地基与基础土的物理性质与工程分类公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

地基与基础工程地基与基础工程Soil Mechanics and Foundation Engineering第1页第1页第一章第一章 简介土形成及物质构成简介土形成及物质构成,从定性从定性和定量两个方面描述和定量两个方面描述土体物质构成土体物质构成 密实程度密实程度及及工程应用工程应用土物理性质及工程分类土物理性质及工程分类主要内容主要内容:第2页第2页知识要点：知识要点：掌握土体三相构成、三相百分比指标之间换算及 土基本指标测试办法。理解无粘性土密实度概念及判别办法。掌握粘性土塑性指数和液性指数作用和用途，以及粘性土物理状态评价。掌握无粘性土和粘性土分类依据和分类办法。第3页第3页1.1 土成因土成因土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成自然历史产物搬运、沉积搬运、沉积一、土体生成一、土体生成 风化风化岩石岩石地球土土地球第4页第4页生物风化生物风化物理风化物理风化化学风化化学风化矿物成矿物成分未变分未变无粘性土无粘性土原生矿物原生矿物矿物成矿物成份改变份改变粘性土粘性土次生矿物次生矿物 风化作用分类风化作用分类有有 机机 质质岩石和土粗颗粒受各种气候原因影响岩石和土粗颗粒受各种气候原因影响产生胀缩而发生裂缝产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎中因碰撞和摩擦而破碎母岩表面和碎散颗粒受环境原因作用母岩表面和碎散颗粒受环境原因作用而改变其矿物化学成份，形成新矿物而改变其矿物化学成份，形成新矿物动植物活动引起岩石和土体粗颗粒动植物活动引起岩石和土体粗颗粒粒度或成份改变粒度或成份改变第5页第5页定义：定义：土体结构是指土生成工程中所形成土粒空间排列及土体结构是指土生成工程中所形成土粒空间排列及 其形式。其形式。力学特性力学特性影影响响土结构土结构反应反应土成份土成份形成条件形成条件分类分类单粒结构单粒结构蜂窝结构蜂窝结构絮状结构絮状结构二、土结构和结构二、土结构和结构第6页第6页 粒间作用力粒间作用力 可否作天然地基可否作天然地基 矿物成份矿物成份单粒结构单粒结构 示意图示意图重力、毛细力重力、毛细力密实单粒结构是良好天然地基密实单粒结构是良好天然地基原生矿物原生矿物 指粗砂粒或更粗大颗粒在水或空气中沉积形成。粗粒土粗粒土结构结构松散松散密实密实第7页第7页 粒间作用力粒间作用力 形成环境形成环境 可否作为天然地基可否作为天然地基 矿物成份矿物成份水中悬浮力、自重力水中悬浮力、自重力（斥力减小引力增长）（斥力减小引力增长）絮状结构絮状结构(凝聚结构凝聚结构)蜂窝结构蜂窝结构(分散结构分散结构)示意图示意图颗粒间引力、自重力颗粒间引力、自重力（粒间引力占优势）（粒间引力占优势）淡水中沉积淡水中沉积海水中沉积海水中沉积次生矿物次生矿物次生矿物次生矿物注意：注意：天然条件下，也许是各种组合，或者由一个结构过渡向另一个结构。天然条件下，也许是各种组合，或者由一个结构过渡向另一个结构。不可不可不可不可细粒土结构细粒土结构是指由粉粒（粒径0.0050.075mm）在水中下沉时形。是指由粘粒（粒径0.005mm）集合体构成。第8页第8页 颗粒形状原生矿物原生矿物 圆状、浑圆状、棱角状圆状、浑圆状、棱角状次生矿物次生矿物 针状、片状、扁平状针状、片状、扁平状第9页第9页土结构：土结构：是指土体中各结构单元之间关系，主是从宏观角度是指土体中各结构单元之间关系，主是从宏观角度 研究土构成，其主要特点是土成层性和裂缝性研究土构成，其主要特点是土成层性和裂缝性。