土土 力力 学学华南农业大学华南农业大学李就好2024/8/22绪绪 论论什么是土力学？什么是土力学？土力学是研究土的物理性质以及在荷载作用下土体土力学是研究土的物理性质以及在荷载作用下土体内部的应力变形和强度规律的一门学科内部的应力变形和强度规律的一门学科。土力学研究对象是土力学研究对象是“土土”需要研究和解决的工程中的三大类问题：需要研究和解决的工程中的三大类问题：土体土体稳定或强度问题稳定或强度问题；土体土体变形问题变形问题；渗流：渗流：渗透变形与渗透稳定渗透变形与渗透稳定。2024年8月22日2024/8/222024/8/222024/8/222024/8/222024/8/222024/8/222024/8/222024/8/22河堤加固河堤加固2024/8/222024/8/222024/8/22填沙沉降填沙沉降填沙沉降填沙沉降填土产生的沉降问题填土产生的沉降问题2024/8/22河堤加固沉降产生裂缝河堤加固沉降产生裂缝2024/8/22河堤加固沉降产生裂缝示意图河堤加固沉降产生裂缝示意图2024/8/22上海地铁过黄浦江出现工程事故上海地铁过黄浦江出现工程事故2024/8/22天河北土钉事故2024/8/22 2024/8/22软土软土天河北土钉事故示意图2024/8/22绪绪 论论土力学课程的学习方法：土力学课程的学习方法：土力学课程的学习方法：土力学课程的学习方法：FF注重基本概念的理解，要咬文嚼字，理解加记忆；注重基本概念的理解，要咬文嚼字，理解加记忆；注重基本概念的理解，要咬文嚼字，理解加记忆；注重基本概念的理解，要咬文嚼字，理解加记忆；FF注意基本理论学习；注意基本理论学习；注意基本理论学习；注意基本理论学习；FF掌握基本的计算方法掌握基本的计算方法掌握基本的计算方法掌握基本的计算方法。土力学课程的学习要求土力学课程的学习要求土力学课程的学习要求土力学课程的学习要求：FF课后复习，每章学习完要复习；课后复习，每章学习完要复习；课后复习，每章学习完要复习；课后复习，每章学习完要复习；FF作业独立完成；作业独立完成；作业独立完成；作业独立完成；FF作业按时交作业按时交作业按时交作业按时交。2024/8/22绪绪 论论土力学的历史：土力学的历史：土力学的历史：土力学的历史：FF人类在同生存作斗争的历史中，积累了大量的土力学知识；人类在同生存作斗争的历史中，积累了大量的土力学知识；人类在同生存作斗争的历史中，积累了大量的土力学知识；人类在同生存作斗争的历史中，积累了大量的土力学知识；FF土力学作为一门系统的学科是以土力学作为一门系统的学科是以土力学作为一门系统的学科是以土力学作为一门系统的学科是以太沙基太沙基太沙基太沙基的的的的19251925年出版的土年出版的土年出版的土年出版的土力学为标志；很多基本理论、试样方法在力学为标志；很多基本理论、试样方法在力学为标志；很多基本理论、试样方法在力学为标志；很多基本理论、试样方法在2020世纪世纪世纪世纪7070年代前就年代前就年代前就年代前就已经形成；已经形成；已经形成；已经形成；FF现代土力学在现代土力学在现代土力学在现代土力学在本构模型理论、计算方法、非饱和土力学本构模型理论、计算方法、非饱和土力学本构模型理论、计算方法、非饱和土力学本构模型理论、计算方法、非饱和土力学有较大有较大有较大有较大发展；量测技术的提高；土动力学理论、分析方法、测试手段发展；量测技术的提高；土动力学理论、分析方法、测试手段发展；量测技术的提高；土动力学理论、分析方法、测试手段发展；量测技术的提高；土动力学理论、分析方法、测试手段有很大发展和提高。有很大发展和提高。有很大发展和提高。有很大发展和提高。2024/8/22第一章土的物理性质及分类第一章土的物理性质及分类1-1 土的形成1-2 土的组成1-3 土的结构1-4 土的物理性质指标1-5 粘性土的物理特征1-6 无粘性土的密实度1-7 粉土的密实度与湿度1-8 土的工程分类土的液、塑限试验第二章第二章 土的渗透性土的渗透性2-1 概 述2-2 达西渗透定律2-3 渗透系数的测定2-4 二向渗流和流网的特征2-5 渗流力及渗透稳定性2-6 孔隙水应力和有效应力土的渗透性试验第三章第三章 土体应力计算土体应力计算3-1 概 述3-2 地基中的自重应力3-3 基底压力与基底附加应力3-4 地基中的附加应力计算3-5 土坝自重应力与坝基附加应力第四章第四章 土的压缩与固结土的压缩与固结4-1 概 述4-2 土的压缩特性4-3 单向压缩量公式4-4 地基沉降计算4-5 地基沉降与时间关系土的压缩性试验第五章第五章 土的抗剪强度土的抗剪强度5-1 概述5-2 土的抗剪强度理论5-3 确定强度指标的试验5-4 三轴压缩试验中的孔隙应力系数5-5 三轴试验中土的剪切性状土的抗剪强度试验第六章第六章 土压力土压力6-1 概述6-2 朗肯土压力理论6-3 库仑土压力理论6-4 朗肯理论与库仑理论比较第七章第七章 地基承载力地基承载力7-1 概述7-2 地基临界荷载7-3 地基极限承载力第八章第八章 土坡稳定分析土坡稳定分析8-1 概述8-2 无粘性土坡稳定性8-3 粘性土坡稳定性8-4 土坡稳定性的影响因素2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类1-1 1-1 土的形成土的形成土土是松散颗粒的堆积物，是岩石风化的产物。是松散颗粒的堆积物，是岩石风化的产物。土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物根据来源分：根据来源分：有机土（有机质含量有机土（有机质含量5%以上）和无机土以上）和无机土岩石风化分为物理风化和化学风化。岩石风化分为物理风化和化学风化。物理风化：物理风化：岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，或受波浪的冲击、地岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，或受波浪的冲击、地震等引起各种力的作用，温度的变化、冻胀等因素使整体岩石产生震等引起各种力的作用，温度的变化、冻胀等因素使整体岩石产生裂隙、崩解碎裂成岩块、岩屑的过程。裂隙、崩解碎裂成岩块、岩屑的过程。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类1-1 1-1 土的形成土的形成化学风化：化学风化：化学风化：化学风化：岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化碳等各种气体、岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化碳等各种气体、岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化碳等各种气体、岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化碳等各种气体、水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化作用，使这水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化作用，使这水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化作用，使这水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化作用，使这些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为极细颗粒极细颗粒极细颗粒极细颗粒的过程。的过程。的过程。的过程。特征：特征：特征：特征：FF物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗；物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗；物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗；物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗；FF化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风化，只不过哪种占优而已。化，只不过哪种占优而已。化，只不过哪种占优而已。化，只不过哪种占优而已。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类土从其堆积或沉积的条件来看可分为：土从其堆积或沉积的条件来看可分为：土从其堆积或沉积的条件来看可分为：土从其堆积或沉积的条件来看可分为：残积土：残积土：残积土：残积土：岩石风化后仍留在原地的堆积物。岩石风化后仍留在原地的堆积物。岩石风化后仍留在原地的堆积物。岩石风化后仍留在原地的堆积物。特点：特点：特点：特点：湿热地带，粘土，深厚，松软，易变；湿热地带，粘土，深厚，松软，易变；湿热地带，粘土，深厚，松软，易变；湿热地带，粘土，深厚，松软，易变； 寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定。寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定。寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定。寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类运积土：运积土：运积土：运积土：岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等搬运岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等搬运岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等搬运岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等搬运离开生成地点后再沉积下来的堆积物。又分为冲积土、风积离开生成地点后再沉积下来的堆积物。又分为冲积土、风积离开生成地点后再沉积下来的堆积物。又分为冲积土、风积离开生成地点后再沉积下来的堆积物。又分为冲积土、风积土、冰碛土和沼泽土等。土、冰碛土和沼泽土等。土、冰碛土和沼泽土等。土、冰碛土和沼泽土等。 冲积土：冲积土：冲积土：冲积土：由水流冲积而成；由水流冲积而成；由水流冲积而成；由水流冲积而成；颗粒分选、浑圆光滑颗粒分选、浑圆光滑颗粒分选、浑圆光滑颗粒分选、浑圆光滑 （河流、海洋和湖泊）（河流、海洋和湖泊）（河流、海洋和湖泊）（河流、海洋和湖泊） 风积土：风积土：风积土：风积土：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积物；物；物；物；没有层理、细砂或粉粒；没有层理、细砂或粉粒；没有层理、细砂或粉粒；没有层理、细砂或粉粒；黄土黄土黄土黄土 冰碛土：冰碛土：冰碛土：冰碛土：由冰川剥落、搬运形成的堆积物；由冰川剥落、搬运形成的堆积物；由冰川剥落、搬运形成的堆积物；由冰川剥落、搬运形成的堆积物；不成层、从漂石到不成层、从漂石到不成层、从漂石到不成层、从漂石到粘粒粘粒粘粒粘粒 沼泽土：沼泽土：沼泽土：沼泽土：在沼泽地的沉积物；在沼泽地的沉积物；在沼泽地的沉积物；在沼泽地的沉积物；含有机质、压缩性高、强度低含有机质、压缩性高、强度低含有机质、压缩性高、强度低含有机质、压缩性高、强度低2024/8/221-2 1-2 土的组成土的组成第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类 土是固体颗粒、水和空气的混合土是固体颗粒、水和空气的混合土是固体颗粒、水和空气的混合土是固体颗粒、水和空气的混合物，常称土为三相系。