第二章土的性質(zhì)土的物質(zhì)組成固態(tài)礦物顆?？紫吨械乃紫吨械臍怏w土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響土體次要作用土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土顆粒的大小粒度：土顆粒的大?。ê偷V物成分等因素有關(guān)）粒徑：和土顆粒體積相等的球體的直徑。粒組：將大小相近的土顆粒的粒徑合并成組，稱(chēng)為粒組土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)問(wèn)題：以下兩種土，哪種土的工程地質(zhì)特性較好？A、粒徑基本一樣的土B、粒徑有大有小的土土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)級(jí)配：土樣中各粒組的干土質(zhì)量占土顆?？傎|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)土的名稱(chēng)粒組的含量礫砂粒徑>2mm顆粒含量占全重25%~50%粗砂粒徑>0.5mm顆粒含量超過(guò)全重50%中砂粒徑>0.25mm顆粒含量超過(guò)全重50%粉砂粒徑>0.075mm顆粒含量超過(guò)全重50%建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)砂土的劃分土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)測(cè)定級(jí)配的試驗(yàn)方法篩分法：適用于粒徑大于0.075mm粗粒組。沉降分析法：適用于粒徑小于等于0.075mm細(xì)粒組。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)7篩分法用一套孔徑不同的篩子，按從上至下篩孔逐漸減小放置。將事先稱(chēng)過(guò)質(zhì)量的烘干土樣過(guò)篩，稱(chēng)出留在各篩上的土質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)8沉降分析法：土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)d10—小于某粒徑的土顆粒的質(zhì)量占土樣總質(zhì)量的10%，該粒徑稱(chēng)為d10或有效粒徑。例：全班有70人，按成績(jī)排名次，那么類(lèi)比于土力學(xué)中的有效粒徑，全班名次的d10，應(yīng)該是（）A、第8名B、第7名C、第63名D、第62名土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)d30—小于某粒徑的土顆粒的質(zhì)量占土樣總質(zhì)量的30%，該粒徑稱(chēng)為d30或連續(xù)粒徑。d60—小于某粒徑的土顆粒的質(zhì)量占土樣總質(zhì)量的60%，該粒徑稱(chēng)為d60或限制粒徑。例：某組有10人，按成績(jī)排名次，那么類(lèi)比于土力學(xué)中的連續(xù)粒徑和限制粒徑，全組名次的d30，應(yīng)該是（）全組名次的d60，應(yīng)該是（）土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)工程中衡量級(jí)配的指標(biāo)不均勻系數(shù)：曲率系數(shù)：Cu反映了土的粒徑變化范圍的大小，Cu越大粒徑變化范圍越大，累計(jì)曲線(xiàn)越平緩。Cc反映了介于d60與d10之間的中間粒徑的含量情況，Cc越大累計(jì)曲線(xiàn)的曲率越大。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)工程中若能同時(shí)滿(mǎn)足：Cu≥5，且1≤Cc≤3的土，屬于級(jí)配良好的土。例：確定a、b兩種土級(jí)配的好壞土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】下圖為某三種砂土A、B的顆粒級(jí)配曲線(xiàn),試按《地基規(guī)范》分類(lèi)法確定三種土的名稱(chēng)

