河海大學巖土工程研究所ResearchInstituteofGeotechnicalEngineering,HohaiUniversity第一章土的物理性質

指標與工程分類本章內容1-1土的形成1-3土的結構1-4土的物理性質指標1-2土的組成1-5無粘性土的相對密實度、粘性土的稠度及土的壓實性1-6土的工程分類1-1土的形成土是松散顆粒的堆積物，是巖石風化的產物。根據來源分：有機土和無機土巖石風化分為物理風化和化學風化。土是指覆蓋在地表的沒有膠結或弱膠結的顆粒堆積物。物理風化：巖石經受風、霜、雨、雪的侵蝕，或受波浪的沖擊、地震等引起各種力的作用，溫度的變化、凍脹等因素使整體巖石產生裂隙、崩解碎裂成巖塊、巖屑的過程。物理風化只改變顆粒的大小和形狀，不改變巖石的礦物成分。1-1土的形成化學風化：巖體（或巖塊、巖屑）與氧氣、二氧化碳等各種氣體、水和各種水溶液等物質相接觸，經氧化、碳化和水化作用，使這些巖石或巖屑逐漸產生化學變化，分解為極細顆粒的過程。1-1土的形成

化學風化不但改變了顆粒的大小和形狀，也改變了巖石的礦物成分。特征：物理風化：量變過程，形成的土顆粒較粗；化學風化：質變過程，形成的土顆粒很細。

對一般的土而言，通常既經歷過物理風化，又經歷化學風化，只不過哪種占優而已。1-1土的形成土從其堆積或沉積的條件來看可分為：殘積土：巖石風化后仍留在原地未經搬運的堆積物。特點：濕熱地帶，粘土，深厚，松軟，易變；寒冷地帶，巖塊或砂，物理風化，穩定；顆粒多為角粒且母巖的種類對其性質有顯著影響。1-1土的形成運積土：巖石風化后經流水、風和冰川以及人類活動等搬運離開生成地點后再沉積下來的堆積物。由于搬運動力的不同，又分為沖積土、風積土、冰磧土和沼澤土等。1-1土的形成沖積土：降雨形成的地表徑流流經地表時，沖刷、帶動或搬運土粒，經過一定距離后在較平緩地帶沉積下來的土層。風積土：由風力帶動土粒經過一段搬運距離后沉積下來的堆積物。沖積土的特點：有一定程度的顆粒分選和不均勻性。風積土的特點：顆粒沿風向有一定程度的顆粒分選，沒有明顯的層理，顆粒以帶角的細砂粒和粉粒為主，同一地區顆粒較均勻。1-1土的形成冰川沉積土：由冰川剝落、搬運形成的堆積物。冰磧土：幾乎未經流水搬運直接從冰層中擱置下來的土。冰磧土的特點：不成層；顆粒粒徑的變化范圍很大，從漂石到粘粒；粗顆粒的形狀是次圓或次棱角的，有時還有磨光面。冰水沖積土：由冰川融化水搬運、堆積在冰層外圍的沖積土。冰水沖積土的特點：與河流沖積土具有類似的性質，常由礫石、砂和粉砂組成。1-1土的形成沼澤土：在沼澤地的沉積物。腐植土：植物充分腐化的土。泥炭土：未完全腐化還保留有植物殘余物的土。泥炭土的特點：通常呈海綿狀，干密度很小，含水率極高，土質十分疏松，壓縮性高、強度低、靈敏度高。1-1土的形成1-2土的組成土是固體顆粒、水和空氣的混合物，常稱土為三相系。