物，常称土为三相系。物，常称土为三相系。物，常称土为三相系。 固相：固相：固相：固相：土的颗粒、粒间胶结物；土的颗粒、粒间胶结物；土的颗粒、粒间胶结物；土的颗粒、粒间胶结物； 液相：液相：液相：液相：土体孔隙中的水；土体孔隙中的水；土体孔隙中的水；土体孔隙中的水； 气相：气相：气相：气相：孔隙中的空气。孔隙中的空气。孔隙中的空气。孔隙中的空气。2024/8/221-2 1-2 土的组成土的组成第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类?当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为饱和土饱和土饱和土饱和土；?当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为干土干土干土干土；?一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为湿土湿土湿土湿土。根据土的粘性分：根据土的粘性分：根据土的粘性分：根据土的粘性分：粘性土：粘性土：粘性土：粘性土：颗粒很细；颗粒很细；颗粒很细；颗粒很细； 无粘性土：无粘性土：无粘性土：无粘性土：颗粒较粗，甚至很大。颗粒较粗，甚至很大。颗粒较粗，甚至很大。颗粒较粗，甚至很大。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类一、土的固相一、土的固相一、土的固相一、土的固相（一）成土矿物一）成土矿物一）成土矿物一）成土矿物原生矿物：原生矿物：原生矿物：原生矿物：由物理风化生成的土粒；颗粒较粗，一般为无由物理风化生成的土粒；颗粒较粗，一般为无由物理风化生成的土粒；颗粒较粗，一般为无由物理风化生成的土粒；颗粒较粗，一般为无粘性土；石英、长石、云母等；粘性土；石英、长石、云母等；粘性土；石英、长石、云母等；粘性土；石英、长石、云母等；圆形、板状、块状圆形、板状、块状圆形、板状、块状圆形、板状、块状；吸水；吸水；吸水；吸水力弱、稳定、无塑性；砂多为石英。力弱、稳定、无塑性；砂多为石英。力弱、稳定、无塑性；砂多为石英。力弱、稳定、无塑性；砂多为石英。次生矿物：次生矿物：次生矿物：次生矿物：由原生矿物经化学风化作用而形成的矿物。颗由原生矿物经化学风化作用而形成的矿物。颗由原生矿物经化学风化作用而形成的矿物。颗由原生矿物经化学风化作用而形成的矿物。颗粒较细，一般为粘土矿物，形成粘性土。高岭石、伊利石、粒较细，一般为粘土矿物，形成粘性土。高岭石、伊利石、粒较细，一般为粘土矿物，形成粘性土。高岭石、伊利石、粒较细，一般为粘土矿物，形成粘性土。高岭石、伊利石、蒙脱石；片状、极细；吸水力强、活泼、有塑性。蒙脱石；片状、极细；吸水力强、活泼、有塑性。蒙脱石；片状、极细；吸水力强、活泼、有塑性。蒙脱石；片状、极细；吸水力强、活泼、有塑性。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类一、土的固相一、土的固相一、土的固相一、土的固相（二）粘土矿物的晶体结构（二）粘土矿物的晶体结构（二）粘土矿物的晶体结构（二）粘土矿物的晶体结构粘土矿物：粘土矿物：粘土矿物：粘土矿物：由各种硅酸盐矿物分解形成的由各种硅酸盐矿物分解形成的由各种硅酸盐矿物分解形成的由各种硅酸盐矿物分解形成的水铝硅酸盐矿物水铝硅酸盐矿物水铝硅酸盐矿物水铝硅酸盐矿物。其结构可分为晶体和非晶体，以其结构可分为晶体和非晶体，以其结构可分为晶体和非晶体，以其结构可分为晶体和非晶体，以晶体矿物晶体矿物晶体矿物晶体矿物为主。为主。为主。为主。硅片：硅片：硅片：硅片：基本单元是硅氧四面体，底面每基本单元是硅氧四面体，底面每基本单元是硅氧四面体，底面每基本单元是硅氧四面体，底面每个氧离子为个氧离子为个氧离子为个氧离子为2 2个相邻单元的硅原子共有组成个相邻单元的硅原子共有组成个相邻单元的硅原子共有组成个相邻单元的硅原子共有组成六边形孔硅片；六边形孔硅片；六边形孔硅片；六边形孔硅片；铝片：铝片：铝片：铝片：铝（镁）氢氧（氧）八面体，每铝（镁）氢氧（氧）八面体，每铝（镁）氢氧（氧）八面体，每铝（镁）氢氧（氧）八面体，每个氢氧离子为个氢氧离子为个氢氧离子为个氢氧离子为2 2个相邻单元的铝原子共有组个相邻单元的铝原子共有组个相邻单元的铝原子共有组个相邻单元的铝原子共有组成铝片；成铝片；成铝片；成铝片；2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类一、土的固相一、土的固相一、土的固相一、土的固相（二）粘土矿物的晶体结构（二）粘土矿物的晶体结构（二）粘土矿物的晶体结构（二）粘土矿物的晶体结构粘土矿物：粘土矿物：粘土矿物：粘土矿物：高岭石：高岭石：高岭石：高岭石：长石风化产物，长石风化产物，长石风化产物，长石风化产物，1 1：1 1型晶格，一个型晶格，一个型晶格，一个型晶格，一个硅片一个铝片一个晶层，晶层靠氢键连硅片一个铝片一个晶层，晶层靠氢键连硅片一个铝片一个晶层，晶层靠氢键连硅片一个铝片一个晶层，晶层靠氢键连接，一个颗粒多达近百个晶层。接，一个颗粒多达近百个晶层。接，一个颗粒多达近百个晶层。接，一个颗粒多达近百个晶层。伊利石：伊利石：伊利石：伊利石：云母在碱性介质中风化产物，云母在碱性介质中风化产物，云母在碱性介质中风化产物，云母在碱性介质中风化产物， 2 2：1 1型晶格，二个硅片一个铝片一个晶层，型晶格，二个硅片一个铝片一个晶层，型晶格，二个硅片一个铝片一个晶层，型晶格，二个硅片一个铝片一个晶层，晶层靠钾离子连接，比较稳定，但不如氢键；晶层靠钾离子连接，比较稳定，但不如氢键；晶层靠钾离子连接，比较稳定，但不如氢键；晶层靠钾离子连接，比较稳定，但不如氢键；蒙脱石：蒙脱石：蒙脱石：蒙脱石：伊利石进一步风化，伊利石进一步风化，伊利石进一步风化，伊利石进一步风化， 2 2：1 1型晶格，型晶格，型晶格，型晶格，晶层没有钾离子连接，而是有水分子进入；晶层没有钾离子连接，而是有水分子进入；晶层没有钾离子连接，而是有水分子进入；晶层没有钾离子连接，而是有水分子进入；连接弱。连接弱。连接弱。连接弱。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类一、土的固相一、土的固相一、土的固相一、土的固相（三）土粒的大小和土的级配（三）土粒的大小和土的级配（三）土粒的大小和土的级配（三）土粒的大小和土的级配粒组：粒组：粒组：粒组：把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的土粒含量定把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的土粒含量定把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的土粒含量定把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的土粒含量定义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比。义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比。义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比。义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比。土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（四）颗粒大小分析试验（四）颗粒大小分析试验（四）颗粒大小分析试验（四）颗粒大小分析试验 测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数，确定粒径分测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数，确定粒径分测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数，确定粒径分测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数，确定粒径分布范围的试验称为土的颗粒大小分析试验。布范围的试验称为土的颗粒大小分析试验。布范围的试验称为土的颗粒大小分析试验。布范围的试验称为土的颗粒大小分析试验。常用的方法：常用的方法：常用的方法：常用的方法：筛分法：筛分法：筛分法：筛分法：粒径粒径粒径粒径0.0750.075mmmm 密度计法：密度计法：密度计法：密度计法：粒径粒径粒径粒径0.0750.0750.075mmmm，又有粒径又有粒径又有粒径又有粒径0.0750.075mmmm 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（四）颗粒大小分析试验（四）颗粒大小分析试验1.筛分法筛分法 利用一套孔径由大到小的利用一套孔径由大到小的筛子筛子，将按规定方法取，将按规定方法取得的一定质量的干试样放入一次叠好的筛中，置振筛得的一定质量的干试样放入一次叠好的筛中，置振筛机上充分振摇后，称出留在各级筛上的土粒的质量，机上充分振摇后，称出留在各级筛上的土粒的质量，按下式计算出小于某土粒粒径的土粒含量百分数按下式计算出小于某土粒粒径的土粒含量百分数X（）（）式中：式中：mi，m分别为小于某粒径的土粒质量及试样分别为小于某粒径的土粒质量及试样 总质量总质量2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类2.密度计法密度计法 利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量的方法。定小于某粒径的土粒含量的方法。通过通过密度计密度计测定土水悬浊液的密度来确定。测定土水悬浊液的密度来确定。根据斯托克斯（根据斯托克斯（1845）定律：）定律：2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类3.