《基礎(chǔ)地質(zhì)學》-構(gòu)造期與構(gòu)造事件課件

1、1,土的物理性質(zhì)與工程分類,第一章,2,本章目的: 對土的特點進行詳細解釋和定量描述,本章特點: 看起來零散,學習要點: 各節(jié)間聯(lián)系 各節(jié)內(nèi)層次,§1 土的物性與分類,3,§1 土的物性與分類,土的生成,滲透特性變形特性強度特性,土的三相組成土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu),土的工程分類,土的壓實性,決定,影響,如何獲得較好的土,便于研究和應用,4,§1.1 土的組成及其結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

2、§1.2 土的物理性質(zhì)指標§1.3 土的物理狀態(tài)指標§1.4 土的工程分類,§1 土的物性與分類,5,§1.1 土的組成及其結(jié)構(gòu)與構(gòu)造,§1 土的物性與分類,6,§1.1.1 土的形成,土是巖石經(jīng)過風化后在不同條件下生成的自然歷史的產(chǎn)物,,搬運、沉積,生成過程生成條件,物理力學性質(zhì),風化,影響,§1 土的物性與分類,7,生物循環(huán),物理風化,化學風化,,

3、量變,無粘性土,,原生礦物,,質(zhì)變,粘性土,次生礦物,動植物的活動,一. 風化,有 機 質(zhì),§1.1.1土的生成,,,巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運動過程中因碰撞和摩擦而破碎,母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學成分，形成新的礦物,§1 土的物性與分類,8,二. 搬運與沉積,殘積土無搬運,運積土有搬運,土質(zhì)較好,殘積土強風化弱風化微風化母巖體,顆粒表面粗糙

4、多棱角粗細不均無層理,,,,母巖表層經(jīng)風化作用破碎成巖屑或細小顆粒后，未經(jīng)搬運殘留在原地的堆積物,風化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物,§1 土的物性與分類,§1.1.1土的生成,9,運積土有搬運,風：風積土,,重力: 坡積土,流水:,,洪積土沖積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物,冰川: 冰積土,土粒粗細不同，性質(zhì)不均勻,有分選性，近粗遠細,渾圓度分選性明顯，土層交迭,含有機物

5、淤泥，土性差,顆粒細，表層松軟，土性差,土粒粗細變化較大，性質(zhì)不均勻,顆粒均勻，層厚而不具層理,§1 土的物性與分類,§1.1.1土的生成,10,一. 固體顆粒,物理狀態(tài)力學特性,粒徑級配,§1.2土的三相組成,,礦物成分,顆粒形狀,,§1 土的物性與分類,11,1. 粒徑級配,一. 固體顆粒,顆粒大小,各粒徑成分在土中占的比例,,,狹義的粒徑級配,,影響土性的主因,§1.2土的三相

6、組成,§1 土的物性與分類,12,顆粒大小,粒組 按粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,13,粒徑級配,確定方法 篩分法：適用于粗粒土 (>0.1 mm) 水分法：適用于細粒土 (<0.1 mm),——各粒組的相對含量，用質(zhì)量百分數(shù)來表示,表述方法

7、 粒徑級配累積曲線,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,14,粒徑級配,確定方法 篩分法：適用于粗粒土 (>0.1 mm) 水分法：適用于細粒土 (<0.1 mm),——各粒組的相對含量，用質(zhì)量百分數(shù)來表示,表述方法 粒徑級配累積曲線,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土

8、的物性與分類,15,105.02.01.00.50.250.1,200g,10161824223872,,小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)P（％）,粒徑(mm),P%958778665536,土的粒徑級配累積曲線,水分法,,,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,16,,,,,,,,,,,,,d60,d50,d10,d30,特征粒徑: d50 : 平均粒徑d

9、60 : 控制粒徑d10 : 有效粒徑d30,不均勻程度：Cu = d60 / d10,連續(xù)程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 ) — 曲率系數(shù),— 不均勻系數(shù),Cu ≥5,級配不均勻,粗細程度： 用d50 表示,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,17,,,,,,斜率: 某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量 陡—相應粒組質(zhì)量集中 緩--相應粒組含量少 平臺

10、--相應粒組缺乏,連續(xù)程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 ) — 曲率系數(shù),較大顆粒缺少,,Cc 減小,較小顆粒缺少,,Cc 增大,Cc = 1 ~ 3, 級配連續(xù)性好,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,18,,粒徑級配,粒徑級配累積曲線及指標的用途：,1）用于計算各粒組的含量及粒徑的變化范圍；,2）不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度： Cu