力学特性力学特性影影响响土结构土结构类型类型层状结构层状结构分散结构分散结构裂隙结构裂隙结构结核状结构结核状结构通常分散结构土工程性质最好是理性地基，结核状结构土工程性质取通常分散结构土工程性质最好是理性地基，结核状结构土工程性质取决于细决于细 粒土部分，裂隙结构不连续裂缝破坏土整体性故土工程性质最粒土部分，裂隙结构不连续裂缝破坏土整体性故土工程性质最差。差。第10页第10页气相固相液相+构成土骨架，起主体作用构成土骨架，起主体作用主要影响主要影响土体次要作用次要作用土体三相构成示意图1.2 土构成土构成第11页第11页一、一、土中固体颗粒土中固体颗粒(固相固相)物理状态力学特性粒组划分粒组划分土颗粒级配土颗粒级配土粒矿物成份土粒矿物成份 第12页第12页.颗粒级配颗粒大小土中各个粒组相对含量惯用表格法或惯用表格法或粒径曲线法表示粒径曲线法表示影响土性影响土性质主因质主因第13页第13页表格法表示粒组划分第14页第14页粒径级配拟定办法拟定办法 筛分法筛分法：适合用于粒径在：适合用于粒径在0.074 60mm 土土 密度计法密度计法：适合用于粒径小于适合用于粒径小于0.074 mm 0.074 mm 土土通常将各粒组相对含量，用质量百分数来表通常将各粒组相对含量，用质量百分数来表示示表述办法表述办法 粒径级配累积曲线粒径级配累积曲线第15页第15页105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%958778665536筛分法原理图筛分法原理图筛分法就是用一套原则筛子如孔直筛分法就是用一套原则筛子如孔直径径(mm)(mm)：20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075，将烘干且分散了将烘干且分散了200g g有代表性试样有代表性试样倒入原则筛内摇振，然后分别称出倒入原则筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上土重，并计算出各粒留在各筛子上土重，并计算出各粒组相对含量，即得土颗粒级配。组相对含量，即得土颗粒级配。密度计法密度计法(也称比重计法也称比重计法)：是：是沉降沉降分析分析法一个，另外尚有移液管法法一个，另外尚有移液管法(也称吸管法也称吸管法)。该两法理论基础都。该两法理论基础都是依据是依据Stokes(Stokes(司笃克斯司笃克斯)定律，即定律，即球状细颗粒在水中下沉速度与颗粒球状细颗粒在水中下沉速度与颗粒直径平方成正比直径平方成正比第16页第16页粒径粒径(mm)(mm)0.050.010.005百分数百分数P(%)P(%)2613.510典典型型颗颗分分级级配配曲曲线线沉降分析结果沉降分析结果1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)第17页第17页1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土粒径级配累积曲线土粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.33 0.005 0.063662.41特性粒径特性粒径:d60 控制控制粒径粒径 d10 有效有效粒径粒径 d30 中中值粒径值粒径不均匀程度不均匀程度：Cu=d60/d10 连续程度连续程度:Cc=d302/(d60 d10)曲率系数曲率系数 不均匀系数不均匀系数Cu 5,级配不均匀级配不均匀粗细程度粗细程度：用平均粒径用平均粒径d50 表示 第18页第18页1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土粒径级配累积曲线土粒径级配累积曲线d60d10d30连续程度连续程度:Cc=d302/(d60 d10)曲率系数曲率系数较大颗粒缺乏较大颗粒缺乏Cc 减小减小较小颗粒缺乏较小颗粒缺乏Cc 增大增大C c =1 3,级配连续性好级配连续性好曲线d60d10d30CuCcL0.33 0.