土的级配曲线土的级配曲线（1）粒径分布曲线）粒径分布曲线 （累积曲线）（累积曲线）（2）粒组频率曲线）粒组频率曲线粒径分布曲线粒组频率曲线2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类( (五五五五) )颗粒分析试验曲线的主要用途颗粒分析试验曲线的主要用途颗粒分析试验曲线的主要用途颗粒分析试验曲线的主要用途按粒径分布曲线按粒径分布曲线按粒径分布曲线按粒径分布曲线（累积曲线）（累积曲线）（累积曲线）（累积曲线）可求得：可求得：可求得：可求得： （1 1）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评估土的工）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评估土的工）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评估土的工）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评估土的工程性质；程性质；程性质；程性质； （2 2）某些特性粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。）某些特性粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。）某些特性粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。）某些特性粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。 根据某些特征粒径，可得到两个有用的指标，即不均匀系数根据某些特征粒径，可得到两个有用的指标，即不均匀系数根据某些特征粒径，可得到两个有用的指标，即不均匀系数根据某些特征粒径，可得到两个有用的指标，即不均匀系数CuCu和曲和曲和曲和曲率系数率系数率系数率系数CcCc，它们的定义为：它们的定义为：它们的定义为：它们的定义为： （1133）2024/8/22 (1 (14)4)式中：式中：式中：式中：d d1010，d d3030和和和和d d6060为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为为为为1010，3030和和和和6060时所对应的粒径。时所对应的粒径。时所对应的粒径。时所对应的粒径。 d d1010称为有效粒径；称为有效粒径；称为有效粒径；称为有效粒径； d d6060称为限制粒径。称为限制粒径。称为限制粒径。称为限制粒径。第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类2024/8/22 土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲线（累（累（累（累积曲线）积曲线）积曲线）积曲线）的形状来决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可用不的形状来决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可用不的形状来决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可用不的形状来决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可用不均匀系数和曲率系数来衡量。均匀系数和曲率系数来衡量。均匀系数和曲率系数来衡量。均匀系数和曲率系数来衡量。 Cu Cu小，曲线陡；小，曲线陡；小，曲线陡；小，曲线陡；CuCu大，易压密；大，易压密；大，易压密；大，易压密； Cc Cc过大，台阶在过大，台阶在过大，台阶在过大，台阶在d10d30d10d30间；间；间；间； CcCc过小，台阶在过小，台阶在过小，台阶在过小，台阶在d30d60d30d60间；间；间；间；第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类土的级配的连续性也可用粒组土的级配的连续性也可用粒组土的级配的连续性也可用粒组土的级配的连续性也可用粒组频率曲线频率曲线频率曲线频率曲线来反映。双峰，谷点来反映。双峰，谷点来反映。双峰，谷点来反映。双峰，谷点33，不连续；，不连续；，不连续；，不连续；规范：纯净砾、砂，规范：纯净砾、砂，规范：纯净砾、砂，规范：纯净砾、砂，Cu5Cu5，且且且且Cc=13Cc=13时，级配良好，否则，不良。时，级配良好，否则，不良。时，级配良好，否则，不良。时，级配良好，否则，不良。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、土的液相二、土的液相二、土的液相二、土的液相（一）吸着水（一）吸着水（一）吸着水（一）吸着水由土颗粒表面电分子力吸由土颗粒表面电分子力吸由土颗粒表面电分子力吸由土颗粒表面电分子力吸附在土粒表面的一层水。附在土粒表面的一层水。附在土粒表面的一层水。附在土粒表面的一层水。吸着水可分为吸着水可分为吸着水可分为吸着水可分为强吸着水和强吸着水和强吸着水和强吸着水和弱吸着水弱吸着水弱吸着水弱吸着水。 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、土的液相二、土的液相二、土的液相二、土的液相（一）吸着水（一）吸着水（一）吸着水（一）吸着水大多数粘粒表面带有净的负电荷大多数粘粒表面带有净的负电荷大多数粘粒表面带有净的负电荷大多数粘粒表面带有净的负电荷: :1.1.原子替代原子替代原子替代原子替代; ;2.2.断键断键断键断键; ;3.3.氢氧离子中的氢离子被离解氢氧离子中的氢离子被离解氢氧离子中的氢离子被离解氢氧离子中的氢离子被离解; ;吸着水形成原因吸着水形成原因吸着水形成原因吸着水形成原因: : 土粒表面的负电荷土粒表面的负电荷土粒表面的负电荷土粒表面的负电荷,阳离子阳离子阳离子阳离子,氢键。氢键。氢键。氢键。 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、土的液相二、土的液相二、土的液相二、土的液相（一）吸着水（一）吸着水（一）吸着水（一）吸着水 强吸着水性质接近于固体，冰点很低，沸点较高，且不能传递强吸着水性质接近于固体，冰点很低，沸点较高，且不能传递强吸着水性质接近于固体，冰点很低，沸点较高，且不能传递强吸着水性质接近于固体，冰点很低，沸点较高，且不能传递压力。压力。压力。压力。 弱吸着水也称为薄膜水，不能传递压力，也不能在孔隙水中自弱吸着水也称为薄膜水，不能传递压力，也不能在孔隙水中自弱吸着水也称为薄膜水，不能传递压力，也不能在孔隙水中自弱吸着水也称为薄膜水，不能传递压力，也不能在孔隙水中自由流动，但它可以因电场引力的作用从水膜厚的地方向水膜薄的地由流动，但它可以因电场引力的作用从水膜厚的地方向水膜薄的地由流动，但它可以因电场引力的作用从水膜厚的地方向水膜薄的地由流动，但它可以因电场引力的作用从水膜厚的地方向水膜薄的地方转移。由于它的存在，使土具有塑性、粘性、影响土的压缩性和方转移。由于它的存在，使土具有塑性、粘性、影响土的压缩性和方转移。由于它的存在，使土具有塑性、粘性、影响土的压缩性和方转移。由于它的存在，使土具有塑性、粘性、影响土的压缩性和强度，并使土的透水性变小。强度，并使土的透水性变小。强度，并使土的透水性变小。强度，并使土的透水性变小。吸着水厚度影响因素：吸着水厚度影响因素：吸着水厚度影响因素：吸着水厚度影响因素：成土矿物；阳离子浓度及化学性质成土矿物；阳离子浓度及化学性质成土矿物；阳离子浓度及化学性质成土矿物；阳离子浓度及化学性质 ( (阳离子价低阳离子价低阳离子价低阳离子价低,厚厚厚厚; ; 阳离子浓度高阳离子浓度高阳离子浓度高阳离子浓度高,薄薄薄薄)。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类(二）自由水二）自由水二）自由水二）自由水离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用的水称离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用的水称离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用的水称离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用的水称为为为为自由水。自由水。自由水。自由水。（分为（分为（分为（分为毛细管水毛细管水毛细管水毛细管水和重力水和重力水和重力水和重力水）1.1.毛细管水毛细管水毛细管水毛细管水土中存在许多大小不同的相互连通土中存在许多大小不同的相互连通土中存在许多大小不同的相互连通土中存在许多大小不同的相互连通的弯曲孔道，由于水分子与土粒分的弯曲孔道，由于水分子与土粒分的弯曲孔道，由于水分子与土粒分的弯曲孔道，由于水分子与土粒分子之间的附着力和水气界面上的表子之间的附着力和水气界面上的表子之间的附着力和水气界面上的表子之间的附着力和水气界面上的表面张力，于是，将引起迫使相邻土面张力，于是，将引起迫使相邻土面张力，于是，将引起迫使相邻土面张力，于是，将引起迫使相邻土粒相互积紧的压力，这个压力称为粒相互积紧的压力，这个压力称为粒相互积紧的压力，这个压力称为粒相互积紧的压力，这个压力称为毛管水压力毛管水压力毛管水压力毛管水压力。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类!在潮湿的粉、细砂中孔隙水仅存在于土粒接触点周围，彼此是不连在潮湿的粉、细砂中孔隙水仅存在于土粒接触点周围，彼此是不连在潮湿的粉、细砂中孔隙水仅存在于土粒接触点周围，彼此是不连在潮湿的粉、细砂中孔隙水仅存在于土粒接触点周围，彼此是不连续的。这时，由于空袭中的气与大气连通，因此，孔隙中的压力亦将续的。这时，由于空袭中的气与大气连通，因此，孔隙中的压力亦将续的。这时，由于空袭中的气与大气连通，因此，孔隙中的压力亦将续的。这时，由于空袭中的气与大气连通，因此，孔隙中的压力亦将小于大气压力。小于大气压力。小于大气压力。小于大气压力。!由毛管水压力引起的摩擦阻力犹如给予砂土以某些粘聚力，以致在由毛管水压力引起的摩擦阻力犹如给予砂土以某些粘聚力，以致在由毛管水压力引起的摩擦阻力犹如给予砂土以某些粘聚力，以致在由毛管水压力引起的摩擦阻力犹如给予砂土以某些粘聚力，以致在潮湿的砂土中能开挖一定高度的直立坑壁。但一旦砂土被水浸饱和，潮湿的砂土中能开挖一定高度的直立坑壁。但一旦砂土被水浸饱和，潮湿的砂土中能开挖一定高度的直立坑壁。但一旦砂土被水浸饱和，潮湿的砂土中能开挖一定高度的直立坑壁。但一旦砂土被水浸饱和，则弯液面消失，毛管水压力变为零，这种粘聚力液就不再存在。把这则弯液面消失，毛管水压力变为零，这种粘聚力液就不再存在。把这则弯液面消失，毛管水压力变为零，这种粘聚力液就不再存在。把这则弯液面消失，毛管水压力变为零，这种粘聚力液就不再存在。把这种粘聚力称为种粘聚力称为种粘聚力称为种粘聚力称为假粘聚力假粘聚力假粘聚力假粘聚力。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类2.2.重力水重力水重力水重力水在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称为重力水。在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称为重力水。在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称为重力水。在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称为重力水。具有溶解能力，能传递静水和动水压力，对土颗粒有浮力作用。