基礎工程第二章第2章土的物理性質及

分類第1節(jié)概述第2節(jié)土的組成第3節(jié)土的三相比例指標第4節(jié)無粘性土的密實度第5節(jié)粘性土的物理特征第6節(jié)土的滲透性第7節(jié)地基土（巖）的分類第1節(jié)概述土是巖石風化的產(chǎn)物。風化作用物理作用：巖石產(chǎn)生量的變化化學作用生物作用巖石產(chǎn)生質的變化土是三相體。土液相（水）氣相（氣）固相（土顆粒）土殘積土運積土風成沉積土水成沉積土冰川沉積土飽和土中的孔隙均被水所充填，所以飽和土為二相體。第2節(jié)土的組成一、土的固相（一）土的顆粒級配按土顆粒粒徑（d）大小將土顆粒分組，稱為粒組。劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。巨粒：>60mm粗粒：0.075~60mm細粒：≤0.075mm土的粒組土顆粒的大小及其組成情況，通常以土中土顆粒各個粒組的相對含量（各粒組占土?？偭康陌俜謹?shù)）來表示，稱為土的顆粒級配。

土的顆粒級配可由土的顆粒大小分析試驗（簡稱顆分試驗）測定。篩析法密度計法d<0.075mm移液管法d>0.075mm顆分試驗根據(jù)顆粒大小分析試驗結果，可以繪制顆粒級配累積曲線（橫坐標為粒徑，用對數(shù)坐標表示；縱坐標為小于某粒徑的土重含量，用常數(shù)坐標表示）。顆粒級配曲線的坡度可以大致反映土的均勻程度。曲線陡，表示粒徑大小相差不多，土顆粒比較均勻；曲線緩，表示粒徑大小相差懸殊，土顆粒不均勻，級配良好。

幾個特殊粒徑：d10,d30

,d60小于某粒徑的土顆粒質量累積百分數(shù)為10%時，相應的粒徑稱為有效粒徑d10。與之類似可以得到d30和d60（限定粒徑）。

土顆粒的級配指標：

不均勻系數(shù)Cu=d60/d10

曲率系數(shù)Cc=(d30)2/(d60×d10)

Cu反映大小不同粒組的分布情況。

Cu越大，表示土顆粒大小的分布范圍越大，其級配良好。

Cc描寫累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。在一般情況下，Cu<5，均粒土，為級配不良>10，級配良好Cu≥5Cc=1~3級配良好礫類土或砂類土

單獨用Cu來確定土的級配情況是不夠的，需同時參考Cc。（二）土粒的礦物成分

礦物成分對土的性質有著重要影響，其中以細粒組的礦物成分最為重要。

原生礦物：包括石英、長石和云母等。為巖石物理風化的產(chǎn)物，化學性質穩(wěn)定或較為穩(wěn)定。

次生礦物：為原生礦物化學風化的產(chǎn)物。土顆粒的礦物成分原生礦物次生礦物次生礦物主要是粘土礦物。由于晶片結合的情況不同，便形成了具有不同性質的各種粘土礦物，主要有蒙脫石、伊里石和高嶺石。硅氧四面體硅氧晶片鋁氫氧八面體鋁氫氧晶片的基本單元粘土礦物結構蒙脫石：親水性強（吸水膨脹、脫水收縮）伊里石：親水性中等高嶺石：親水性差二、土的液相

土中水結合水自由水強結合水弱結合水重力水毛細水

土的含水量試驗所測定的為土中的自由水和弱結合水。三、土的氣相

土孔隙中未被水所占據(jù)的部位由氣體充填。

土中的氣體若與大氣相通，則對土的力學性質影響不大;若與大氣隔絕，使土的壓縮性提高，透水性減小。四、土的結構和構造土的結構是指由土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結關系等因素形成的綜合特征。土的結構絮狀結構：d<0.005mm（粘粒在海水中）蜂窩結構：d=0.005~0.075mm（粉粒）單粒結構：d>0.075mm分散結構：d<0.005mm（粘粒在淡水中）緊密疏松第3節(jié)土的三相比例指標土的三相比例指標定量反映了土的三相的組成情況，有助于理解土的基本物理性質。土液相（水）氣相（氣）固相（土顆粒）土是三相體。為了對土的基本物理性質有所了解，需要對土的三相的組成情況進行定量研究。表示土的三相組成比例關系的指標，稱為土的三相比例指標，包括土粒比重ds、含水量w、密度ρ、孔隙比e、孔隙率n和飽和度Sr。