11、 ≥ 5, 不均勻土； Cu < 5, 均勻土,3）曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度： C c = 1 ~ 3, 級配連續(xù)土； Cc > 3 或 Cc < 1,級配不連續(xù)土,4）不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc用于判定土的級配優(yōu)劣： 如果 Cu ≥ 5且 C c = 1 ~ 3 ， 級配 良好的土； 如果 Cu 3 或 Cc < 1, 級配 不良的土,

12、一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,19,2. 礦物成分,原生礦物 石英、長石、云母等次生礦物 主要是粘土礦物，包括三種類型 高嶺石、伊里石、蒙脫石,粘土礦物:由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組合而成,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,20,,3. 顆粒形狀,原生礦物 圓狀、渾圓狀、棱角狀次生礦物

13、 針狀、片狀、扁平狀,,,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,21,一. 固體顆粒,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,22,結(jié)晶水 礦物內(nèi)部的水 結(jié)合水 吸附在土顆粒表面的水 自由水 電場引力作用范圍之外的水 土中冰 由自由水凍成，凍脹融陷,二. 土中水（液相）,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,23,

14、結(jié)合水,研究表明：粘土顆粒的表面電荷，凈電荷通常為負電荷,一. 土中水,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,24,結(jié)合水,排列致密、定向性強 密度>1g/cm3 冰點處于零下幾十度 具有固體的特性 溫度高于100°C時可蒸發(fā),強結(jié)合水,位于強結(jié)合水之外，電場引 力作用范圍之內(nèi) 外力作用下可以移動 不因重力而移動，有粘滯性,弱結(jié)合水,,,二. 土中水,§

15、1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,25,自由水,,重力水,毛細水,在重力作用下可在土中自由流動,存在于固氣之間 在重力與表面張力作用下 可在土粒間空隙中自由移動,,,二. 土中水,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,26,? = 濕潤角,T = 界面張力,d = 毛管直徑,ua-uw = 壓力差,二. 土中水,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,毛

16、細水,毛細現(xiàn)象,,,27,土中毛細現(xiàn)象,毛細水,分布在土粒內(nèi)部相互貫通的孔隙可以看成許多形狀不一、直徑互異、彼此連通的毛細管,,,毛細升高與孔徑成反比,粘土粉土砂土礫石,二. 土中水,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,28,三. 土中氣體,自由氣體：與大氣連通，對土的性質(zhì)影響不大封閉氣體：增加土的彈性；阻塞滲流通道,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,29,土有三個組

17、成部分：固相、液相和氣相,小結(jié),1. 固體顆粒,2. 土中水,3. 土中氣體,粒徑級配 礦物成分 顆粒形狀,結(jié)合水 (強結(jié)合水、弱結(jié)合水) 自由水 (重力水、毛細水),自由氣體封閉氣體,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,30,土的物理性質(zhì)與工程分類,第一章,31,粘性土（細粒土）,無粘性土（砂性土）（粗粒土）,土的特點,土的力學特性,與土有關(guān)的工程問題,土的生成,土的三相組成,……………

18、,32,§1.1 土的生成§1.2土的三相組成§1.3土的物理狀態(tài)§1.4土的結(jié)構(gòu)§1.5土的工程分類§1.6土的壓實性,§1 土的物性與分類,33,§1.3 土的物理狀態(tài),土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度粘性土的軟硬程度,土的物理性質(zhì)指標(松密程度、干濕程度、輕重程度),力學特性,影響,表示,§1 土的物性與分類,？,34,一. 物

19、理性質(zhì)指標,土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系,§1.3 土的物理狀態(tài),松密程度干濕程度輕重程度,特點: 指標概念簡單，數(shù)量很多,要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、　　　單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別,定義,基本方法:,三相草圖法,§1 土的物性與分類,35,1. 三相草圖,一. 物理性質(zhì)指標,質(zhì)量,體積,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,36,三相草圖,已知關(guān)

20、系五個:,共有九個參數(shù): V Vv Vs Va Vw / ms m w ma m,剩下三個獨立變量,三相草圖法,物性指標是比例關(guān)系:可假設任一參數(shù)為1,對于飽和土, Va=0剩下兩個獨立變量,,實驗室測定,,,其它指標,是一種簡單而實用的方法,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,37,2.室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標,－土的密度、土粒的比重、土的含水量,土的密度,土的