具有溶解能力，能传递静水和动水压力，对土颗粒有浮力作用。具有溶解能力，能传递静水和动水压力，对土颗粒有浮力作用。具有溶解能力，能传递静水和动水压力，对土颗粒有浮力作用。当它在土孔隙中流动时，对所流经的土体施加渗流力（亦称动水压当它在土孔隙中流动时，对所流经的土体施加渗流力（亦称动水压当它在土孔隙中流动时，对所流经的土体施加渗流力（亦称动水压当它在土孔隙中流动时，对所流经的土体施加渗流力（亦称动水压力、渗透力），计算中应考虑其影响。力、渗透力），计算中应考虑其影响。力、渗透力），计算中应考虑其影响。力、渗透力），计算中应考虑其影响。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类三、土的气相三、土的气相三、土的气相三、土的气相 存在土中的气体分为两种基本类型：存在土中的气体分为两种基本类型：存在土中的气体分为两种基本类型：存在土中的气体分为两种基本类型： 一种是与大气连通的气体；一种是与大气连通的气体；一种是与大气连通的气体；一种是与大气连通的气体； 另一种是与大气不连通的以气泡形式存在的封闭气体。另一种是与大气不连通的以气泡形式存在的封闭气体。另一种是与大气不连通的以气泡形式存在的封闭气体。另一种是与大气不连通的以气泡形式存在的封闭气体。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类一、土粒间的相互作用一、土粒间的相互作用一、土粒间的相互作用一、土粒间的相互作用当粘粒在溶液中沉淀时，粒间引力主要当粘粒在溶液中沉淀时，粒间引力主要当粘粒在溶液中沉淀时，粒间引力主要当粘粒在溶液中沉淀时，粒间引力主要是范得华力（分子键），还有吸着水层是范得华力（分子键），还有吸着水层是范得华力（分子键），还有吸着水层是范得华力（分子键），还有吸着水层中异性电荷引起的静电引力。中异性电荷引起的静电引力。中异性电荷引起的静电引力。中异性电荷引起的静电引力。引力引力引力引力: : :范得华力总是在极性颗粒之间产生引力，范得华力总是在极性颗粒之间产生引力，范得华力总是在极性颗粒之间产生引力，范得华力总是在极性颗粒之间产生引力，但它是一种短程力，约随粒间间距得六但它是一种短程力，约随粒间间距得六但它是一种短程力，约随粒间间距得六但它是一种短程力，约随粒间间距得六次方递减，而与溶液的性质无关。次方递减，而与溶液的性质无关。次方递减，而与溶液的性质无关。次方递减，而与溶液的性质无关。1-3 1-3 土的结构土的结构2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类一、土粒间的相互作用一、土粒间的相互作用一、土粒间的相互作用一、土粒间的相互作用斥力斥力斥力斥力: : : :在两个土粒互相靠近，使颗粒表面吸着水层相搭接时，吸着水层中的在两个土粒互相靠近，使颗粒表面吸着水层相搭接时，吸着水层中的在两个土粒互相靠近，使颗粒表面吸着水层相搭接时，吸着水层中的在两个土粒互相靠近，使颗粒表面吸着水层相搭接时，吸着水层中的阳离子不足以平衡土粒上得净负电荷就发生粒间斥力。大小取决于溶阳离子不足以平衡土粒上得净负电荷就发生粒间斥力。大小取决于溶阳离子不足以平衡土粒上得净负电荷就发生粒间斥力。大小取决于溶阳离子不足以平衡土粒上得净负电荷就发生粒间斥力。大小取决于溶液的性质，并随粒间间距得指数函数递减。液的性质，并随粒间间距得指数函数递减。液的性质，并随粒间间距得指数函数递减。液的性质，并随粒间间距得指数函数递减。1-3 1-3 土的结构土的结构2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、土的结构二、土的结构二、土的结构二、土的结构（一）单粒结构（一）单粒结构（一）单粒结构（一）单粒结构2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、土的结构二、土的结构二、土的结构二、土的结构（二）蜂窝状结构（二）蜂窝状结构（二）蜂窝状结构（二）蜂窝状结构2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、土的结构二、土的结构二、土的结构二、土的结构（三）絮状结构（三）絮状结构（三）絮状结构（三）絮状结构 角、边与面接触时净引力最大，因此絮状结构的特征是土粒之角、边与面接触时净引力最大，因此絮状结构的特征是土粒之角、边与面接触时净引力最大，因此絮状结构的特征是土粒之角、边与面接触时净引力最大，因此絮状结构的特征是土粒之间以角、边与面的接触或边与边的搭接形式为主。这种结构的土粒呈间以角、边与面的接触或边与边的搭接形式为主。这种结构的土粒呈间以角、边与面的接触或边与边的搭接形式为主。这种结构的土粒呈间以角、边与面的接触或边与边的搭接形式为主。这种结构的土粒呈任意排列，具有较大的孔隙，其强度低，压缩性高，对扰动比较敏感。任意排列，具有较大的孔隙，其强度低，压缩性高，对扰动比较敏感。任意排列，具有较大的孔隙，其强度低，压缩性高，对扰动比较敏感。任意排列，具有较大的孔隙，其强度低，压缩性高，对扰动比较敏感。片堆结构片堆结构2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类三、土的构造三、土的构造三、土的构造三、土的构造土的构造土的构造土的构造土的构造 是土层在空间的赋存状态。表征土层是土层在空间的赋存状态。表征土层是土层在空间的赋存状态。表征土层是土层在空间的赋存状态。表征土层的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征。的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征。的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征。的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征。层理构造：层理构造：层理构造：层理构造： 水平层理构造水平层理构造水平层理构造水平层理构造 交错层理构造交错层理构造交错层理构造交错层理构造2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类1-4 1-4 土的物理性质指标土的物理性质指标可分为两类：可分为两类：可分为两类：可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为一类是必须通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为一类是必须通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为一类是必须通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接指标直接指标直接指标直接指标另一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为另一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为另一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为另一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标间接指标间接指标间接指标2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类1-4 1-4 土的物理性质指标土的物理性质指标一、试验直接测定的物理性质指标一、试验直接测定的物理性质指标（一）土的密度（一）土的密度与重度与重度土的密度定义为单位体积土的质量，用土的密度定义为单位体积土的质量，用表示，单位为表示，单位为kg/m3(或或g/cm3)。表达式如下：表达式如下： 对于粘性土，土的密度常用对于粘性土，土的密度常用环刀法环刀法测定。测定。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类土的重度土的重度亦称为容重，定义为亦称为容重，定义为单位体积土的重量单位体积土的重量，用，用表示，单位表示，单位为为kN/m3。表达式如下：表达式如下： 式中：式中：W土的重量，单位为土的重量，单位为kN； g重力加速度。重力加速度。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（二）土粒比重（二）土粒比重（二）土粒比重（二）土粒比重d dss土粒比重定义为土粒比重定义为土粒比重定义为土粒比重定义为土粒的质量（或重量）与同体积土粒的质量（或重量）与同体积土粒的质量（或重量）与同体积土粒的质量（或重量）与同体积4 4时纯水的质量时纯水的质量时纯水的质量时纯水的质量（或重量）之比（或重量）之比（或重量）之比（或重量）之比（无因次），其表达式为：（无因次），其表达式为：（无因次），其表达式为：（无因次），其表达式为： 或或或或 式中：式中：式中：式中： ss土粒的密度，即土粒单位体积的质量；土粒的密度，即土粒单位体积的质量；土粒的密度，即土粒单位体积的质量；土粒的密度，即土粒单位体积的质量；（ ww）4 444时纯水的密度，时纯水的密度，时纯水的密度，时纯水的密度，1 1g/cmg/cm33（ ww）4 444时纯水的重度。时纯水的重度。时纯水的重度。时纯水的重度。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类土粒比重常用土粒比重常用比重瓶法比重瓶法测定，事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质测定，事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量。然后把烘干土若干克装入该空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加量。然后把烘干土若干克装入该空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加土加水的质量，按下式计算土粒比重：土加水的质量，按下式计算土粒比重： 式中：式中：m1瓶加水的质量；瓶加水的质量； m2瓶加土加水的质量；瓶加土加水的质量； ms烘干土的质量。烘干土的质量。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（三）土的含水率（三）土的含水率（三）土的含水率（三）土的含水率ww 土的含水率，曾称为含水量，定义为土中水的质量与土粒的质量土的含水率，曾称为含水量，定义为土中水的质量与土粒的质量土的含水率，曾称为含水量，定义为土中水的质量与土粒的质量土的含水率，曾称为含水量，定义为土中水的质量与土粒的质量之比，以百分数表示，其表达式为：之比，以百分数表示，其表达式为：之比，以百分数表示，其表达式为：之比，以百分数表示，其表达式为： 测定含水率常用的方法是测定含水率常用的方法是测定含水率常用的方法是测定含水率常用的方法是烘干法烘干法烘干法烘干法，先称出天然土的质量，然后放，先称出天然土的质量，然后放，先称出天然土的质量，然后放，先称出天然土的质量，然后放在烘箱中，在在烘箱中，在在烘箱中，在在烘箱中，在100100105105常温下烘干，称得干土质量，按上式可常温下烘干，称得干土质量，按上式可常温下烘干，称得干土质量，按上式可常温下烘干，称得干土质量，按上式可算得。