固相：土的顆粒、粒間膠結物；

液相：土體孔隙中的水；

氣相：孔隙中的空氣。當土骨架的孔隙全部被水占滿時，這種土稱為飽和土；當土骨架的孔隙僅含空氣時，就成為干土；一般在地下水位以上地面以下一定深度內的土的孔隙中兼含空氣和水，此時的土體屬三相系，稱為濕土。根據土的粘性分：粘性土：顆粒很細； 無粘性土：顆粒較粗，甚至很大。砂、碎石、甚至堆石（直徑幾十cm甚至1m）1-2土的組成一、土的固相（一）成土礦物原生礦物：常見的有石英、長石、云母等；由物理風化生成的土粒通常由一種或幾種原生礦物組成，顆粒較粗，一般為無粘性土；圓形、板狀、塊狀；吸附水的能力弱，性質比較穩定，無塑性。次生礦物：由原生礦物經化學風化作用而形成的礦物。次生礦物主要是粘土礦物，常見的粘土礦物有高嶺石、伊利石和蒙脫石；由次生礦物構成的土粒極細，多呈片狀或針狀；性質不穩定，有較強的吸附水的能力，含水率的變化易引起體積脹縮，有塑性。1-2土的組成粘土礦物的基本結構單元：硅－氧四面體、鋁氫氧八面體。（二）粘土礦物的晶體結構粘土礦物：由各種硅酸鹽礦物分解形成的水鋁硅酸鹽礦物。其結構可分為晶體和非晶體，以晶體礦物為主。晶體：指原子、離子在空間有規律的排列，不同的幾何排列形式稱為晶體結構，組成晶體的最小單元稱為晶胞。一、土的固相1-2土的組成同像置換（同型替代）：礦物形成過程中，硅氧四面體或鋁氫氧八面體中心的硅、鋁原子被其它原子如鐵、鎂等置換，其結構形式不變，但其物理化學性質將發生變化，形成不同的礦物。（二）粘土礦物的晶體結構硅片：基本單元是硅－氧四面體，底面每個氧離子為2個相鄰單元的硅原子共有組成六邊形孔硅片。鋁片：鋁（鎂）－氫氧（氧）八面體，每個氫氧離子為2個相鄰單元的鋁原子共有組成鋁片。一、土的固相1-2土的組成高嶺石：長石風化產物，1:1型晶格，一個硅片＋一個鋁片＝一個晶層，晶層靠氫鍵連接，一個顆粒多達近百個晶層。（二）粘土礦物的晶體結構一、土的固相1-2土的組成伊利石：云母在堿性介質中風化產物，2:1型晶格，二個硅片＋一個鋁片＝一個晶層，晶層靠鉀離子連接，比較穩定，但不如氫鍵；（二）粘土礦物的晶體結構一、土的固相1-2土的組成蒙脫石：伊利石進一步風化，2:1型晶格，二個硅片＋一個鋁片＝一個晶層，晶層沒有鉀離子連接，連接弱。水分子和水化陽離子極易進入層間。（二）粘土礦物的晶體結構一、土的固相1-2土的組成土的級配：土中各種大小的粒組中土粒的相對含量。（三）土粒的大小和土的級配某粒組的土粒含量：該粒組的土粒質量與干土總質量之比。粒組：把工程性質相近的一定尺寸范圍的土粒合并為一組。一、土的固相1-2土的組成測定土中各粒組顆粒質量所占該土總質量的百分數，確定粒徑分布范圍的試驗稱為土的顆粒大小分析試驗。（四）顆粒大小分析試驗常用的方法：篩分法：粒徑>0.075mm 密度計法：粒徑<0.075mm 聯合測定：既有粒徑>0.075mm，又有粒徑>0.075mm一、土的固相1-2土的組成1.篩分法利用一套孔徑由大到小的篩子，將按規定方法取得的一定質量的干試樣放入一次疊好的篩中，置振篩機上充分振搖后，稱出留在各級篩上的土粒的質量，按下式計算出小于某土粒粒徑的土粒含量百分數X（％）。（四）顆粒大小分析試驗式中：mi，m－分別為小于某粒徑的土粒質量及試樣總質量。一、土的固相1-2土的組成2.密度計法通過密度計測定土水懸濁液的密度來確定。利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來確定小于某粒徑的土粒含量的方法。（四）顆粒大小分析試驗名義粒徑：篩分法中以篩孔徑代表；密度計法中以與實際土顆粒在水中沉降速率相同的同樣物質的球的直徑代表。一、土的固相1-2土的組成3.土的級配曲線（四）顆粒大小分析試驗（1）粒徑分布曲線（2）粒組頻率曲線一、土的固相1-2土的組成（四）顆粒分析試驗曲線的主要用途（2）某些特征粒徑，用于建筑材料的選擇和評價土級配的好壞。按粒徑分布曲線可求得：（1）土中各粒組的土粒含量，用于粗粒土的分類和大致評估土的工程性質；一、土的固相1-2土的組成根據某些特征粒徑，可得到兩個有用的指標，即不均勻系數Cu和曲率系數Cc，它們的定義為：（四）顆粒分析試驗曲線的主要用途式中：d10，d30和d60為粒徑分布曲線上小于某粒徑的土粒含量分別為10％，30％和60％時所對應的粒徑。d10稱為有效粒徑；d60稱為限制粒徑。一、土的固相1-2土的組成土的級配的好壞可由土中的土粒均勻程度和粒徑分布曲線的形狀來決定，而土粒的均勻程度和曲線的形狀又可分別用不均勻系數和曲率系數來衡量。（四）顆粒分析試驗曲線的主要用途Cu小，曲線陡；Cu大，曲線緩。Cc過大，臺階在d10~d30間；Cc過小，臺階在d30~d60間。一、土的固相1-2土的組成《土的分類標準》（GBJ145－90）：純凈礫、砂，Cu≥5，且Cc=1~3時，級配良好，否則，不良。（四）顆粒分析試驗曲線的主要用途