土粒比重ds：土粒質量與同體積的4℃時純水的質量之比。在數(shù)值上等于土粒密度，但無量綱。在試驗室用“比重瓶法”測定，一般土粒比重的變化幅度不大。土的含水量w：土中水的質量與土粒質量之比。在試驗室一般用“烘干法”測定。一般來說，同一類土，當含水量增大時，其強度就降低。土的密度干密度飽和密度有效密度干重度飽和重度有效重度土的密度ρ：土單位體積的質量。在試驗室一般用“環(huán)刀法”測定。土的孔梅隙比e：土中孔詳隙體積與土粒療體積之體比?？商K以用來迅評價天然土捐層的密祖實程度賠。土的孔弄隙率n：土中孔素隙體積術與土體耳總體積泳之比。土的飽和案度Sr：土中被釘水充滿催的孔隙腿體積與帶孔隙總犁體積之據(jù)比。第4節(jié)頌無粘性壞土的密實牢度無粘性土佛的密實度死與其工程影性質有著賤密切的關綁系。呈密肆實狀態(tài)時朱，為良好聚地基；呈體疏松狀態(tài)搬時，為不屠良地基。無粘性土奸的最小孔窮隙比emin：處于最窄緊密狀遵態(tài)的孔月隙比。揀在試驗吊室可用“振擊法”測定。無粘性愁土的最儀大孔隙穗比emax：處于最疏益松狀態(tài)的鐮孔隙比。灰在試驗室放可用“漏斗法”或“量筒法”測定。無粘性桂土的相全對密實句度Dr：無粘性藏土的最斜大孔隙竊比與天召然孔隙伐比之差減和最大泄孔隙比慚與最小震孔隙比巨之差的燥比值。Dr=(emax-e)/(emax-emin)相對密語實度的裁值介于0~1之間，嫂值越大泥，表示島越密實特。第5節(jié)零粘辭性土的勉物理特緊征一、粘性斬土的界限蠟含水量同一種骨粘性土蘭隨著含舒水量的淡不同，揪可分別塑處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀晝態(tài)和流動狀暴態(tài)。粘性土驢由一種狀崗態(tài)轉到另圖一種狀態(tài)箱的分界含政水量，稱它為界限含水扁量。0固態(tài)半固態(tài)可塑狀衫態(tài)流動狀態(tài)縮限ws塑限wp液限wlw液限儀錐式液增限儀碟式液挑限儀塑限：搓條機法液限塑限液限：液塑限聯(lián)合測培定儀橫坐標懷：土樣血含水量縱坐標界：圓錐抖入土深鞏度二、粘性租土的塑性鉤指數(shù)和液撒性指數(shù)塑性指數(shù)Ip為液限和扔塑限的差值，表示良土處于可游塑狀態(tài)的該含水量變恩化范圍。塑性指數(shù)根在一定程耽度上綜合常反映了影外響粘性土苦特征的各鍋種重要因渾素(土的腿顆粒組成偏，土的礦途物成分以編及土中水挺的離子成泊分和濃度間等)。液性指患數(shù)Il為粘性土漏的天然含堅水量和塑佛限的差值畢與塑性指眨數(shù)的比值眉。液性指匯數(shù)可以崇表示粘烏性土所處的琴軟硬狀清態(tài)。液殲性指數(shù)往的值越大，修表示土質宮越軟。三、粘性祖土的靈敏支度和觸變敲性土的靈舊敏度：原狀塊土的強嗚度與同蜘一土經(jīng)竊重塑（井含水量挺不變，壺土的結姻構被徹智底破壞基）后的字強度之別比。土的靈敏則度越高，輛其結構性造越強，受宿擾動后土倒的強度降稈低就越多籌。施工中瞞要盡量減跟少對土結故構的擾動目。土的觸變需性：粘性土溜的結構遭到破申壞，其劉強度就所會降低癢，但隨著時質間發(fā)展宋土體的攔強度會偷逐漸恢氏復，這件種膠體碌化學性后質稱為腥土的觸慘變性。第6節(jié)欣土的滲歐透性土的滲日透性：水流通扶過土中孔朗隙難易程嘉度的土體鉤性質。達西定換律：土中滲關流速度v與水力芬梯度i之間呈線亡性比例關被系（比例村常數(shù)k稱為滲日透系數(shù)脅）。公泡式表示癥為：v=ki在砂性抵土中水碰的流動拆滿足達妖西定律載。在粘性祥土中只廈有當水豬頭梯度超過起再始梯度拳（臨界紫梯度，混梯度閾值）才臉開始發(fā)生顯滲流。第7節(jié)至地基土睛（巖）劉的分類一、巖徑石的工坑程分類（一）垃巖石按亡堅硬程勤度分類1.硬質渾巖石（qu≥30MP火a）2.軟質浙巖石（qu<30M倉Pa）（二）黃巖石的灑風化程賀度1.微風倡化2.中等怨風化3.強風聚化二、土瘡的工程略分類一般土粗粒土細粒土礫類土：2~60蛙mm砂類土濱：0.0反75~耐2mm粉土：<0.0皺75mm粘土：<0.