算得。算得。算得。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、间接换算得物理性质指标二、间接换算得物理性质指标二、间接换算得物理性质指标二、间接换算得物理性质指标（一）土的孔隙比（一）土的孔隙比（一）土的孔隙比（一）土的孔隙比e e定义：土中定义：土中定义：土中定义：土中孔隙的体积与土粒的体积孔隙的体积与土粒的体积孔隙的体积与土粒的体积孔隙的体积与土粒的体积之比，以小数表示，其表达式为之比，以小数表示，其表达式为之比，以小数表示，其表达式为之比，以小数表示，其表达式为 （二）土的孔隙率（二）土的孔隙率（二）土的孔隙率（二）土的孔隙率n n定义：土中定义：土中定义：土中定义：土中孔隙的体积与土的总体积孔隙的体积与土的总体积孔隙的体积与土的总体积孔隙的体积与土的总体积之比，或单位体积内孔隙的体积，之比，或单位体积内孔隙的体积，之比，或单位体积内孔隙的体积，之比，或单位体积内孔隙的体积，以百分数表示，其表达式为：以百分数表示，其表达式为：以百分数表示，其表达式为：以百分数表示，其表达式为： 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（三）土的饱和度（三）土的饱和度（三）土的饱和度（三）土的饱和度SSrr定义：土中定义：土中定义：土中定义：土中孔隙水的体积与孔隙体积孔隙水的体积与孔隙体积孔隙水的体积与孔隙体积孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示，其表达式之比，以百分数表示，其表达式之比，以百分数表示，其表达式之比，以百分数表示，其表达式为：为：为：为： 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类土的干重度：土的干重度：土的干重度：土的干重度：单位体积内土粒的重量单位体积内土粒的重量单位体积内土粒的重量单位体积内土粒的重量，表达式为：，表达式为：，表达式为：，表达式为： 土烘干，体积要减小，因而，土的干密度不等于烘干土的密度。土的干土烘干，体积要减小，因而，土的干密度不等于烘干土的密度。土的干土烘干，体积要减小，因而，土的干密度不等于烘干土的密度。土的干土烘干，体积要减小，因而，土的干密度不等于烘干土的密度。土的干密度或干重度也是评定土密实程度的指标，干密度或干重度愈大表明土密度或干重度也是评定土密实程度的指标，干密度或干重度愈大表明土密度或干重度也是评定土密实程度的指标，干密度或干重度愈大表明土密度或干重度也是评定土密实程度的指标，干密度或干重度愈大表明土愈密实，反之愈疏松。愈密实，反之愈疏松。愈密实，反之愈疏松。愈密实，反之愈疏松。（四）干密度（四）干密度（四）干密度（四）干密度dd与干重度与干重度与干重度与干重度dd土的干密度：土的干密度：土的干密度：土的干密度：单位体积内土粒的质量单位体积内土粒的质量单位体积内土粒的质量单位体积内土粒的质量，表达式：，表达式：，表达式：，表达式： 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（五）饱和密度（五）饱和密度（五）饱和密度（五）饱和密度satsat与饱和重度与饱和重度与饱和重度与饱和重度satsat饱和密度定义：土中饱和密度定义：土中饱和密度定义：土中饱和密度定义：土中孔隙完全被水充满孔隙完全被水充满孔隙完全被水充满孔隙完全被水充满土处于饱和状态时单位体积土的土处于饱和状态时单位体积土的土处于饱和状态时单位体积土的土处于饱和状态时单位体积土的质量。表达式为：质量。表达式为：质量。表达式为：质量。表达式为： 在饱和状态下，单位体积土的重量称为饱和重度，其表达式为：在饱和状态下，单位体积土的重量称为饱和重度，其表达式为：在饱和状态下，单位体积土的重量称为饱和重度，其表达式为：在饱和状态下，单位体积土的重量称为饱和重度，其表达式为：2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（六）浮密度（六）浮密度（六）浮密度（六）浮密度与浮重度（有效重度）与浮重度（有效重度）与浮重度（有效重度）与浮重度（有效重度） 土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量减小，因此提出了浮土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量减小，因此提出了浮土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量减小，因此提出了浮土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量减小，因此提出了浮重度，即有效重度的概念，其表达式为：重度，即有效重度的概念，其表达式为：重度，即有效重度的概念，其表达式为：重度，即有效重度的概念，其表达式为： 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类与其相应，提出了浮密度的概念，土的浮密度是与其相应，提出了浮密度的概念，土的浮密度是与其相应，提出了浮密度的概念，土的浮密度是与其相应，提出了浮密度的概念，土的浮密度是单位体积内的土粒单位体积内的土粒单位体积内的土粒单位体积内的土粒质量与同体积水质量之差质量与同体积水质量之差质量与同体积水质量之差质量与同体积水质量之差，其表达式为：，其表达式为：，其表达式为：，其表达式为： 或或或或从上述四种土的密度或重度的定义可知，同一土样各种密度或重度从上述四种土的密度或重度的定义可知，同一土样各种密度或重度从上述四种土的密度或重度的定义可知，同一土样各种密度或重度从上述四种土的密度或重度的定义可知，同一土样各种密度或重度在数值上有如下关系：在数值上有如下关系：在数值上有如下关系：在数值上有如下关系：2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类三、物理性质指标间的换算三、物理性质指标间的换算三、物理性质指标间的换算三、物理性质指标间的换算常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三个，通过换算可以求常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三个，通过换算可以求常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三个，通过换算可以求常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三个，通过换算可以求出其余的六个。出其余的六个。出其余的六个。出其余的六个。（一）孔隙比与孔隙率的关系（一）孔隙比与孔隙率的关系（一）孔隙比与孔隙率的关系（一）孔隙比与孔隙率的关系设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为1 1，则，则，则，则e=Ve=Vvv/V/V可知，孔隙的体积可知，孔隙的体积可知，孔隙的体积可知，孔隙的体积V Vvv为为为为e e，土体的土体的土体的土体的体积体积体积体积V V为（为（为（为（1 1e e），），），），于是有：于是有：于是有：于是有： 或或或或 三相示意图（三相示意图（aa）2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（二）干密度与湿密度和含水率的关系二）干密度与湿密度和含水率的关系二）干密度与湿密度和含水率的关系二）干密度与湿密度和含水率的关系设土体的体积设土体的体积设土体的体积设土体的体积V V为为为为1 1，则，则，则，则 dd = = mmss / /V V，土体内土粒的质量土体内土粒的质量土体内土粒的质量土体内土粒的质量mmss为为为为 dd，由由由由w= mw= mww / m / mss水的质量水的质量水的质量水的质量mmww为为为为w w dd。于是，按定义可得：于是，按定义可得：于是，按定义可得：于是，按定义可得： 或或或或 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（三）孔隙比与比重和干密度的关系（三）孔隙比与比重和干密度的关系（三）孔隙比与比重和干密度的关系（三）孔隙比与比重和干密度的关系设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为11，则按，则按，则按，则按e=Ve=Vvv/V/V，孔隙的体积孔隙的体积孔隙的体积孔隙的体积vvvv为为为为ee；由由由由ss mmss / V / Vss得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量mmss为为为为ss。于是，按于是，按于是，按于是，按dd的定义可得：的定义可得：的定义可得：的定义可得：整理得：整理得：整理得：整理得： 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比得关系（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比得关系（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比得关系（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比得关系设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为设土体内土粒的体积为11，则按，则按，则按，则按e=Ve=Vvv/V/V得体积得体积得体积得体积vvvv=ee；由由由由ss m mss / V / Vss得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量mmss=ss。按按按按w= mw= mww / m / mss ，水得质量，水得质量，水得质量，水得质量mmww=wwss，则水得体则水得体则水得体则水得体积积积积vvww= m= mww / / ww =wwss/ww。于是，于是，于是，于是，SrSr定义可得：定义可得：定义可得：定义可得： 当土饱和时，即当土饱和时，即当土饱和时，即当土饱和时，即SrSr为为为为100100，则：，则：，则：，则： 式中：式中：式中：式中：wwsatsat饱和含水率。饱和含水率。饱和含水率。饱和含水率。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（五）浮密度与比重和孔隙比得关系（五）浮密度与比重和孔隙比得关系（五）浮密度与比重和孔隙比得关系（五）浮密度与比重和孔隙比得关系设土体内土粒体积为设土体内土粒体积为设土体内土粒体积为设土体内土粒体积为11，则按，则按，则按，则按e=Ve=Vvv/V/V ，孔隙的体积，孔隙的体积，孔隙的体积，孔隙的体积VVvv为为为为ee；由由由由ss m mss / V/ Vss得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量得土粒的质量mmss为为为为ss。