圖見(jiàn)下頁(yè)土的名稱(chēng)粒組的含量礫砂粒徑>2mm顆粒含量占全重25%~50%粗砂粒徑>0.5mm顆粒含量超過(guò)全重50%中砂粒徑>0.25mm顆粒含量超過(guò)全重50%粉砂粒徑>0.075mm顆粒含量超過(guò)全重50%土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)A土:從A土級(jí)配曲線(xiàn)查得,粒徑小于2mm的占總土質(zhì)量的67%，粒徑大于2mm的占總土質(zhì)量的33%,滿(mǎn)足粒徑大于2mm占總土質(zhì)量25%～50%的要求,故此土應(yīng)命名為礫砂土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)B土:粒徑小于0.075mm占總土質(zhì)量的42%,粒徑大于0.075mm占總質(zhì)量的58%此土應(yīng)命名為粉砂土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土中的礦物原生礦物次生礦物在巖石風(fēng)化過(guò)程中，發(fā)生物理變化保持了母巖的礦物成分和晶體結(jié)構(gòu)如：石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石等在巖石風(fēng)化過(guò)程中，發(fā)生化學(xué)變化，而進(jìn)一步形成的產(chǎn)物土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)次生礦物的主要代表是黏土礦物黏土礦物高嶺石：親水性差蒙脫石：親水性強(qiáng)，是鉆孔用泥漿的主要成分。伊利石：親水性適中土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土中的水結(jié)合水非結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水重力水毛細(xì)水試驗(yàn)可測(cè)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)結(jié)合水：受分子引力、靜電引力吸附于土顆粒表面的水?！p電層理論黏土顆粒帶負(fù)電

強(qiáng)結(jié)合水，靠近土粒表面，和土粒表面的黏結(jié)很牢固，接近于固體

弱結(jié)合水，距離土顆粒表面較遠(yuǎn)，電分子力對(duì)他作用較小，弱結(jié)合水的存在使土具有塑性、黏性并影響土的壓縮性和強(qiáng)度土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)毛細(xì)水：水會(huì)因?yàn)槊?xì)力作用，沿著土顆粒之間形成的縫隙移動(dòng)。毛細(xì)水上升對(duì)地基、基礎(chǔ)的影響見(jiàn)課本P11土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土中的氣體封閉氣體游離氣體會(huì)降低土的透水性和使土不易壓實(shí)，在長(zhǎng)期壓力作用下會(huì)有很大的內(nèi)壓力，會(huì)沖破土層造成意外沉陷和大氣相通，在受力時(shí)，氣體能很快從孔隙中逸出，一般不影響土的性質(zhì)。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的物質(zhì)組成固態(tài)礦物顆?？紫吨械乃紫吨械臍怏wWaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm三相比例示意圖土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的基本物理指標(biāo)土的密度：?jiǎn)挝惑w積土的質(zhì)量土顆粒的相對(duì)密度：土顆粒在溫度為105~110℃時(shí)烘至恒量的質(zhì)量和同體積4℃的純水質(zhì)量之比含水量：土中水的質(zhì)量和土顆粒的質(zhì)量之比土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的密度(density)土的容重(重度)γ=ρg用于計(jì)算土的自重應(yīng)力單位:kg/m3

或g/cm3單位:kN/m3

一般范圍:1.60—2.20g/cm3定義:土單位體積的質(zhì)量表達(dá)式:WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土粒相對(duì)密度土粒比重一般范圍:見(jiàn)課本P14土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度定義:土的質(zhì)量與同體積4℃時(shí)純水的質(zhì)量之比（無(wú)量綱）表達(dá)式:土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的含水量定義:土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比,用百分?jǐn)?shù)表示含水量能否超過(guò)超過(guò)100％？表達(dá)式:WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)飽和密度ρsat與飽和容重γsat

定義：土中孔隙完全被水充滿(mǎn)，土處于飽和狀態(tài)時(shí)單位體積土的質(zhì)量或重量WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)定義：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)土粒質(zhì)量與同體積水質(zhì)量之差浮密度與浮容重

土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)WaterSoilVwVsVmwmsm【例】某飽和土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為100cm3，飽和土質(zhì)量為187g，烘干后干土質(zhì)量為167g。求該土樣的含水量ω、密度ρ、重度

、土粒相對(duì)密度ds,飽和密度ρsat，浮密度土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】某飽和土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為100cm3，飽和土質(zhì)量為187g，烘干后干土質(zhì)量為167g。求該土樣的含水量ω、密度ρ、重度