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545第19页第19页粒径级配累积曲线及指标用途：粒径级配累积曲线及指标用途：粒组含量用于土分类定名粒组含量用于土分类定名；工程中用不均匀系数工程中用不均匀系数Cu评价土不均匀程度：评价土不均匀程度：Cu 5,不均匀土不均匀土；Cu 3 或 Cc 1,级配不连续土级配不连续土不均匀系数不均匀系数Cu和和曲率系数曲率系数Cc用于鉴定土级配优劣：用于鉴定土级配优劣：当当 Cu 5且且 C c =1 3 时时，为为级配级配 良好土良好土；当当 Cu 3 或或 Cc 1g/cm1g/cm3 3 冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度 含有固体特性含有固体特性 温度高于温度高于100C100C时可蒸发时可蒸发 强结合水性质稳定强结合水性质稳定强结合水强结合水 位于强结合水之外，以水膜位于强结合水之外，以水膜 形式包围着土粒形式包围着土粒 外力作用下能够移动外力作用下能够移动 不因重力而移动，有粘滞性不因重力而移动，有粘滞性弱结合水弱结合水固定层扩散层第27页第27页土中毛细现象土中毛细现象毛细水毛细水分布在土粒内部互相贯穿孔隙能够当作分布在土粒内部互相贯穿孔隙能够当作许多形状不一、直径互异、彼此连通毛许多形状不一、直径互异、彼此连通毛细管细管重力水重力水是位于地下水位下列土空隙中，能在重力是位于地下水位下列土空隙中，能在重力或压力作用下流动。其性质能传递静水压或压力作用下流动。其性质能传递静水压力并产生浮力。力并产生浮力。第28页第28页三、土中气体三、土中气体(气相气相)土体中气体是指存于土体空隙中未被水占据部分土体中气体是指存于土体空隙中未被水占据部分,存在形式有两种存在形式有两种:自由气体自由气体:与大气相通与大气相通,对土性质影响不大对土性质影响不大封闭气体封闭气体:与大气隔绝与大气隔绝,增大土体弹性和压缩性增大土体弹性和压缩性土体中气体土体中气体第29页第29页1.3 土物理性质指标土物理性质指标土物理状态土物理状态粗粒土松密程度粗粒土松密程度粘性土软硬状态粘性土软硬状态土物理性质指标土物理性质指标(三相间百分比关系三相间百分比关系)力学特性力学特性影响影响表表示示第30页第30页一一.土三相图土三相图 水水气气 土土 粒粒VaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积第31页第31页二二.土物理性质指标拟定土物理性质指标拟定WaterAirSoilVaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积土物理性质指标共有土物理性质指标共有9个：个：e、n、Sr、ds、d、sat、/土重度土重度 土密度土密度=g工程上更惯用于计算土工程上更惯用于计算土自重应力自重应力单位单位:kN/m3 或或 g/cm3单位单位:kN/m3 普通范围普通范围:16 22 kN/m3定义定义:土单位体积质量土单位体积质量有时也称有时也称土天然密度土天然密度表示式表示式:相关指标相关指标:三相草图有助于直观三相草图有助于直观理解物性指标概念理解物性指标概念第32页第32页各种密度容重之间大小关系：各种密度容重之间大小关系：土重度土重度干重度干重度饱和重度饱和重度天然容重天然容重干容重干容重浮容重浮容重饱和容重饱和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVWa=0WwWsW质量质量体积体积第33页第33页土粒相对密度土粒相对密度s:土粒密度，单位体积土粒质量土粒密度，单位体积土粒质量单位单位:无量纲无量纲土粒比重普通范围土粒比重普通范围:粘性土粘性土 2.702.75 砂砂 土土 2.652.954C时纯蒸馏水密度时纯蒸馏水密度=9.8 kg/m3定义定义:土粒密度与土粒密度与4C时纯蒸馏水密度比值时纯蒸馏水密度比值表示式表示式:土粒比重在数值上等于土粒密度土粒比重在数值上等于土粒密度饱和度饱和度表示式表示式:定义定义:土中水体积与孔隙体积比值土中水体积与孔隙体积比值,用百分数表示。