于是可得：于是可得：于是可得：于是可得：2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类【例题【例题【例题【例题1111】某一块试样在天然状态下的体积为某一块试样在天然状态下的体积为某一块试样在天然状态下的体积为某一块试样在天然状态下的体积为6060cmcm33，称得其质量称得其质量称得其质量称得其质量为为为为108108gg，将其烘干后称得质量为将其烘干后称得质量为将其烘干后称得质量为将其烘干后称得质量为96.4396.43gg，根据试验得到的土粒比重根据试验得到的土粒比重根据试验得到的土粒比重根据试验得到的土粒比重ddss为为为为2.72.7，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。隙率和饱和度。隙率和饱和度。隙率和饱和度。【解】（【解】（【解】（【解】（11）已知）已知）已知）已知VV60cm60cm33，m=108gm=108g，则则则则 =m =m v=180 v=180 60=1.8g/cm 60=1.8g/cm332024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（2 2）已知）已知）已知）已知mmss=96.43g=96.43g，则则则则 mmww= =mmmmss=108=10896.43=11.57g96.43=11.57g按式（按式（按式（按式（1 19 9），于是），于是），于是），于是 w= mw= mww m mss11.5711.5796.43=12%96.43=12%（3 3）已知已知已知已知d dss=2.7=2.7，则则则则 V Vss= m= ms s ss=96.43 =96.43 2.72.735.7cm35.7cm33 V Vvv= =V VV Vss=60=6035.735.724.3cm24.3cm33 于是于是于是于是 e= Ve= Vv v V Vss24.3 24.3 35.7=0.6835.7=0.68（4 4）n= Vn= Vv v V V24.3 24.3 60=40.560=40.5（55）根据根据根据根据ww的定义的定义的定义的定义 VVww = m= mww ww=11.57 =11.57 1111.57cm11.57cm33 于是于是于是于是 SStt= = VVww V Vvv=11.57 =11.57 24.324.348482024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类一、粘性土的稠度状态一、粘性土的稠度状态一、粘性土的稠度状态一、粘性土的稠度状态稠度指粘性土的干湿程度或在某一含稠度指粘性土的干湿程度或在某一含稠度指粘性土的干湿程度或在某一含稠度指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的水率下抵抗外力作用而变形或破坏的水率下抵抗外力作用而变形或破坏的水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力，是粘性土最主要的物理状态指能力，是粘性土最主要的物理状态指能力，是粘性土最主要的物理状态指能力，是粘性土最主要的物理状态指标。可用流动、软、可塑、硬等描述标。可用流动、软、可塑、硬等描述标。可用流动、软、可塑、硬等描述标。可用流动、软、可塑、硬等描述四种状态：四种状态：四种状态：四种状态： 固态、半固态、可塑态与流态固态、半固态、可塑态与流态固态、半固态、可塑态与流态固态、半固态、可塑态与流态可塑性：可塑性：可塑性：可塑性：土在外力作用下可改变形状土在外力作用下可改变形状土在外力作用下可改变形状土在外力作用下可改变形状但不显著改变其体积也不开裂，外力但不显著改变其体积也不开裂，外力但不显著改变其体积也不开裂，外力但不显著改变其体积也不开裂，外力卸除厚仍能保持已有的形状。卸除厚仍能保持已有的形状。卸除厚仍能保持已有的形状。卸除厚仍能保持已有的形状。 1-5 1-5 粘性土的物理特征粘性土的物理特征2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、界限含水率及其测定二、界限含水率及其测定二、界限含水率及其测定二、界限含水率及其测定1.1.界限含水率界限含水率界限含水率界限含水率 粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水率来区粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水率来区粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水率来区粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水率来区分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限。分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限。分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限。分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限。液限液限液限液限（WWLL）从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，也就是可从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，也就是可从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，也就是可从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率；塑状态的上限含水率；塑状态的上限含水率；塑状态的上限含水率；塑限塑限塑限塑限（WWpp）从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率；可塑状态的下限含水率；可塑状态的下限含水率；可塑状态的下限含水率；缩限缩限缩限缩限（WWss）从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类2.液、塑限的测定液、塑限的测定测定塑限的方法：搓滚法和测定塑限的方法：搓滚法和液、塑限联合测定法液、塑限联合测定法。测定液限的方法：测定液限的方法：碟式仪法碟式仪法和液、塑限联合测定法。和液、塑限联合测定法。液、塑限联合测定法：液、塑限联合测定法： 塑限塑限5秒入土秒入土2mm时的含水率时的含水率 10mm液限液限 5秒入土秒入土10mm时的含水率时的含水率 17mm液限液限 5秒入土秒入土17mm时的含水率时的含水率2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类2.液、塑限的测定液、塑限的测定 碟式仪法碟式仪法25击合拢长度击合拢长度13mm时含水率为液限。时含水率为液限。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类土的缩限用土的缩限用收缩皿收缩皿法测定，把土料的含水率调制到大于土的液限，然后将法测定，把土料的含水率调制到大于土的液限，然后将试样分层填入收缩皿中，刮平表面，烘干，测出干试样的体积并称量准确试样分层填入收缩皿中，刮平表面，烘干，测出干试样的体积并称量准确至至0.1g后，按下式计算：后，按下式计算： 式中：式中：ws土的缩限（）土的缩限（） w制备时的含水率（）制备时的含水率（）V1湿试样的体积（湿试样的体积（cm3） ，V2干试样的体积（干试样的体积（cm3）2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类三、塑性指数和液性指数三、塑性指数和液性指数三、塑性指数和液性指数三、塑性指数和液性指数1.1.塑性指数塑性指数塑性指数塑性指数塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号去掉百分号去掉百分号去掉百分号）。）。）。）。用用用用IIpp表示，取整数，即：表示，取整数，即：表示，取整数，即：表示，取整数，即：塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类2.2.液性指数液性指数液性指数液性指数粘性土的状态可用液性指数来判别。粘性土的状态可用液性指数来判别。粘性土的状态可用液性指数来判别。粘性土的状态可用液性指数来判别。定义为：定义为：定义为：定义为： 式中：式中：式中：式中：I ILL液性指数，以小数表示；液性指数，以小数表示；液性指数，以小数表示；液性指数，以小数表示； ww土的天然含水率。土的天然含水率。土的天然含水率。土的天然含水率。液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达了天然土所处的状态。了天然土所处的状态。了天然土所处的状态。了天然土所处的状态。 当当当当wwwwpp时，时，时，时， IILL00， 土处于坚硬状态；土处于坚硬状态；土处于坚硬状态；土处于坚硬状态； wwppwwwwLL时，时，时，时，00IILL1.01.0，土处于可塑状态；土处于可塑状态；土处于可塑状态；土处于可塑状态； wwLLww时，时，时，时， IILL1.01.0，土处于流动状态。土处于流动状态。土处于流动状态。土处于流动状态。2024/8/22根据根据IL划分粘性土的物理状态：划分粘性土的物理状态：状态状态坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑液性指数液性指数IL00IL0.250.IL0.50.IL.IL0第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类3.3.天然稠度天然稠度天然稠度天然稠度土的天然稠度指土的液限与天然含水量的差值比塑性指土的天然稠度指土的液限与天然含水量的差值比塑性指土的天然稠度指土的液限与天然含水量的差值比塑性指土的天然稠度指土的液限与天然含水量的差值比塑性指数，用数，用数，用数，用WcWc表示，即：表示，即：表示，即：表示，即： 土基干湿状态的划分见表土基干湿状态的划分见表土基干湿状态的划分见表土基干湿状态的划分见表2-52-52024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性1.1.活动度活动度活动度活动度 反映所含矿物的活动性，用反映所含矿物的活动性，用反映所含矿物的活动性，用反映所含矿物的活动性，用AA表示，即：表示，即：表示，即：表示，即：式中：式中：式中：式中：m m 粒径小于粒径小于粒径小于粒径小于0.002mm0.002mm颗粒含量百分数颗粒含量百分数颗粒含量百分数颗粒含量百分数粘性土按活动性分为三类：粘性土按活动性分为三类：粘性土按活动性分为三类：粘性土按活动性分为三类： 不活动粘性土不活动粘性土不活动粘性土不活动粘性土：. 正常粘性土正常粘性土正常粘性土正常粘性土：. 