土的級配的連續性也可用粒組頻率曲線來反映。若粒組頻率曲線呈單峰則土的級配連續的；若粒組頻率曲線呈雙峰，且谷點對應的粒組含量＞3％時，是連續的，否則是不連續的。一、土的固相1-2土的組成（四）顆粒分析試驗曲線的主要用途一、土的固相1-2土的組成大多數粘粒表面帶有凈的負電荷，是因為：二、土的液相1.低價原子替代了四面體中小的硅原子和八面體中的鋁原子；2.顆粒結構連續性的破壞，在顆粒邊緣引起斷鍵，通常這些斷鍵產生凈負電荷，但在PH＜7的酸性介質中，邊緣上也常有正電荷的局部集中；3.在顆粒表面或邊緣上暴露的氫氧離子中氫離子被離解。1-2土的組成二、土的液相1-2土的組成吸著水：由土顆粒表面電分子力吸附在土粒表面的一層水。（一）吸著水吸著水可分為強吸著水和弱吸著水。二、土的液相1-2土的組成強吸著水性質接近于固體，冰點很低（－78℃），沸點較高（150℃），且不能傳遞壓力。（一）吸著水弱吸著水也稱為薄膜水，不能傳遞壓力，也不能在孔隙水中自由流動，但它可以因電場引力的作用從水膜厚的地方向水膜薄的地方轉移。由于它的存在，使土具有塑性、粘性、影響土的壓縮性和強度，并使土的透水性變小。二、土的液相1-2土的組成吸著水厚度影響因素：（一）吸著水1.成土礦物；在三種粘土礦物中，由蒙脫石組成的顆粒盡管它單位質量的負電荷最多。但它的比表面(顆粒的表面積與其質量或體積之比)比其他礦物顆粒大得多。因而，單位表面積上的負電荷反而少，以致吸著水層厚度最薄。高嶺石正相反，吸著水層最厚。伊利石則介于兩者之間。但這并不意味著蒙脫石吸附水的能力最弱。正出于它有很大的比表面，在其他條件都相同的情況下，它的吸著水的體積卻是最大的。二、土的液相1-2土的組成吸著水厚度影響因素：（一）吸著水2.水中陽離子的濃度和化學性質；水中陽離子的離子價愈低，為平衡土粒表面負電荷所需的陽離子就愈多(如所需的陽離子Na＋就要比Ca2＋多兩倍)，而且低價陽離子的水化程度一般也較強，因此吸著水層的厚度就愈厚。陽離子濃度愈高，則靠近土粒表面的陽離子也愈多，吸著水層厚度也愈薄，因為較薄吸著水層中的陽離子就足以平衡上粒表面的負電荷。二、土的液相1-2土的組成吸著水對土的工程性質的影響：（一）吸著水對于細粒土，當粘粒含量很高，特別是當粘粒由粘土礦物組成時，由于它們多呈片狀，比表面很大，吸著水往往占有很大的孔隙體積，故細粒土的性質將受吸著水的重大影響。對于粗粒土，由于顆粒在三個方向的尺寸屬同一數量級，比表面較小，因此，在孔隙水的體積中吸著水的體積可忽略不計。故粗粒土的性質主要取決于土粒的形狀、級配和排列。二、土的液相1-2土的組成自由水：離開土顆粒表面較遠，不受土顆粒電分子引力作用，且可自由移動的水。（二）自由水自由水的特點：性質和普通水一樣，能傳遞靜水壓力，冰點為0℃，有溶解能力。自由水的分類：毛細管水（毛管水）和重力水。二、土的液相1-2土的組成1.毛細管水（二）自由水土中存在許多大小不同的相互連通的彎曲孔道，由于水分子與土粒分子之間的附著力和水氣界面上的表面張力，地下水將沿著毛細管被吸上來，在地下水位以上形成一定高度的毛管水帶。在毛管水帶內，由于水氣界面上彎液面和表面張力的存在，使水內的壓力小于大氣壓力，即水壓力為負值。二、土的液相1-2土的組成由毛管水壓力引起的摩擦阻力猶如給予砂土以某些粘聚力，以致在潮濕的砂土中能開挖一定高度的直立坑壁。但一旦砂土被水浸飽和，則彎液面消失，毛管水壓力變為零，這種粘聚力液就不再存在。把這種粘聚力稱為假粘聚力。1.毛細管水（二）自由水二、土的液相1-2土的組成2.