘粘粘粘性土性土性土性土和人工填土。和人工填土。和人工填土。和人工填土。还有特殊土：还有特殊土：还有特殊土：还有特殊土：湿陷性土、红粘土、淤泥和淤泥湿陷性土、红粘土、淤泥和淤泥湿陷性土、红粘土、淤泥和淤泥湿陷性土、红粘土、淤泥和淤泥质土、人工填土、冻土、膨胀土、黄土等。质土、人工填土、冻土、膨胀土、黄土等。质土、人工填土、冻土、膨胀土、黄土等。质土、人工填土、冻土、膨胀土、黄土等。5859本章本章Game Over60第三章第三章 土的物理性质与工程分类土的物理性质与工程分类3333 5 5 5 5 土土土土的的的的工工工工程程程程分分分分类类类类作业：作业：作业：作业：习题：习题：习题：习题：3-1 3-1、3-23-2、3-33-3、3-43-4、3-53-5、3-63-661