用百分数表示。饱和度表示饱和度表示孔隙中充斥水程度孔隙中充斥水程度Sr=0 :干土干土Sr=100%:饱和土饱和土第34页第34页土含水量土含水量定义定义:土中水质量与土粒重量之比土中水质量与土粒重量之比,用百分数表示用百分数表示注意注意:普通用含水量衡普通用含水量衡量黏性土潮湿程度。量黏性土潮湿程度。表示式表示式:孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率(孔隙度孔隙度)关系关系:惯用来反应土密实程度惯用来反应土密实程度定义定义:土中孔隙体积与固体颗土中孔隙体积与固体颗 粒体积之比粒体积之比,无量纲无量纲表示式表示式:定义定义:土中孔隙体积与土总土中孔隙体积与土总体积之比体积之比,用百分数表示用百分数表示表示式表示式:第35页第35页反应土密度指标有五个：反应土密度指标有五个：d satds反应土湿度指标有两个：反应土湿度指标有两个：sr反应土土孔隙特性有两个：反应土土孔隙特性有两个：e n土天然重度土天然重度三个指标最基本物理指标，三个指标最基本物理指标，可直接通过试验测定得出可直接通过试验测定得出 天然含水量天然含水量土相对密度土相对密度ds注注:以上以上9项物理性质指标，其中项物理性质指标，其中第36页第36页惯用物理性质指标间换算关系惯用物理性质指标间换算关系换算环节换算环节:假设假设V Vs s=1(V=1=1(V=1或或m ms s=1),=1),并画出三相草图并画出三相草图;:解出各相物质质量和体积换算指标解出各相物质质量和体积换算指标;:利用换算指标按基本定义列出所求物理指标换算公式利用换算指标按基本定义列出所求物理指标换算公式WaterAirSoil0 VsVvV e11+e质量质量体积体积已知关系五个已知关系五个:共有九个参数共有九个参数:V Vv Vs Va V/Ws W Wa W物性指标是百分比关系物性指标是百分比关系:可假设任一参数为可假设任一参数为1对于饱和土对于饱和土,Va=0剩余两个独立变量 eeedswdswdsw(1+)第37页第37页1.4 土物理状态指标土物理状态指标物理状态力学特性无黏性土密实度无黏性土密实度黏性土物理特性黏性土物理特性 第38页第38页例题分析例题分析 n【例1-1】某土样，重量为某土样，重量为1.87N，体积为体积为100cm3，烘干烘干后，烘干土质量为后，烘干土质量为1.67N。已知土粒相对密度。已知土粒相对密度ds为为2.66，试求：试求：、e、sr、d 、sat和和 【解】解】第39页第39页一、无黏性土密实度一、无黏性土密实度无粘性土无粘性土 密实程度密实程度工程性工程性质质影响影响指含有单粒结构碎石土与砂土，土粒之间无粘结力，呈松散状态指含有单粒结构碎石土与砂土，土粒之间无粘结力，呈松散状态定义定义:土密实土密实结构稳定、强度高、压缩性低变形小结构稳定、强度高、压缩性低变形小土松散土松散结构不稳定、强度低、压缩性高变形大结构不稳定、强度低、压缩性高变形大如何评估无粘性土密实度如何评估无粘性土密实度?