第四节 粘性土的界限含水率一、粘性土的状态与界限含水率一、粘性土的状态与界限含水率Increasing Water contentSolid 固态semiSolid 半固态Plastic 塑态Liquid 液态Shrinkage limit 收缩限Plastic limit 塑限Liquid limit 液限WsWpWLVW粘性土的稠度与可塑性是土粒与水相互作用后所表现出来的物理性质。 一、粘性土的稠度状态一、粘性土的稠度状态粘性土因含水多少而表现出的稀稠软硬程度，称为稠度稠度。因含水多少而呈现出的不同的物理状态称为粘性土的稠稠度状态度状态。固态：含水量相对较少，粒间主要为强结合水连结，连结牢固，土质坚硬，力学强度高，不能揉塑变形，形状大小固定。塑态：含水量较固态为大，粒间主要为弱结合水连结，在外力作用下容易产生变形，可揉塑成任意形状不破裂、无裂纹，去掉外力后不能恢复原状。流态：含水量继续增加、粒间主要为液态水占据，连结极微弱，几乎丧失抵抗外力的能力，强度极低，不能维持一定的形状，土体呈泥浆状，受重力作用即可流动。 二、界限含水量二、界限含水量稠度界限（物理状态指标）稠度界限（物理状态指标）缩限塑限液限0固态 半固态 可塑状态 流动状态土从某种稠度状态转变为另一种状态时的界限含水量称为稠度界限，又称为Atterberg界限工程上常用的有液性界限wL和塑性界限wp液性界限液性界限，相当于土从塑性状态转变为液性状态时的含水量，简称液限液限 wL 粉土的液限在3238%之间，粉质粘土为3846%，粘土为4050%。塑性界限塑性界限，相当于土从半固体状态转变为塑性状态时的含水量，简称塑限塑限 wp 常见值为1728%三、粘性土的可塑性三、粘性土的可塑性 当粘性土的含水量在某范围内时，可用外力塑成任何形状而不发生裂纹，并在外力移去时能保持既得的形状，土的这种性能叫可塑性可塑性。粘性土中含水量在液限与塑限两个稠度界限之间时，土处于可塑状态，具有可塑性，这是粘性土的独特性能。wL和wp的差值可以反映可塑性的大小，工程上定义为塑性指数塑性指数 IP IP=wL-wp 1994年国家标准岩土工程勘察规范按塑性指数IP将粘性土分为两类，IP17为粘土为粘土，17IP10为粉质粘为粉质粘土土，IP10为粉土或砂类土为粉土或砂类土。 天然土的稠度状态液性指数（Liquid Index）Solid 固态semiSolid 半固态Plastic 塑态Liquid 液态WpWL液性指数 粘性土即使具有相同的含水率，也未必处于同样的状态，与无粘性土的相对密实度相似，粘性土的状态用液性指数来判别。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。 IL 0 固态固态0 IL 1 塑态塑态 0 IL 0.25 硬塑状态硬塑状态 0.25 IL 0.75 可塑状态可塑状态 0.751 流塑状态流塑状态判定土处于坚硬状态 土处于可塑状态 土处于流动状态 第五节第五节 无黏性土的密实度无黏性土的密实度砂土的密实程度还可用相对密度相对密度（Dr）来表示。 Dr=0时，土处于最疏松状态；Dr=1时，土处于最密实状态。e emaxmax: : 最大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比e eminmin: : 最小孔隙比；将松散的风干土样装入金属容器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小孔隙比e emaxmax与与e eminmin ：最大与最小孔隙比最大与最小孔隙比注意：注意：室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难室内测得理论上的最大与最小孔隙比有时很困难标准贯入试验锤击数N63.5密实度N63.510松散10N63.515稍密1530密实天然状态砂土的密实度天然状态砂土的密实度第六节 土的工程分类一、工程分类的一般原则和类型基本原则：基本原则：所划分的土类能反映土性质的变化规律。土的工程分类总起来可以归纳为三级分类土的工程分类总起来可以归纳为三级分类土的第一级分类是成因类型分类 如岩土工程勘察规范将土按堆积年代划分为三类：1. 老堆积土； 2.一般堆积土；3.新近堆积土。 土的第二级分类是土质类型分类土的第三级分类是工程建筑类型分类二、土质分类简介二、土质分类简介在实际工程应用中规定，土中粒径d0.075mm（有的规范用0.1mm）的土粒质量大于全部土粒质量的50%时称为粗粒土粗粒土， 小于50%时称为细粒土细粒土。粗粒土可以按粒径级配进一步细分。细粒土多用塑性指数Ip或液限wL加塑性指数Ip进行细分。