活动粘性土活动粘性土活动粘性土活动粘性土：. 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性. .灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度 天然状态的粘性土具有一定的结构性，当天然土受到扰动，结构受天然状态的粘性土具有一定的结构性，当天然土受到扰动，结构受天然状态的粘性土具有一定的结构性，当天然土受到扰动，结构受天然状态的粘性土具有一定的结构性，当天然土受到扰动，结构受到破坏、强度降低，用到破坏、强度降低，用到破坏、强度降低，用到破坏、强度降低，用S Stt表示，即：表示，即：表示，即：表示，即：饱和粘性土按灵敏度可分为三类：饱和粘性土按灵敏度可分为三类：饱和粘性土按灵敏度可分为三类：饱和粘性土按灵敏度可分为三类： 低灵敏低灵敏低灵敏低灵敏：SStt 中灵敏中灵敏中灵敏中灵敏：SStt 高灵敏高灵敏高灵敏高灵敏：SStt2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性四、粘性土的活动度、灵敏度和触变性.触变性触变性触变性触变性饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间逐步恢复。后，土的强度又随时间逐步恢复。后，土的强度又随时间逐步恢复。后，土的强度又随时间逐步恢复。 粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。触变性。触变性。触变性。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类1-1-6 6 无粘性土的密实度无粘性土的密实度一、无粘性土的相对密实度一、无粘性土的相对密实度一、无粘性土的相对密实度一、无粘性土的相对密实度常用相对密实度常用相对密实度常用相对密实度常用相对密实度DDrr来衡量无粘性土的松紧程度，其定义为来衡量无粘性土的松紧程度，其定义为来衡量无粘性土的松紧程度，其定义为来衡量无粘性土的松紧程度，其定义为 式中：式中：式中：式中：DDrr相对密实度；相对密实度；相对密实度；相对密实度； e emaxmax无粘性土处在最松状态时的孔隙比；无粘性土处在最松状态时的孔隙比；无粘性土处在最松状态时的孔隙比；无粘性土处在最松状态时的孔隙比； eeminmin无粘性土处在最密状态时的孔隙比；无粘性土处在最密状态时的孔隙比；无粘性土处在最密状态时的孔隙比；无粘性土处在最密状态时的孔隙比； ee00无粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。无粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。无粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。无粘性土得天然孔隙比或填筑孔隙比。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类也可以表示为：也可以表示为： 式中：式中：dmax无粘性土的最大干密度；无粘性土的最大干密度； dmin无粘性土的最小干密度；无粘性土的最小干密度； d无粘性土的天然干密度或填筑干密度。无粘性土的天然干密度或填筑干密度。将风干的无粘性土试样用将风干的无粘性土试样用漏斗法漏斗法测定其最小干密度，用测定其最小干密度，用振击法振击法测定其测定其最大干密度。最大干密度。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类在工程上，用相对密实度在工程上，用相对密实度在工程上，用相对密实度在工程上，用相对密实度DrDr划分无粘性土的状态如下：划分无粘性土的状态如下：划分无粘性土的状态如下：划分无粘性土的状态如下： 0 0Dr1/3 Dr1/3 疏松的疏松的疏松的疏松的 1/31/3Dr2/3 Dr2/3 中密的中密的中密的中密的 2/3 2/3Dr1 Dr1 密实的密实的密实的密实的二、无粘性土密实度的划分其他方法二、无粘性土密实度的划分其他方法二、无粘性土密实度的划分其他方法二、无粘性土密实度的划分其他方法 可按可按可按可按 天然孔隙比（表天然孔隙比（表天然孔隙比（表天然孔隙比（表2-82-8） 标贯击数（表标贯击数（表标贯击数（表标贯击数（表2-92-9、2-102-10） 动力触探击数动力触探击数动力触探击数动力触探击数 （表（表（表（表2-112-11） 2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类三、土的压实性三、土的压实性土的压实性：指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土能够土的压实性：指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土能够压实到某种密实度的性质。压实到某种密实度的性质。填土的密实程度常以干密度表示填土的密实程度常以干密度表示击实试验击实试验 土工试验方法标准（国家标准）土工试验方法标准（国家标准）轻型：轻型：d5mm； V=947cm3, m=2.5kg, 3层层 25击，击， 落高落高30.5cm重型：重型： d5mmd5mm粒径的含量不超过粒径的含量不超过粒径的含量不超过粒径的含量不超过25253030时，仍可时，仍可时，仍可时，仍可用轻型击实，但要修正。用轻型击实，但要修正。用轻型击实，但要修正。用轻型击实，但要修正。问题：问题：问题：问题： d5mmd5mmd5mmd5mm粒径的含量较少时是剔除好：粒径的含量较少时是剔除好：粒径的含量较少时是剔除好：粒径的含量较少时是剔除好：还是修正好？或者干脆用重型？还是修正好？或者干脆用重型？还是修正好？或者干脆用重型？还是修正好？或者干脆用重型？2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类1-1-7 7 粉土的密实度和湿度粉土的密实度和湿度一、粉土的概念一、粉土的概念一、粉土的概念一、粉土的概念I Ipp 的土。的土。的土。的土。二、粉土的密实度和湿度二、粉土的密实度和湿度二、粉土的密实度和湿度二、粉土的密实度和湿度岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范（GB50021-2001GB50021-2001）中规定粉土的密实度和湿）中规定粉土的密实度和湿）中规定粉土的密实度和湿）中规定粉土的密实度和湿度按孔隙比和含水量划分。度按孔隙比和含水量划分。度按孔隙比和含水量划分。度按孔隙比和含水量划分。密实度根据孔隙比划分为密实度根据孔隙比划分为密实度根据孔隙比划分为密实度根据孔隙比划分为：密实、中密和稍密。（表：密实、中密和稍密。（表：密实、中密和稍密。（表：密实、中密和稍密。（表2-142-14）湿度根据含水量划分为：湿度根据含水量划分为：湿度根据含水量划分为：湿度根据含水量划分为：稍湿、湿和很湿。（表稍湿、湿和很湿。（表稍湿、湿和很湿。（表稍湿、湿和很湿。（表2-152-15）2024/8/221-1-8 8 土的工程分类土的工程分类第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类粗粒土按颗粒组成进行分类；粘性土按塑性指数分类。粗粒土按颗粒组成进行分类；粘性土按塑性指数分类。粗粒土按颗粒组成进行分类；粘性土按塑性指数分类。粗粒土按颗粒组成进行分类；粘性土按塑性指数分类。一、土的分类标准一、土的分类标准一、土的分类标准一、土的分类标准（一）巨粒土和含巨粒土的分类（一）巨粒土和含巨粒土的分类（一）巨粒土和含巨粒土的分类（一）巨粒土和含巨粒土的分类 巨粒土和含巨粒土应按试样中所含巨粒土和含巨粒土应按试样中所含巨粒土和含巨粒土应按试样中所含巨粒土和含巨粒土应按试样中所含粒径大于粒径大于粒径大于粒径大于6060mmmm的巨粒组含量来划分。的巨粒组含量来划分。的巨粒组含量来划分。的巨粒组含量来划分。 试样中含巨粒组质量多于总试样中含巨粒组质量多于总试样中含巨粒组质量多于总试样中含巨粒组质量多于总质量的质量的质量的质量的7575的土称为的土称为的土称为的土称为巨粒土巨粒土巨粒土巨粒土； 试样中含巨粒组质量多于总质量的试样中含巨粒组质量多于总质量的试样中含巨粒组质量多于总质量的试样中含巨粒组质量多于总质量的5050、小于、小于、小于、小于75%75%的土称为的土称为的土称为的土称为混合巨粒土混合巨粒土混合巨粒土混合巨粒土； 试样中巨粒组质量为总质量的试样中巨粒组质量为总质量的试样中巨粒组质量为总质量的试样中巨粒组质量为总质量的15155050的土称为的土称为的土称为的土称为巨粒混合土巨粒混合土巨粒混合土巨粒混合土； 试样中巨粒组质量少于总质量的试样中巨粒组质量少于总质量的试样中巨粒组质量少于总质量的试样中巨粒组质量少于总质量的1515的土，可扣除巨粒，按粗粒土或的土，可扣除巨粒，按粗粒土或的土，可扣除巨粒，按粗粒土或的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。细粒土的相应规定分类定名。细粒土的相应规定分类定名。细粒土的相应规定分类定名。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（二）粗粒土的分类（二）粗粒土的分类（二）粗粒土的分类（二）粗粒土的分类 试样中粒径大于试样中粒径大于试样中粒径大于试样中粒径大于0.0750.075mmmm的粗粒组质量多于总质量的粗粒组质量多于总质量的粗粒组质量多于总质量的粗粒组质量多于总质量5050的土称为粗粒土。的土称为粗粒土。的土称为粗粒土。的土称为粗粒土。 粗粒土又分为砾类土和砂类土两类。粗粒土又分为砾类土和砂类土两类。粗粒土又分为砾类土和砂类土两类。粗粒土又分为砾类土和砂类土两类。 试样中粒径大于试样中粒径大于试样中粒径大于试样中粒径大于2 2mmmm的砾粒组质量多于总质量的的砾粒组质量多于总质量的的砾粒组质量多于总质量的的砾粒组质量多于总质量的5050的土称为砾类土的土称为砾类土的土称为砾类土的土称为砾类土 试样中粒径大于试样中粒径大于试样中粒径大于试样中粒径大于2 2mmmm的砾粒组质量少于或等于总质量的砾粒组质量少于或等于总质量的砾粒组质量少于或等于总质量的砾粒组质量少于或等于总质量5050的土称为砂类土的土称为砂类土的土称为砂类土的土称为砂类土2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（三）细粒土的分类三）细粒土的分类三）细粒土的分类三）细粒土的分类试样中粒径试样中粒径试样中粒径试样中粒径小于小于小于小于0.0750.075mmmm的细粒组质量多于或等于总质量的的细粒组质量多于或等于总质量的的细粒组质量多于或等于总质量的的细粒组质量多于或等于总质量的5050的土的土的土的土称为细粒土。细粒土应按下列规定划分：称为细粒土。细粒土应按下列规定划分：称为细粒土。细粒土应按下列规定划分：称为细粒土。细粒土应按下列规定划分：1 1、试样中粗粒组（大于、试样中粗粒组（大于、试样中粗粒组（大于、试样中粗粒组（大于0.0750.075mmmm）质量少于总质量的）质量少于总质量的）质量少于总质量的）质量少于总质量的2525的土称为细的土称为细的土称为细的土称为细粒土；粒土；粒土；粒土；2 2、试样中粗粒组质量为总质量的、试样中粗粒组质量为总质量的、试样中粗粒组质量为总质量的、试样中粗粒组质量为总质量的25255050的土称含粗粒的细粒土；的土称含粗粒的细粒土；的土称含粗粒的细粒土；的土称含粗粒的细粒土；3 3、试样中含部分有机质的土称有机质土。