碎石土用触探锤击数碎石土用触探锤击数63.563.5砂土用相对密度砂土用相对密度D Dr r现场原则贯入试验锤击数现场原则贯入试验锤击数第40页第40页长处：长处：简朴以便简朴以便缺点：缺点：不能反应级配影响且只能用于同一个土不能反应级配影响且只能用于同一个土孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n ne emaxmax与与e emin min：最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比相对密度相对密度D Dr r =1 =1 ,最密状态最密状态 D Dr r =0=0 ,最松状态最松状态 D Dr r 0.67 ,0.67 ,疏松状态疏松状态0.33 0.33 0.67,0.67,密实状态密实状态判别原则：判别原则：长处：长处：把土级配原因考虑在内，把土级配原因考虑在内，理论上较为完善理论上较为完善缺点：缺点：e、emin、eman难以准确测定难以准确测定第41页第41页依据现场原则贯入试验锤击数鉴定依据现场原则贯入试验锤击数鉴定 原则贯入试验是一个原位测试办法。试验办法：将质量为原则贯入试验是一个原位测试办法。试验办法：将质量为63.5kg锤头，提升到锤头，提升到76cm高度，让锤自由下落，打击原则贯入器，使贯入高度，让锤自由下落，打击原则贯入器，使贯入器入土深为器入土深为30cm所需锤击数，记为所需锤击数，记为N63.5，这是一个简便测试办法。，这是一个简便测试办法。N大小，综合反应了土贯入阻力大小，亦即密实度大小。我国岩土大小，综合反应了土贯入阻力大小，亦即密实度大小。我国岩土工程勘查规范（工程勘查规范（GB5002194）要求砂土密实度按表原则贯入锤）要求砂土密实度按表原则贯入锤击数进行划分。击数进行划分。原则贯入试验垂击数N63.5N N63.563.5555 5N N63.563.5101010 10 N N63.563.52020N N63.563.52020密实度密实度松散稍密稍密中密中密密实密实鉴定原则：鉴定原则：第42页第42页二、二、粘性土物理特性粘性土物理特性粘性土物理状态能够用稠度表示。稠度是反应粘性土处于不同含水量时软硬程度或浠稠程度。粘性土从一个状态过度到另一个状态分界含水量称为界线含水量。塑限塑限p液限液限l稠度界线稠度界线粘性土随含水量改变可改变土物理形态粘性土随含水量改变可改变土物理形态固态或固态或半固态半固态可塑状态可塑状态 流动状态流动状态 强结合水膜最大强结合水膜最大出现自由水出现自由水强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水稠度状态稠度状态含水量含水量第43页第43页一、界线含水量测定办法一、界线含水量测定办法1、液限L锥式液限仪测定法：76g锤经5s正好沉入土10mm所相应含水量。碟式液限仪测定法：以2转/秒速度，使碟子重复起落，坠击底座，当25击V型土槽合拢长度正好13mm所相应含水量。锥式液限仪锥式液限仪碟式液限仪碟式液限仪第44页第44页2、塑限p滚搓法：滚搓法：将天然湿度土体在毛玻璃上搓成直径为3mm 土条时，土条正好产生裂缝并开始断裂时含水量。液、塑性联合测定法：利用液、塑性联合测定仪同时测定3份不同含水量同一个土样，得到圆锥下沉深度和含水量关系曲线，则曲线上对应深度为10mm及2mm时土样含水量就分别为该土液限和塑限。圆锥入土深度与含水量关系第45页第45页二、塑性指数二、塑性指数I Ip p和液性指数和液性指数I IL L塑性指数塑性指数数值大小可反应粘性土可塑范围大小，数值大小可反应粘性土可塑范围大小，塑塑性指数性指数越大，表明粘性性土粘性和塑性越好越大，表明粘性性土粘性和塑性越好（与粘粒含量相关，粘粒含量越多，吸附水能力越大）；（与粘粒含量相关，粘粒含量越多，吸附水能力越大）；塑性指数塑性指数I Ip p工程上惯用塑性指数作为粘性土与粉土定名分类依据工程上惯用塑性指数作为粘性土与粉土定名分类依据缺点：缺点：不能充足反应粘土颗粒含量不能充足反应粘土颗粒含量 不同粘土矿物吸服水能力不同第46页第46页注意：注意：仅适合用于重塑仅适合用于重塑土土液性指数液性指数I IL LwpwwlIL1坚硬状态坚硬状态可塑状态可塑状态流流 态态0.00 0.250.25 0.750.75 1.00硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑反应粘性土天然状态软硬程度反应粘性土天然状态软硬程度 工程上作为拟定粘性土承载力主要指标工程上作为拟定粘性土承载力主要指标第47页第47页三、黏性土灵敏度和触变性三、黏性土灵敏度和触变性相同含水量、密度相同含水量、密度1.