土的物理性质及分类.ppt

第二章：土的物理性质及分类
概述
本章的主要内容：
土的三相比例指标；
无粘性土的密实度；
粘性土的物理特征；
土的工程分类。
土的三相比例指标
土的三相组成各部分的质量和体积之间的比例关系，随着各种条件的时，土粒间的胶结物质以及土粒、离子、水分子所组成的平衡体系受到破坏，土的强度降低、压缩性增大。
土的结构性对强度的这种影响，一般用灵敏度来衡量。土的灵敏度是以原状土的强度与该土经重塑（土的结构性彻底破坏）后的强度之比来表示。重塑试样具有与原状试样相同的尺寸、密度和含水量。
粘性土的灵敏度St
式中 qu——原状试样的无侧限抗压强度，kPa；
qu’——重塑试样的无侧限抗压强度，kPa。
低灵敏度 中灵敏度 高灵敏度
灵敏度
2
4
1
粘性土的胀缩性---指粘性土具有吸水膨胀和失水收缩的两种变形特性。
粘粒成份主要由亲水性矿物组成，具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土，习惯称为膨胀土。它一般强度较高，压缩性低，易被误认为是建筑性能较好的地基土。
自由膨胀率能较好反映土中的粘土矿物成份、颗粒组成、化学成份和交换阳离子性质的基本特征。土中的蒙脱石矿物愈多，那么土体内部积储的膨胀潜势愈强,自由膨胀率就愈大，土体显示出强烈的胀缩性。
粘性土的湿陷性---指土在自重压力作用下或自重压力和附加压力综合作用下，受水浸湿后，使土的结构迅速破坏而发生显著的附加下陷特征。
湿陷性土在我国广泛分布，除湿陷性黄土外，在干旱或半干旱地区，特别是在山前洪、坡积扇中常遇到湿陷性的碎石类土和砂类土，在一定压力下浸水后也常具有强烈的湿陷性。
粘性土的冻胀性---指土的冻胀和冻融给建筑物或土工结构带来危害的变形特性。
在冰冻季节，因大气负温影响，使土中水分冻结成为冻土。冻土根据其冻融情况分为：季节性冻土、隔年冻土和多年冻土。
无粘性土的密实度
无粘性土的结构
无粘性材料具有不可塑性,天然状态下的砂土可处于从密实到疏松的不同物理状态。
疏松排列 密实排列
无粘性土的密实度与土的工程性质
※土体的松密程度对土的工程性质影响很大
※土的密实程度越高，压缩性越小，其工程特性越好
※土的密实程度越低，压缩性越大，其工程特性越差
无粘性土的密实度指标
※孔隙比e
优点：简单方便
缺点：无法反映土的级配因素，受土粒的大小、形状和级配的影响很大。



松散
中密
密实
稍密
※相对密实度Dr
定义（理论表达式）
定义（实用表达式）
emax无粘性土处于最松状态时的孔隙比
emin无粘性土处于最密状态时的孔隙比
e0无粘性土的天然孔隙比或填筑孔隙比
ρdmax无粘性土的最大干密度
ρdmin无粘性土的最小干密度
ρd无粘性土的天然干密度或填筑干密度
优点：计入土的级配因素，理论上比较完善。
缺点：天然孔隙比难以获取，且emax,emin的测定受人为的影响。
※相对密实度Dr
无粘性土处于最密实的状态
无粘性土处于最紧密的状态
在工程上，用相对密实度划分无粘性土状态如下：
疏松
中密
密实
※标准贯入试验击数N为标准
30
15
10
松散
中密
密实
稍密
※也可根据野外方法鉴别
30cm
锤重：
落距：760mm
动力触探试验
标准惯入器
重型圆锥
被探测土层
地面
触探杆
土的分类
分类目的：土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，其目的在于通过一种通用的鉴别标准，以便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交流。
分类原则
简明原则：土的分类体系采用的指标，既要能综合反映土的主要工程性质；又要其测定方法简单，且使用方便。
差异原则：土的分类体系采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性
土的总分类体系
工程用土
一般土
特殊土
无机土
有机土
巨粒土
含巨粒土
粗粒土
细粒土
漂石
卵石
混合巨粒土
巨粒混合土
砾类土
砂类土
粉土
粘土
黄土
膨胀土
红粘土等
土的分类标准
(Casagrande，1942)提出的一种分类法体系（属于材料工程系统的分类）。(ASTM)
它无法考虑土的成因、年代对工程性质的影响，是这种方法存在的缺陷。
巨粒土和粗粒土的分类标准
巨粒土和含巨粒的土（包括混合巨粒土和巨粒混合土）和粗粒土（包括砾类土和砂类土），按粒组含