候075虜mm巨粒土沾：>60m攤m特殊土：莫軟土、黃濟土、膨脹列土等工程用土土按有機算質含量（Wu）的分類土無機土：Wu<5%有機質土貸：10%掩≥Wu≥5%泥炭質烈土：60%≥Wu>10授%泥炭：Wu>6夾0%注：有泳機質含圈量Wu按燒失拜量試驗擇確定。【引自中華人聚民共和炎國國家進標準《喪巖土工經(jīng)程勘察嘩規(guī)范》腥（GB5校0021觸-94）】軟土：爆指在靜狠水或非管常緩慢的流水環(huán)芒境中沉積笑，經(jīng)生物孫化學作用下形疑成的軟弱飾土。物理力學義特性軟土脊的天然孔隙苗比大：e>1天然含水飄量高：w≥wl壓縮系數(shù)消高滲透系數(shù)菊小抗剪強涼度低靈敏度若高淤泥：e≥1.5淤泥質從土：1.5增>e≥1.策0軟土三、細戶粒土按泡塑性圖界分類粗、細寶粒組的糞分界粒量徑：0.0袖75m批m。土粗粒土：按顆粒鋸大小及稿級配分雹類細粒土：按塑性悲圖分類土的塑性封指數(shù)雖然蹤蝶是劃分細剃粒土的良兼好指標，旨但是塑性引指數(shù)反映大的只是一孕個相對的召含水量范鏈圍，具有登相同的塑緞性指數(shù)，鞏液、塑限哲卻可能完熄全不同，餃土性也可姿能很不相霉同。細粒土鎮(zhèn)的科學宗合理的陣分類，哄應綜合考慮塑性國指數(shù)和液桑限（或塑煎限）。0IpwlⅢⅠMLMHCHCL40Ⅰ:Ip=0.6仇3(wl-20)Ⅱ:Ip=10Ⅲ:wl=40機%Ⅱ有機質忌土可在鍛相應的俊土類代號之對后綴以宮代號O申，如C日HO，MHO屋等。《土的哈分類標蘿準》：1.粗粒土（試樣攻中粗粒贊組質量接≥總質趕量的5息0%）朋；2.細粒土（試樣中扔細粒組質們量≥總質崖量的50雜%）；3.含粗粒的貨細粒土（試樣抹中粗粒津組質量妹為總質奧量的2檔5~5布0%）炸。關于幾屑個問題冤的討論1.“含水量”的名稱：一個指標聲的名稱應嫩能準確地帽反映其所澡表示的內(nèi)款容和意義朋。用中國撕傳統(tǒng)的詞枕語習慣，“量”應為一量承詞，是有大量綱（或猾單位）的另，如“質量”（單位為g或kg）、“重量”（單位為N或kN）等。而從“含水量”的定義臂看，它泄是兩個夸質量之筑比，是吳無量綱針的。所以從視名稱的軌科學化染、規(guī)范化的角坑度，從茄不至于筑造成混律淆、便于理解楊的意義上叫，本人認捆為“含水谷量”的名稱需更宅改?，F(xiàn)有學者恒將含水量場改稱為“含水率”，從無俯量綱上與育定義是符亡合了，但忽本人認為站似乎還不礙確切，因閉為“率”箭一般反映河某相關部曠分占整體工的比例（蜘與時間有令關的名詞局排除在外佛，如速率懲），如“凡升學率”極、“效率沸”、“孔檔隙率”等猜；而“含昨水量”的貼定義卻是跡整體中部饞分與部分執(zhí)的比值，遼所以稱“詢含水率”似也不妥腿，建議稱料為“含水比”或“水比”?！八郾取彼聘屎靡恍K亦可與體“孔隙外比”相偶比照。2.“晝液性指貓數(shù)”的波名稱：“塑性指扛數(shù)”為兩個畝含水量（株液限和塑庸限）之差幅，而“液性指數(shù)”卻為兩饒個含水量途之差的比凝值，完全疤不同的概襯念名稱卻敬都用“指數(shù)”的稱穗謂，似踢欠妥，昆不便于摩理解。卸可否改擋為“相對可塑瞎度”，與竄“液性工指數(shù)”肯的定義總相符，輸也可與型無粘性繩土的“相對密喜實度”相比照問。3.有擊機質含隔量與燒廉失量：現(xiàn)行的中忘華人民共懷和國國家標準彎《巖土工共程勘察規(guī)葡范》（GB5中0021戲-94）在按格“有機質含始量”對土進文行分類時慨注明“有機質淚含量Wu按燒失量混試驗確定”。《中國國足家標準匯好編》（GB7薯876-弄87）中是這聚樣定義“燒失量”的：燒失量不擔包括吸濕繳水，僅包款括有機質籌和水合水碎，石灰性士土壤中還朽包括二氧陣化碳。由燒失量京的定義可仔知：有機質含量公高，燒失鼻量就高；賣燒失量高，邀有機質含夠量卻并不前一定高。討也就是說精，燒失量隆的高低通并不一敵定能準室確地反唐映土中菜的有機胖質含量轉水平。因此貴，燒失量窮與有機粉質含量饑是兩個氧不能相捕等同的廟概念，匯二者之染間既有資聯(lián)系又菠存在著仙區(qū)別。而現(xiàn)行維的規(guī)范烏卻把兩電個不同大的概念活混同了耳。由此可說見，以與有協(xié)機質含坡量不同概念