粘性土灵敏度粘性土灵敏度 St =原状土原状土结构性结构性相同含水量相同含水量密度密度粉碎粉碎重塑重塑重塑土重塑土强度减少强度减少St1-22-44粘性土粘性土低灵敏低灵敏中档灵敏中档灵敏高灵敏高灵敏原状土无侧限抗压强度原状土无侧限抗压强度重塑土无侧限抗压强度重塑土无侧限抗压强度第48页第48页含水量不变，密度不变，因重塑而强度含水量不变，密度不变，因重塑而强度减少，又因静置而逐步强化，强度逐步减少，又因静置而逐步强化，强度逐步恢复现象，称为恢复现象，称为触变性触变性。土触变性是土结构联结形态发生改变引土触变性是土结构联结形态发生改变引起，是土起，是土微观结构微观结构随时间改变随时间改变宏观表现宏观表现。2.粘性土触变性粘性土触变性 第49页第49页四、活动度四、活动度活性指数活性指数p0.002:粒径小于粒径小于0.002mm颗粒质量占总土总质量百分比颗粒质量占总土总质量百分比A 1.25非活性粘土非活性粘土正常粘土正常粘土活性粘土活性粘土粘性土塑性指数与土中胶粒含量百分数比值称为活动度（活性指数）粘性土塑性指数与土中胶粒含量百分数比值称为活动度（活性指数）反应粘性土中所含矿物活动性反应粘性土中所含矿物活动性 第50页第50页1.5 地基岩土工程分类地基岩土工程分类分类依据：分类依据：粘性土按塑性指数和沉积条件粘性土按塑性指数和沉积条件无粘性土按粒径及相对含量无粘性土按粒径及相对含量评价岩土工程性质以及为地基基础设计评价岩土工程性质以及为地基基础设计与施工提供依据与施工提供依据本节主要简介建筑地基基础设计规范本节主要简介建筑地基基础设计规范-GB5007-分类法分类法 土土岩岩石分类石分类见表至表见表至表碎石土分类碎石土分类见表见表砂砂土分类土分类见表见表粉粉土分类土分类塑性指数塑性指数，粒径，粒径.颗粒含量不超出颗粒含量不超出粘性土分类粘性土分类塑性指数塑性指数土表土表人工填土分为杂填土，素填土，冲填土人工填土分为杂填土，素填土，冲填土分类目：第51页第51页1、岩石、岩石按成因分类按成因分类岩浆岩沉积岩变质岩按坚硬程度分类按坚硬程度分类按完整程度分类按完整程度分类第52页第52页2、碎石土、碎石土土名称土名称 颗粒形状颗粒形状 粒组含量粒组含量漂石漂石块石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径不小于200mm颗粒超出全质量50%卵石卵石碎石碎石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砾圆砾角砾角砾粒径不小于20mm颗粒超出全质量50%粒径不小于2mm颗粒超出全质量50%第53页第53页3、砂土、砂土土名称土名称 粒组含量粒组含量粒径不小于2mm颗粒占全质量25-50%砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂粒径不小于0.5mm颗粒超出全质量50%粒径不小于0.25mm颗粒超出全质量50%粒径不小于0.075mm颗粒超出全质量85%粒径不小于0.075mm颗粒超出全质量50%第54页第54页4、粉土、粉土粒径不小于0.075mm颗粒含量小于全质量50%而塑性指数Ip10土塑性指数Ip10土5、粘性土、粘性土1017土土粘土粘土粉质粘土粉质粘土第55页第55页6、人工填土、人工填土由于人类活动而推填土。由于人类活动而推填土。