（一）水利部分类（一）水利部分类（仅介绍塑性图的应用）CH：高液限粘土 CL：低液限粘土MH：高液限粉土 ML：低液限粉土（二）建设部分类法（二）建设部分类法土按粒度成分分类表土的名称颗粒级配大类类粗粒土碎石土 粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50%砂类土 粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量50%细粒土粉土粒径小于0.005mm的颗粒超过总质量10%粘性土粒径小于0.005mm的颗粒质量大于总质量30%1、碎石类土、碎石类土碎石类土是粒径大于2mm的颗粒含量超过50%的土土的名称颗粒级配及形状碎石土漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒超过总质量的50%块石棱角形为主卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒超过总质量的50%碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50%角砾棱角形为主土的名称颗粒级配砂类土砾砂粒径大于2mm的颗粒占总质量的2550%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒超过总质量50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量50%细砂粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量50%2、砂类土、砂类土砂类土是粒径大于2mm的颗粒含量不超过50%，粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%的土。粉土砂质粉土粒径小于0.005mm的颗粒不超过总质量10%粘质粉土粒径小于0.005mm的颗粒超过总质量10%3、粉土、粉土 粉土是粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%，塑性指数Ip小于或等于10的土。4、粘性土、粘性土粘性土是粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%，塑性指数Ip大于10的土。粘性土粉质粘土粒径小于0.005mm的颗粒质量占总质量18-30%粘土粒径小于0.005mm的颗粒质量大于总质量30%粘性土粉质粘土 10 175、软土、软土 软土是指主要由细粒土组成、孔隙比大（一般大于1.0）、天然含水量高（接近或大于液限）、压缩性高（a1-20.5MPa-1）及强度低的土层。淤泥、淤泥质土及有机质土是最常见的软土类型1、淤泥： L e1.52、淤泥质土 ： L 1.0e1.5 淤泥与淤泥质土合称淤泥土3、有机质土：5% 有机质含量 10% 泥炭质土：10%60% 注：该分类方案按国标岩土工程勘察规范（GB50021-94）补充：土的压实性 人们很早就用土作为建筑材料，而且知道要把松土击实。公元前200多年，我国秦朝修筑驰实（行车大道），就有用“铁锥筑土坚实”的记载，说明那时人们已经认识到土的密度和土的工程特性有关。 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，使土体能够压实到某种密实程度的性质。土工建筑物，如土坝、土堤及道路填方是用土作为建筑材料填筑而成，为了保证填土有足够的强度，较小的压缩性和透水性。在施工中常常需要压密填料，以提高土的密实度和均匀性。填土的密实度常以其干密度来表示。在实验室内研究土的密实性是通过击实试验进行的。 击实试验 轻型：粒径小于5毫米重型：粒径小于40毫米25下，分三层击实56下，分5层击实击实仪影响土的压实性的因素 含水率的影响对同一种土料，分别在不同的含水率下，用同一击数将他们分层击实，测定土样的含水率和密度，然后以含水率为横坐标，干密度为纵坐标，绘制击实曲线。从图中可以看出，当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大，而当干密度增加到某一值后，含水率继续增加反而使干密度减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时对应的含水率称为最优含水率。 影响土的压实性的因素 击实功能的影响 1.实验室中的击实功能是用击数来反映的，对同一种土，压实功能小，则能达到的最大干密度也小，最优含水率大；压实功能大，则能达到的最大干密度也大，最优含水率小2.用同一种土料在不同含水率下分别用不同的击数进行击实试验，就能得到一组随击数而异的含水率与干密度关系曲线。 影响土的压实性的因素 1、土料的最大干密度和最优含水率不是常数。最大干密度随击数的增加而逐渐增大，最优含水率则逐渐减小。但是这种增大或减小的速率是递减的，因而光靠增加击实功能来提高土的干密度是有一定限度的。 2、含水率较低时击数的影响显著。当含水率较高时，含水率与干密度的关系曲线趋近于饱和线，也就是说，这时提高击实功能是无效的。填料的含水率过高和过低都是不利的，过高恶化土体的力学性质，过低则填土遇水后容易引起湿陷。 影响土的压实性的因素 土类和级配的影响 同同样样的的含含水水率率情情况况下下，粘粘性性土土的的粘粘粒粒含含量量越越高高或或塑塑性性指指数数越越大，越难于压实大，越难于压实对对于于无无粘粘性性土土，含含水水率率对对压压实实性性的的影影响响没没有有像像粘粘性性土土那那么么敏敏感感，其其击击实实曲曲线线与与粘粘性性土土是是不不同同的的，在在含含水水率率较较大大时时得得到到较较高高的的干干密密度度。因因此此在在无无粘粘性性土土的的实实际际填填筑筑中中，同同时时需需要要不不断断洒洒水水使使其其在在较较高高含含水水率率下下压压实实。无无粘粘性性土土的的填填筑筑标标准准，通通常常是是用用相相对对密密实实度度来来控控制制的的，一一般般不进行击实试验不进行击实试验级级配配良良好好的的土土易易于于压压实实，反反之之则不易压实则不易压实