重力水（二）自由水特點：具有溶解能力，能傳遞靜水和動水壓力，對土顆粒有浮力作用。能溶蝕或析出土中的水溶鹽，改變土的工程性質。當它在土孔隙中流動時，對所流經的土體施加滲流力（亦稱動水壓力、滲透力），計算中應考慮其影響。重力水：在重力或水位差作用下能在土中流動的自由水。二、土的液相1-2土的組成1、土中氣的分類三、土的氣相兩種基本類型：一種是與大氣連通的氣體；另一種是與大氣不連通的以氣泡形式存在的封閉氣體。2、土中氣對土的工程性質的影響（1）與大氣連通的氣體：對土的性質影響不大。（2）封閉氣體：對土的性質有較大的影響。增加土的彈性，使土的滲透性減小，延長土體受力后變形達到穩定的歷時。1-2土的組成外力作用：荷載和重力場的作用。一、土粒間的相互作用1-3土的結構內力作用：土顆粒內部的作用和土粒之間的相互作用。土粒間的相互作用：包括化學鍵、分子鍵、離子—靜電力、毛細水壓力。當粘粒在溶液中沉淀時，粒間引力主要是范得華力（分子鍵），還有吸著水層中異性電荷引起的靜電引力。范得華力可以發生在極性顆粒或瞬時極性顆粒之間。此時當任何兩個極性顆粒相互接近時，必同極相斥，異極相吸，而促使它們發生轉動。轉動的結果使它們異極相對，兩個顆粒互相吸引。一、土粒間的相互作用1-3土的結構引力:范得華力總是在極性顆粒之間產生引力，但它是一種短程力，約隨粒間間距的六次方遞減，而與溶液的性質無關。斥力:在兩個土粒互相靠近，使顆粒表面吸著水層相搭接時，吸著水層中的陽離子不足以平衡土粒上得凈負電荷就發生粒間斥力。大小取決于溶液的性質，并隨粒間間距的指數函數遞減。一、土粒間的相互作用1-3土的結構粒間電作用力:粒間電作用力隨著粒間距離而變化，顆粒之間既有吸引力又有排斥力，當總的吸引力大于排斥力時表現為凈吸力，反之為凈斥力。一、土粒間的相互作用1-3土的結構土的結構：指土的物質組成（主要指土粒，也包括孔隙）在空間的相互排列以及土粒間的聯結特征的綜合。二、土的結構砂、礫等粗粒土在沉積過程中形成的典型結構。（一）單粒結構特征：土粒之間以點與點的接觸為主。1-3土的結構粘土顆粒組成的細粒土特有的結構。（二）分散結構主要存在于細顆粒所形成的土中。（二）絮狀(絮凝)結構特征：土粒之間以角、邊與面的接觸或邊與邊的搭接形式為主。特征：土粒之間以面與面的接觸為主。二、土的結構1-3土的結構天然沉積土的結構極為復雜。上述單個顆粒參與排列的方式在天然土中時少見的。通常土粒總是成團存在，稱為粒團。對土顆粒及粒團的排列而言，既有粒團內土粒的任意或定向排列，也有粒團之間的任意或定向排列。當粒團及粒團內的土粒都是任意排列時，土體是各向同性的。當粒團任意排列，而粒團內的土粒是定向排列時，土體在主體上是各向同性的。當粒團是定向排列，而粒團內的土粒是任意排列時，土體在主體上是各向異性的。當粒團及粒團內的土粒都是定向排列時，土體是各向異性的。二、土的結構1-3土的結構可分為兩類：一類是必須通過試驗測定的，如含水率、密度和土粒比重，稱為直接指標；另一類是根據直接指標換算的，如孔隙比、孔隙率、飽和度等，稱為間接指標。1-4土的物理性質指標土的物理性質指標：反映組成土的固體顆粒、孔隙中的水和氣體三項所占的體積和質量（重量）的比例關系的指標。三相圖：圖中m表示質量；V表示體積；下標s，w，a，v分別表示土粒、水、氣體和孔隙空氣土粒水質量Ma＝0Msmwm土的三相圖體積VaVvVwVVs1-4土的物理性質指標（一）土的密度ρ與重度γ一、試驗直接測定的物理性質指標土的密度：單位體積土的質量，用ρ表示，單位為Mg/m3