其物质成份杂乱，均匀性差。其物质成份杂乱，均匀性差。按其构成和成因分类按其构成和成因分类素填土素填土压实填土压实填土杂填土杂填土冲填土冲填土除了以上六种土外尚有特殊土，见第十章。除了以上六种土外尚有特殊土，见第十章。第56页第56页 细粒土按塑性图分类细粒土按塑性图分类细粒土是指粒组小于0.075mm者超出50 时土。在塑性图中，以塑性指数IP为纵轴、液限wL横轴。依据细粒土在坐标图上位置，就可以便地进行细粒土地分类塑性图分类法第57页第57页三、例题分析三、例题分析 土样天然含水量(%)(%)塑限p p(%)(%)液限L L(%)(%)A40.425.447.9n【例】A A、B B两种土样，试验结果见表，试拟定该土名称及软两种土样，试验结果见表，试拟定该土名称及软硬状态。硬状态。【解答】解答】A A 土土因因 I IP P 1717，0.250.25IL0.75，因此该土为黏土，可塑状态：，因此该土为黏土，可塑状态：土样天然含水量(%)(%)塑限p p(%)(%)液限L L(%)(%)A23.221.031.2B B 土土因因 10IP17，0 0IL0.25，因此该土为粉质黏土，硬塑状态。，因此该土为粉质黏土，硬塑状态。第58页第58页1.6 土压实机理及工程控制土压实机理及工程控制土击实性是指土在重复冲击荷载作用下能被压密特性土击实性是指土在重复冲击荷载作用下能被压密特性压实本质压实本质土料孔隙率减小，密实度提升1 1、击实机理：、击实机理：颗粒被击碎，土粒定向排列颗粒被击碎，土粒定向排列;土粒破碎，粒间联结力被破土粒破碎，粒间联结力被破 坏而发生孔隙体积减小坏而发生孔隙体积减小;气被挤出或被压缩等气被挤出或被压缩等第59页第59页2 2、影响击实效、影响击实效 果原因：果原因：土性质土性质含水量：含水量：压实功：压实功：粘粒含量：粘粒含量越少，最大干重度越大粘粒含量：粘粒含量越少，最大干重度越大颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差颗粒级配：颗粒级配越均匀，击实效果越差含水量不同改变了土颗粒间作用力，并改变土结构与状态，含水量与击实效果以下图所表示要达到一定击实干密度，则含水量小时，击实要达到一定击实干密度，则含水量小时，击实功大，含水量大时，则应选取击实功小机具。功大，含水量大时，则应选取击实功小机具。0 4 8 12 16 20 24 28含水量含水量w(%)2.01.81.61.4干密度干密度 d(g/cm3)饱和曲线饱和曲线 dmax=1.86wop=12.1第60页第60页a.粘性土存在最优含水量粘性土存在最优含水量op，在填土施工中应当将土料含，在填土施工中应当将土料含水量控制在水量控制在op左右，以期得到左右，以期得到dmax，通常取，通常取 b.工程上常采用压实度工程上常采用压实度Dc控制（作为填方密度控制原则）控制（作为填方密度控制原则）、级土石坝级土石坝 Dc9598%级土石坝级土石坝 Dc9295%3 3、压实原则与控制：、压实原则与控制：.细粒土压实原则细粒土压实原则第61页第61页.粗粒土压实特性与原则粗粒土压实特性与原则不存在最优含水量不存在最优含水量；在完全风干和饱和两种状态在完全风干和饱和两种状态 下易于击实下易于击实；潮湿状态下潮湿状态下d明显减少明显减少。a.a.击实曲线击实曲线特点特点20%20%b.理论分析理论分析对粗粒土，击实过程中能够自由排水，不存在细粒土中出现现象。对粗粒土，击实过程中能够自由排水，不存在细粒土中出现现象。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。c.压实原则压实原则惯用相对密度惯用相对密度控制控制 Dr0.70.75施工过程中要么风干，要么就充足洒水，使土料饱和施工过程中要么风干，要么就充足洒水，使土料饱和 第62页第62页