、土粒相對(duì)密度ds,飽和密度ρsat，浮密度WaterSoilVwVsVmwmsm土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】某飽和土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為100cm3，飽和土質(zhì)量為187g，烘干后干土質(zhì)量為167g。求該土樣的含水量ω、密度ρ、重度

、土粒相對(duì)密度ds,飽和密度ρsat，浮密度WaterSoilVwVsVmwmsm飽和密度：土飽和時(shí)的密度土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【思考】某非飽和土樣經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得體積為100cm3，飽和土質(zhì)量為187g，烘干后干土質(zhì)量為167g。求該土樣的含水量ω、密度ρ、重度

、土粒相對(duì)密度ds,飽和密度ρsat土顆粒水空氣土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)干密度ρd定義：土中空隙完全被空氣充滿(mǎn)時(shí)的密度土的干密度是評(píng)價(jià)土密實(shí)程度的指標(biāo)，干密度重越大表明土越密實(shí)，反之越疏松。常用它來(lái)控制填土工程的施工質(zhì)量。

土的干密度是不是就是烘干以后土的密度？干密度是不是在數(shù)值上和土顆粒的相對(duì)密度相等？土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】推導(dǎo)公式：WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】已知某土樣的體積為1000cm3，測(cè)得濕土質(zhì)量為1.95kg，取質(zhì)量為17.48g的濕土，烘干后質(zhì)量為15.03g，計(jì)算含水量和干密度。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土中的孔隙含量指標(biāo)孔隙比：孔隙率：WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm【例】推導(dǎo)公式：土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)飽和度→表示土中含水程度的指標(biāo)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)無(wú)黏性土的密實(shí)度指標(biāo)孔隙比：

孔隙比越大說(shuō)明土越松散相對(duì)密實(shí)度：相對(duì)密實(shí)度越大說(shuō)明土越密實(shí)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)：越大說(shuō)明土越密實(shí)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)孔隙比：

孔隙比越大說(shuō)明土越松散但孔隙比不能反映級(jí)配e=0.2e=0.2土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)相對(duì)密實(shí)度：相對(duì)密實(shí)度越大說(shuō)明土越密實(shí)。emax和emin測(cè)定的數(shù)值和實(shí)際工程不符。地下水以下的砂土取原狀土樣比較困難。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】某砂土的密度為ρ=1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相對(duì)密度2.68，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得土樣的最大干密度1.74g/cm3，最小干密度1.37g/cm3，求該砂土的相對(duì)密實(shí)度并判定其密實(shí)程度。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】某砂土的密度為ρ=1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相對(duì)密度2.68，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得土樣的最大干密度1.74g/cm3，最小干密度1.37g/cm3，求該砂土的相對(duì)密實(shí)度并判定其密實(shí)程度。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】某砂土的密度為ρ=1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相對(duì)密度2.68，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得土樣的最大干密度1.74g/cm3，最小干密度1.37g/cm3，求該砂土的相對(duì)密實(shí)度并判定其密實(shí)程度。屬于密實(shí)砂土土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】證明：土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】證明：土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：用卷?yè)P(yáng)機(jī)將重63.5Kg的鋼錘提升到760mm的高度，使其自由下落，錘擊貫入器，記錄貫入30cm所需錘擊數(shù)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)衡量黏性土的物理狀態(tài)指標(biāo)→稠度稠度：黏性土在某一含水量下對(duì)外力引起的變形或破壞的抵抗能力（反映了黏性土的稀稠、軟硬程度）黏性土在某種稠度時(shí)呈現(xiàn)出的狀態(tài)，稱(chēng)為稠度狀態(tài)。含水量ω固體狀態(tài)塑性狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)半固體狀態(tài)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)含水量ω固體狀態(tài)塑性狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)半固體狀態(tài)縮限ωs塑限ωP液限ωL液限ωL：液限是黏性土在極小擾力作用下將發(fā)生流動(dòng)的含水量將縮限、塑限、液限稱(chēng)為界限含水量土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)含水量ω固體狀態(tài)塑性狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)半固體狀態(tài)縮限ωs塑限ωP液限ωL塑限ωP：黏性土可以產(chǎn)生塑性變形的最小含水量土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)含水量ω固體狀態(tài)塑性狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)半固體狀態(tài)縮限ωs塑限ωP液限ωL縮限ωs：從半固態(tài)向固體轉(zhuǎn)變時(shí)，黏性土要不斷的蒸發(fā)水分，體積要不斷的縮小，直到體積不再縮小時(shí)土的界限含水量稱(chēng)為縮限。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)對(duì)于不同的黏性土，用塑性指數(shù)和液性指數(shù)來(lái)衡量他們的稠度關(guān)系塑性指數(shù)：液限和塑限的差值（省去%）含水量ω固體狀態(tài)塑性狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)半固體狀態(tài)縮限ωs塑限ωP液限ωL土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)一種土塑性指數(shù)越大，表明該土的礦物成分吸水能力越強(qiáng)，從土顆粒來(lái)講，土顆粒越小黏粒含量越高，比表面積越大，能吸附的弱結(jié)合水越多，塑性指數(shù)就越大Ip≤10且粒徑大于0.075mm的顆粒不超過(guò)總質(zhì)量50%的土稱(chēng)為粉土土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)液性指數(shù)：表征了土的天然含水量和界限含水量之間的相對(duì)關(guān)系，反映了土的軟硬程度含水量ω固體狀態(tài)塑性狀態(tài)流動(dòng)狀態(tài)半固體狀態(tài)縮限ωs塑限ωP液限ωL土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)某黏性土樣的天然含水量ω=36.4%，液限ωL=41%，塑限ωP=26%，則該土的塑性指數(shù)為（）A、0.15