、试样中含部分有机质的土称有机质土。、试样中含部分有机质的土称有机质土。、试样中含部分有机质的土称有机质土。细粒土可按塑性图进一步细分。（如下图）细粒土可按塑性图进一步细分。（如下图）细粒土可按塑性图进一步细分。（如下图）细粒土可按塑性图进一步细分。（如下图）2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类【例题【例题【例题【例题1122】有有有有AA，BB，CC三种土，它们的粒径分布曲线如图所示。已三种土，它们的粒径分布曲线如图所示。已三种土，它们的粒径分布曲线如图所示。已三种土，它们的粒径分布曲线如图所示。已知知知知BB土的液限为土的液限为土的液限为土的液限为3838，塑限为，塑限为，塑限为，塑限为1919，CC土的液限为土的液限为土的液限为土的液限为4747，塑限为，塑限为，塑限为，塑限为2424。试对这三种土进行分类。试对这三种土进行分类。试对这三种土进行分类。试对这三种土进行分类。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类【解】【解】【解】【解】（11）对）对）对）对AA土进行分类：土进行分类：土进行分类：土进行分类：从图中曲线从图中曲线从图中曲线从图中曲线AA查得粒径大于查得粒径大于查得粒径大于查得粒径大于6060mmmm的巨粒含量为零，而粒径大于的巨粒含量为零，而粒径大于的巨粒含量为零，而粒径大于的巨粒含量为零，而粒径大于0.0750.075mmmm的粗粒含量为的粗粒含量为的粗粒含量为的粗粒含量为9898，大于，大于，大于，大于5050，所以，所以，所以，所以AA土属于粗粒土；土属于粗粒土；土属于粗粒土；土属于粗粒土；从图中查得粒径大于从图中查得粒径大于从图中查得粒径大于从图中查得粒径大于22mmmm的砾粒含量为的砾粒含量为的砾粒含量为的砾粒含量为6363，大于，大于，大于，大于5050，所以，所以，所以，所以AA土属土属土属土属于砾类土；于砾类土；于砾类土；于砾类土；细粒含量为细粒含量为细粒含量为细粒含量为22，少于，少于，少于，少于55，该土属砾；，该土属砾；，该土属砾；，该土属砾；从图中曲线查得从图中曲线查得从图中曲线查得从图中曲线查得dd1010，dd3030和和和和dd6060分别为分别为分别为分别为0.320.32mmmm、1.65mm1.65mm和和和和3.553.55mmmm，因此，土的不均匀系数因此，土的不均匀系数因此，土的不均匀系数因此，土的不均匀系数 CCuu= d= d6060dd1010=3.55 =3.55 0.320.3211.011.0土的曲率系数土的曲率系数土的曲率系数土的曲率系数 C Ccc=(d=(d3030)2 2 d d10 10 dd60601.651.652 2 0.323.55=2.400.323.55=2.402024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类由于由于由于由于CCuu55，CCcc1133，所以所以所以所以AA土属于级配良好砾（土属于级配良好砾（土属于级配良好砾（土属于级配良好砾（GWGW）。）。）。）。（22）对对对对BB土进行分类：土进行分类：土进行分类：土进行分类：从图中的从图中的从图中的从图中的BB曲线中查得大于曲线中查得大于曲线中查得大于曲线中查得大于0.0750.075mmmm的粗粒含量为的粗粒含量为的粗粒含量为的粗粒含量为7272，大于，大于，大于，大于5050，所，所，所，所以以以以BB土属于粗粒土；土属于粗粒土；土属于粗粒土；土属于粗粒土；从图中查得大于从图中查得大于从图中查得大于从图中查得大于22mmmm的砾粒含量为的砾粒含量为的砾粒含量为的砾粒含量为88，小于，小于，小于，小于5050，所以，所以，所以，所以BB土属于砂类土属于砂类土属于砂类土属于砂类土，但小于土，但小于土，但小于土，但小于0.0750.075mmmm的细粒含量为的细粒含量为的细粒含量为的细粒含量为2828，在，在，在，在151550%50%之间，因而之间，因而之间，因而之间，因而BB土属土属土属土属于细粒土质砂；于细粒土质砂；于细粒土质砂；于细粒土质砂；由于由于由于由于BB土的液限为土的液限为土的液限为土的液限为3838，塑性指数，塑性指数，塑性指数，塑性指数IIpp383819191919，在在在在1717mmmm塑性图上塑性图上塑性图上塑性图上落在落在落在落在CLCL区，故区，故区，故区，故BB土最后应定名为粘土质砂（土最后应定名为粘土质砂（土最后应定名为粘土质砂（土最后应定名为粘土质砂（SCSC）。）。）。）。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（3 3）对）对）对）对CC土进行分类：土进行分类：土进行分类：土进行分类：从图中的从图中的从图中的从图中的CC曲线中查得大于曲线中查得大于曲线中查得大于曲线中查得大于0.0750.075mmmm的粗粒含量为的粗粒含量为的粗粒含量为的粗粒含量为4646，介于，介于，介于，介于25255050之间，所以之间，所以之间，所以之间，所以CC土属于含粗粒的细粒土；从图中查得大于土属于含粗粒的细粒土；从图中查得大于土属于含粗粒的细粒土；从图中查得大于土属于含粗粒的细粒土；从图中查得大于2 2mmmm的的的的砾粒含量为零，该土属于含砂细粒土；砾粒含量为零，该土属于含砂细粒土；砾粒含量为零，该土属于含砂细粒土；砾粒含量为零，该土属于含砂细粒土；由于由于由于由于CC土的液限为土的液限为土的液限为土的液限为4747，塑性指数，塑性指数，塑性指数，塑性指数I Ipp=47=4724242323，在在在在1717mmmm塑性图塑性图塑性图塑性图上落在上落在上落在上落在CLCL区，故区，故区，故区，故CC土最后应定名为含砂低液限粘土（土最后应定名为含砂低液限粘土（土最后应定名为含砂低液限粘土（土最后应定名为含砂低液限粘土（CLSCLS）。）。）。）。2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类二、建筑地基基础设计规范中的地基土分类二、建筑地基基础设计规范中的地基土分类二、建筑地基基础设计规范中的地基土分类二、建筑地基基础设计规范中的地基土分类 该规范按土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土分该规范按土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土分该规范按土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土分该规范按土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土分为为为为碎石土、砂土、粉土和粘性土碎石土、砂土、粉土和粘性土碎石土、砂土、粉土和粘性土碎石土、砂土、粉土和粘性土四大类，然后再进一步细分。四大类，然后再进一步细分。四大类，然后再进一步细分。四大类，然后再进一步细分。（一）碎石土的分类（一）碎石土的分类（一）碎石土的分类（一）碎石土的分类 若土中粒径大于若土中粒径大于若土中粒径大于若土中粒径大于2 2mmmm的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的的颗粒含量超过全重的5050，则该土属于，则该土属于，则该土属于，则该土属于碎石土。碎石土。碎石土。碎石土。（二）砂土的分类（二）砂土的分类（二）砂土的分类（二）砂土的分类 若土中粒径大于若土中粒径大于若土中粒径大于若土中粒径大于2 2mmmm的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的的颗粒含量不超过全重的5050、粒径大于、粒径大于、粒径大于、粒径大于0.0750.075mmmm的颗粒超过全重的颗粒超过全重的颗粒超过全重的颗粒超过全重5050，则该土属于砂土。，则该土属于砂土。，则该土属于砂土。，则该土属于砂土。 砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂2024/8/22第一章第一章 土的物理性质指标与工程分类土的物理性质指标与工程分类（三）粉土（三）粉土（三）粉土（三）粉土 若土的塑性指数小于或等于若土的塑性指数小于或等于若土的塑性指数小于或等于若土的塑性指数小于或等于1010，粒径大于，粒径大于，粒径大于，粒径大于0.0750.075mmmm的颗粒含量的颗粒含量的颗粒含量的颗粒含量超过总量的超过总量的超过总量的超过总量的5050，则该土属于粉土。，则该土属于粉土。，则该土属于粉土。，则该土属于粉土。（四）粘性土的分类（四）粘性土的分类（四）粘性土的分类（四）粘性土的分类 若土的塑性指数大于若土的塑性指数大于若土的塑性指数大于若土的塑性指数大于1010，粒径大于，粒径大于，粒径大于，粒径大于0.0750.075mmmm的颗粒含量不超过的颗粒含量不超过的颗粒含量不超过的颗粒含量不超过总量的总量的总量的总量的5050，则该土属于粘性土。进一步地，将再静水或缓慢的流水，则该土属于粘性土。进一步地，将再静水或缓慢的流水，则该土属于粘性土。进一步地，将再静水或缓慢的流水，则该土属于粘性土。进一步地，将再静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学形成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比环境中沉积，经生物化学形成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比环境中沉积，经生物化学形成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比环境中沉积，经生物化学形成，其天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于大于或等于大于或等于大于或等于1.51.5的粘性土称为淤泥。天然孔隙比小于的粘性土称为淤泥。天然孔隙比小于的粘性土称为淤泥。天然孔隙比小于的粘性土称为淤泥。天然孔隙比小于1.51.5，但大于或等，但大于或等，但大于或等，但大于或等于于于于1.01.0的粘性土称为淤泥质土。的粘性土称为淤泥质土。的粘性土称为淤泥质土。的粘性土称为淤泥质土。粘土：粘土：粘土：粘土： IpIp1717粉质粘土：粉质粘土：粉质粘土：粉质粘土：1010IpIp1717 习题：习题：习题：习题：2 2 2 22 2 2 2，2 2 2 23 3 3 3，2 2 2 25 5 5 52024/8/22End of Chapter 1结束2024/8/22强度问题示意图2024/8/22变形问题示意图2024/8/22渗透问题示意图2024/8/22粘土细砂粗砂碎石卵石碎石粘土2024/8/22土样筛土样筛颗分筛2024/8/22密度计2024/8/22密度：环刀法2024/8/22烘干法2024/8/22联合测定仪2024/8/22蝶式仪2024/8/22击实仪2024/8/22