21、容重,γ=ρg,工程上更常用, 用于計算土的自重應力,單位: kg/m3 或 g/cm3,單位: kN/m3,一般范圍: 1.60—2.20 g/cm3,定義: 單位體積土的質(zhì)量,有時也稱土的天然密度,表達式:,相關(guān)指標:,三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,38,土粒相對密度,?s: 土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量,單位: 無量綱,

22、土粒比重一般范圍: 粘性土 2.70—2.75 砂 土 2.65,4?C時純蒸餾水的密度,=1.0 g/cm3,土粒相對密度在數(shù)值上等于土粒的密度,定義: 土粒的密度與4?C時純蒸餾水的密度的比值,表達式:,,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,39,土的含水量（又稱含水率）,定義: 土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比, 用百分數(shù)表示,注意

23、: 其實是含水比, 可達到或超過100％,表達式:,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,40,表示土中孔隙含量的指標,孔隙比,孔隙率(孔隙度),３. 其它常用的物理性質(zhì)指標,關(guān)系:,在某種程度上反映土的松密,砂類土：28-35%粘性土：30-50%　　　　有的可達60-70%,定義: 土中孔隙體積與固體顆粒體積之比, 無量綱,表達式:,定義: 土中孔隙體積與總體積之比, 用

24、百分數(shù)表示,表達式:,Vs=1,Vv=e,V=1+e,,,三相草圖可用于確定物性指標之間的關(guān)系,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,41,表示土中含水程度的指標,含水量,飽和度,表達式:,定義: 土中水的體積與孔隙體積的比值,飽和度表示孔隙中充滿水的程度,Sr=0 : 干土Sr=1 : 飽和土,,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分

25、類,42,表示土的密度和容重的指標,天然密度,干密度,飽和密度,天然容重,干容重,浮容重,浮密度,,有效容重,飽和容重,單位: kg/m3 或 g/cm3,單位: kN/m3,定義: 土被完全烘干時的密度, 等于 單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量,表達式:,,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,43,各種密度容重之間的大小關(guān)系：,天然密度,干密度,飽和密度,天

26、然容重,干容重,浮容重,飽和容重,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,44,常用的物理性質(zhì)指標間的換算關(guān)系,教科書 P18 表1-5,要點,從物理意義上理解指標間的關(guān)系不鼓勵死記硬背必要時利用三相草圖推導,一. 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,45,小結(jié),物理性質(zhì)指標,土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系,松密程度干濕程度輕重程

27、度,特點: 指標概念簡單，數(shù)量很多,要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、　　　單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別,定義,基本方法:,三相草圖法,室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標土的密度、土粒的比重、土的含水量,三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念,其它常用的物理性質(zhì)指標表示土中孔隙含量的指標表示土中含水程度的指標表示土的密度和容重的指標,三相草圖可用于確定物性指標之間的關(guān)系,三相草圖法是求取物理性質(zhì)指標的簡單而有效的方法,一.

28、 物理性質(zhì)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,46,二.土的物理狀態(tài)指標,土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度粘性土的軟硬程度,土的物理性質(zhì)指標(三相間的比例關(guān)系),力學特性,影響,表示,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,47,emax與emin ：最大與最小孔隙比,1. 粗粒土的密實狀態(tài),二. 物理狀態(tài)指標,密實度,如何衡量?,單位體積中固體顆粒含量的多少

29、 或 孔隙含量的多少,優(yōu)點：簡單方便,缺點：不能反映級配的影響 只能用于同一種土,對策,相對密度,干容重?d或孔隙比e或孔隙率n,emin = 0.35,emin = 0.20,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,48,emax: 最大孔隙比；將松散的風干土樣通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大孔隙比,emin: 最

30、小孔隙比；將松散的風干土樣裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比,emax與emin ：最大與最小孔隙比,注意：室內(nèi)測得理論上的最大與最小孔隙比有時很困難,二. 物理狀態(tài)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,49,粗粒土的密實狀態(tài)指標,判別標準： Dr = 1 , 最密狀態(tài) Dr = 0

31、 , 最松狀態(tài) Dr≤ 1/3 , 疏松狀態(tài) 1/3 2/3 , 密實狀態(tài),相對密實度,二. 物理狀態(tài)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,50,2. 粘性土的軟硬狀態(tài),也稱稠度狀態(tài),稠度狀態(tài)與含水量有關(guān),,,,,,,粘性土,含水量,較硬,變軟,流動,二. 物理狀態(tài)指標,§1.3 土的物