B、15%

C、15

D、10.4該土的液性指數(shù)為該黏性土屬于（）A、粉質(zhì)黏土

B、黏土

C、粉土

D、無(wú)法判定土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)巖土的工程分類(lèi)巖石碎石土砂土粉土黏性土人工填土土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)

巖石按堅(jiān)硬程度劃分：堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖、極軟巖。

按完整程度劃分：完整、較完整、較破碎、破碎、極破碎。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)碎石土

粒徑大于2mm的顆粒含量大于50%的土屬碎石土。

根據(jù)粒組含量及顆粒形狀，可細(xì)分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫。

碎石土的密實(shí)度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)灌入錘擊數(shù)，可分為松散、稍密、中密、密實(shí)。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)砂土

粒徑大于2mm的顆粒含量在50%以?xún)?nèi)，同時(shí)粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過(guò)50%的土屬砂土。

砂土根據(jù)粒組含量不同又分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂五類(lèi)。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)【例】某砂土的顆粒成分分析如下表所示：試判斷砂土的類(lèi)別(1)、大于2mm粒徑的土粒占全重9.4%，小于25%，故該土樣不是礫砂。(2)、大于0.5mm粒徑的土粒占全重的(9.4+18.6)%=28%，未超過(guò)全重50%，故該土樣不是粗砂。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)(3)、大于0.25mm粒徑的土粒占全重的(9.4+18.6+21)%=49%，仍未超過(guò)全重50%，故該土樣也不是中砂。(4)、大于0.075mm粒徑的土粒占全重的(9.4+18.6+21+36.5)=85.5%，已超過(guò)85%，故定名為細(xì)砂。土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)粉土

粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于50%且塑性指數(shù)小于或等于10的土屬于粉土

粉土含有較多的粒徑為0.075～0.005mm的粉粒，其工程性質(zhì)介于黏性土和砂土之間土的物理性質(zhì)和工程分類(lèi)黏性土

粒徑大于0.075mm的顆粒含量在50%以?xún)?nèi)，塑性指數(shù)大于10的土屬粘性土。根據(jù)塑性指數(shù)的大小可細(xì)