32、理狀態(tài),§1 土的物性與分類,51,塑限wp,液限wl,,,稠度界限,粘性土的稠度反映土中水的形態(tài),固態(tài)或半固態(tài),塑態(tài),流態(tài),強結(jié)合水膜最大,出現(xiàn)自由水,強結(jié)合水,弱結(jié)合水,自由水,稠度狀態(tài),含水量,土中水的形態(tài),,w,,,二. 物理狀態(tài)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,吸附弱結(jié)合水的能力,塑性指數(shù),52,相對稠度,問題：僅適用于重塑土,即使含水量相同，稠度可能不同,液性指數(shù),對不同的粘土

33、，wp、wl 大小不同,定義：,,,,wp,w,wl,IL1,堅硬狀態(tài)可塑狀態(tài)流 態(tài),0.00 – 0.250.25 - 0.750.75 – 1.00,硬塑可塑軟塑,二. 物理狀態(tài)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,對同一種粘土，含水量可反映其稠度,問題：,53,——吸附弱結(jié)合水的能力；大致反映粘土顆粒含量、粘性大小,塑性指數(shù),常作為細粒土工程分類的依據(jù),缺點不能充分反映

34、粘土顆粒含量,不同的粘土礦物結(jié)合水的能力不同,活性指數(shù),p0.002: 粒徑小于0.002mm顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比,A 1.25,非活性粘土正常粘土活性粘土,,,二. 物理狀態(tài)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,54,粗粒土的密實狀態(tài)指標: 相對密度Dr,小結(jié),粘性土的稠度狀態(tài)指標: 液性指數(shù)IL,引入定義判別標準,稠度界限,稠度狀態(tài),含水量,土中水的形態(tài),塑性指數(shù),液性

35、指數(shù),,,,,引入定義判別標準,二. 物理狀態(tài)指標,§1.3 土的物理狀態(tài),§1 土的物性與分類,粗粒土與粘性土為何采用不同的物理狀態(tài)指標？,反映土的細觀特點與力學特性有更直接的聯(lián)系便于量測,55,§1.1 土的生成§1.2土的三相組成§1.3土的物理狀態(tài)§1.4土的結(jié)構(gòu)§1.5土的工程分類§1.6土的壓實性,§1 土的物性與分類

36、,56,土顆粒或粒團的空間排列和相互聯(lián)結(jié),§1.4 土的結(jié)構(gòu),土粒間的作用力,粘性土的結(jié)構(gòu)性指標,力學特性,土的結(jié)構(gòu),影響,粗粒土的結(jié)構(gòu),細粒土的結(jié)構(gòu),重塑土的強度,原狀土的強度,<,,§1 土的物性與分類,57,一. 土粒間的作用力,重 力 毛細力 膠結(jié)力 顆粒表面力,—土顆粒的自重形成的方向向下的力,— 砂性土,— 土中毛細作用形成的力,— 細砂、細粒土,— 土粒間的膠體物質(zhì)形成的作用

37、力,— 粘性土,— 粘性土,— 庫 侖 力：,— 范德華力：,顆粒表面的靜電引力或斥力,顆粒接觸點處的分子間引力,§1.4 土的結(jié)構(gòu),§1 土的物性與分類,58,二.粗粒土的結(jié)構(gòu),粒間作用力,排列形式,礦物成分,單粒結(jié)構(gòu),示意圖,重力，毛細力,點與點、點與面,原生礦物,§1.4 土的結(jié)構(gòu),§1 土的物性與分類,59,三.細粒土的結(jié)構(gòu),粒間作用力,形成環(huán)境,排列形式,礦物成分,表面力、膠結(jié)力（斥力

38、減小引力增加）,片架結(jié)構(gòu)(凝聚結(jié)構(gòu)),片堆結(jié)構(gòu)(分散結(jié)構(gòu)),示意圖,表面力、膠結(jié)力（粒間斥力占優(yōu)勢）,淡水中沉積,海水中沉積,次生礦物,次生礦物,天然條件下，可能是多種組合，或者由一種結(jié)構(gòu)過渡向另一種結(jié)構(gòu)。,面與面,邊、角與面邊、角與邊,§1.4 土的結(jié)構(gòu),§1 土的物性與分類,力學特性有何差異？,60,小結(jié),土顆?；蛄F的空間排列和相互聯(lián)結(jié),土粒間的作用力,粘性土的結(jié)構(gòu)性指標,土的結(jié)構(gòu),粗粒土的結(jié)構(gòu),細粒

39、土的結(jié)構(gòu),,,,,,§1.4 土的結(jié)構(gòu),§1 土的物性與分類,61,§1.1 土的生成§1.2土的三相組成§1.3土的物理狀態(tài)§1.4土的結(jié)構(gòu)§1.5土的工程分類§1.6土的壓實性,§1 土的物性與分類,62,目的：,依據(jù)：,建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范-GB50007-2002分類法,水電部SD128-84分類法,§1.5 土的工程分

40、類,是將工程性質(zhì)相近的土歸為一類,便于研究、交流及應用,能反映土的物理力學性質(zhì)－,土的組成土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu),§1 土的物性與分類,63,建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范-GB50007-2002分類法,土,巖石碎石土砂土粉土粘性土人工填土,,§1.5 土的工程分類,§1 土的物性與分類,64,建筑規(guī)范分類法,碎石土,土的名稱 顆粒形狀 粒組含量,漂石塊石,圓形及亞圓形為主棱角形

41、為主,粒徑大于200mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,卵石碎石,圓形及亞圓形為主棱角形為主,圓形及亞圓形為主棱角形為主,圓礫角礫,粒徑大于20mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,粒徑大于2mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,§1.5 土的工程分類,§1 土的物性與分類,65,砂土,土的名稱 粒組含量,粒徑大于2mm的顆粒占全質(zhì)量25 - 50%,礫砂粗砂中砂細砂粉砂,粒徑大于0.5mm的顆粒超過全質(zhì)

42、量50%,粒徑大于0.25mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量85%,粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質(zhì)量50%,建筑規(guī)范分類法,§1.5 土的工程分類,§1 土的物性與分類,66,粉土,粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于全質(zhì)量50%而塑性指數(shù)Ip≤10的土,塑性指數(shù)Ip>10的土,粘性土,10<Ip≤17的土,Ip>17的土,粘土,粉質(zhì)粘土,A 1.25,非活性

43、粘土正常粘土活性粘土,建筑規(guī)范分類法,§1.5 土的工程分類,§1 土的物性與分類,67,水電部SD128-84分類法,自學: 教科書P26—P29 參考資料,§1.5 土的工程分類,§1 土的物性與分類,68,§1.1 土的生成§1.2土的三相組成§1.3土的物理狀態(tài)§1.4土的結(jié)構(gòu)§1.5土的工程分類§1.6

44、土的壓實性,§1 土的物性與分類,69,壓實：指通過夯打、振動、碾壓等，使土體變得密實、以提高土的強度、減小土的壓縮性和滲透性,壓實性：指土在一定壓實能量作用下密度增長的特性,研究擊實性的目的： 以最小的能量消耗獲得最大的壓實密度,擊實方法：,室內(nèi)擊實試驗現(xiàn)場試驗: 夯打、振動、碾壓,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,70,一. 室內(nèi)擊實試驗,二. 細粒土的壓實性,三. 粗粒土的壓實性,

45、67;1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,71,一. 室內(nèi)擊實試驗,試驗設備 擊實筒V=1000cm3；擊實錘w=25牛頓 試驗條件 土樣分層n=3層；落高d=30cm；擊數(shù)N=27/層 擊實能量,試驗方法 對ω=cosnst的土；分三層壓實； 測定擊實后的w、ρ，算定ρd,注意：僅適用于細粒土；對粗粒土，可用較大尺寸的擊實儀,土,,§1.6 土的壓實性,§1

46、 土的物性與分類,72,二. 細粒土的壓實性,1.擊實曲線,2.理論分析,3.影響因素,4.壓實標準,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,73,1.擊實曲線,特點：①具有峰值②位于飽和曲線之下,粘性土滲透系數(shù)很小，壓實過程中含水量幾乎不變，要想擊實到飽和狀態(tài)是不可能的。,,,,,,,,,0 4 8 12 16 20 24 28含水量w(%),,,飽和曲線,?

47、dmax=1.86,wop=12.1,,,,二. 細粒土的壓實性,最大干密度最優(yōu)含水量,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,74,2. 理論分析,壓實機理：,顆粒被擊碎，土粒定向排列;粒團破碎，粒間聯(lián)結(jié)力被破壞而發(fā)生孔隙體積減小;空氣被擠出或被壓縮等,顆粒表面水膜很薄，相對移動困難,水膜潤滑作用不明顯;封閉氣泡難以排出;增加水的相對含量,,ω? ωop, ρ d? ρdmax,ω< ωop

48、, ρ d< ρdmax,ω> ωop , ρ d< ρdmax,二. 細粒土的壓實性,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,75,3. 影響因素,a. 擊實功能,b. 土的級配,c. 擊實方式 夯實、輾壓、振動；輾壓對粘土比較合適,二. 細粒土的壓實性,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,76,4. 壓實標準,粘性土存在最優(yōu)含水量ωop，在填土施工中應該

49、將土料的含水量控制在ωop左右，以期得到ρdmax。在ωop的干側(cè)：常具有凝聚結(jié)構(gòu)。土質(zhì)比較均勻，強度較高，較脆硬，不易壓密；但浸水時易產(chǎn)生附加沉降。在ωop的濕側(cè)：常具有分散結(jié)構(gòu)。土體可塑性大，適應變形的能力強；但強度較低，具有各向異性。 在設計土料時應根據(jù)填土的要求和當?shù)赝亮系奶烊缓?，選定合適的含水量，一般要求為：,b. 工程上常采用壓實度Dc控制（作為填方密度控制標準）,Ⅰ、Ⅱ級土石壩 Dc>95

50、~98% Ⅲ~Ⅴ 級土石壩 Dc>92~95%,二. 細粒土的壓實性,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,77,①不存在最優(yōu)含水量； ②在完全風干和飽和兩種狀態(tài) 下易于擊實；③潮濕狀態(tài)下ρd明顯降低。,三. 粗粒土的壓實性,1.擊實曲線,特點,2. 理論分析,對粗粒土，擊實過程中可以自由排水，不存在細粒土中出現(xiàn)的現(xiàn)象。 在潮濕狀態(tài)下，存在著假凝聚力，加大了阻力。,3. 壓實標準,常

51、用相對密度控制 Dr>0.7~0.75 施工過程中要么風干，要么就充分灑水，使土料飽和,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,78,小結(jié),一. 室內(nèi)擊實試驗,二. 細粒土的壓實性,三. 粗粒土的壓實性,1.擊實曲線,2.理論分析,3.影響因素,4.壓實標準,1.擊實曲線,2.理論分析,3.壓實標準,,,§1.6 土的壓實性,§1 土的物性與分類,79,第一章完,80,§

52、;1.1 土的生成§1.2土的三相組成§1.3土的物理狀態(tài)§1.4土的結(jié)構(gòu)§1.5土的工程分類§1.6土的壓實性,§1 土的物性與分類,81,§1 土的物性與分類,§1.1 土的生成,物理風化,化學風化,,量變,無粘性土,,原生礦物,,質(zhì)變,粘性土,次生礦物,,殘積土無搬運,運積土有搬運,土是巖石經(jīng)過風化后在不同條件下生成的自然歷史的產(chǎn)物,重力

53、: 坡積土流水: 洪積土、沖積土、湖相土、海相土冰川: 冰積土風力：風積土,82,§1.2土的三相組成,§1 土的物性與分類,土有三個組成部分：固相、液相和氣相,1. 固體顆粒,2. 土中水,3. 土中氣體,粒徑級配 礦物成分 顆粒形狀,結(jié)合水 (強結(jié)合水、弱結(jié)合水) 自由水 (重力水、毛細水),自由氣體封閉氣體,83,§1.3 土的物理狀態(tài),物理性質(zhì)指標,土的三個組成相的體積和質(zhì)量上的

54、比例關(guān)系,松密程度干濕程度輕重程度,定義,基本方法:,三相草圖法,室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標土的密度、土粒的比重、土的含水量,其它常用的物理性質(zhì)指標表示土中孔隙含量的指標表示土中含水程度的指標表示土的密度和容重的指標,粗粒土的密實狀態(tài)指標: 相對密度Dr,粘性土的稠度狀態(tài)指標: 液性指數(shù)IL,引入定義判別標準,稠度界限,稠度狀態(tài),含水量,土中水的形態(tài),塑性指數(shù),液性指數(shù),,,,,引入定義判別標準,土的物理狀

55、態(tài)粗粒土的松密狀態(tài)粘性土的軟硬狀態(tài),表示,§1 土的物性與分類,84,§1.4 土的結(jié)構(gòu),§1 土的物性與分類,土顆?；蛄F的空間排列和相互聯(lián)結(jié),土粒間的作用力,粘性土的結(jié)構(gòu)性指標,土的結(jié)構(gòu),粗粒土的結(jié)構(gòu),細粒土的結(jié)構(gòu),,,,,,85,§1.5 土的工程分類,§1 土的物性與分類,目的：,依據(jù)：,建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范-GB50007-2002分類法,水利部SL237-001-199