(或g/cm3)。土的密度常用環刀法、臘封法、灌砂法、灌水法測定。1-4土的物理性質指標土的重度：亦稱為容重，定義為單位體積土的重量，用γ表示，單位為kN/m3。（一）土的密度ρ與重度γ式中：W——土的重量，單位為kN；g——重力加速度。一、試驗直接測定的物理性質指標1-4土的物理性質指標土粒比重：土粒的質量（或重量）與同體積4℃時純水的質量（或重量）之比。是無因次的量。（二）土粒比重Gs式中：ρs——土粒的密度，即土粒單位體積的質量；（ρw）4℃——4℃時純水的密度，1g/cm3（γw）4℃——4℃時純水的重度。一、試驗直接測定的物理性質指標1-4土的物理性質指標土粒比重常用比重瓶法測定。事先將比重瓶注滿純水，稱瓶加水的質量m1

。然后把質量為ms的烘干土裝入該空比重瓶內，再加純水至滿，稱瓶加土加水的質量m2

。（二）土粒比重Gs一、試驗直接測定的物理性質指標1-4土的物理性質指標土的含水率：土中水的質量與土粒的質量之比，以百分數表示。（三）土的含水率w測定含水率常用的方法是烘干法、酒精燃燒法、土壤濕度計。一、試驗直接測定的物理性質指標1-4土的物理性質指標土的孔隙比：土中孔隙的體積與土粒的體積之比，以小數表示。（一）土的孔隙比e二、間接換算的物理性質指標土的孔隙率：土中孔隙的體積與土的總體積之比，或單位體積內孔隙的體積。以百分數表示，（二）土的孔隙率n1-4土的物理性質指標土的飽和度：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分數表示。（三）土的飽和度Sr二、間接換算的物理性質指標1-4土的物理性質指標土的干重度：單位體積內土粒的重量。土的干密度：單位體積內土粒的質量。（四）干密度ρd與干重度γd問題：土的干密度是不是等于烘干土（干土）的密度？二、間接換算的物理性質指標1-4土的物理性質指標飽和密度：土中孔隙完全被水充滿土處于飽和狀態時單位體積土的質量。（五）飽和密度ρsat與飽和重度γsat飽和重度：在飽和狀態下，單位體積土的重量。二、間接換算的物理性質指標1-4土的物理性質指標土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量減小，因此提出了浮重度（即有效重度）的概念。（六）浮密度ρ’與浮重度（有效重度）γ’二、間接換算的物理性質指標1-4土的物理性質指標土的浮密度是單位體積內的土粒質量與同體積水質量之差。（六）浮密度ρ’與浮重度（有效重度）γ’二、間接換算的物理性質指標1-4土的物理性質指標三、物理性質指標間的換算（一）孔隙比和孔隙率的關系孔隙土粒e體積11+e1-4土的物理性質指標（二）干密度與濕密度和含水率的關系空氣土粒水體積1質量三、物理性質指標間的換算1-4土的物理性質指標（三）孔隙比與比重和干密度的關系孔隙土粒e體積11+e質量三、物理性質指標間的換算1-4土的物理性質指標（四）飽和度與含水率、比重和孔隙比的關系e體積1質量三、物理性質指標間的換算1-4土的物理性質指標空氣土粒水（五）浮密度與比重和孔隙比的關系孔隙土粒e體積11+e質量三、物理性質指標間的換算1-4土的物理性質指標【例題1－3】某一塊試樣在天然狀態下的體積為60.0cm3，稱得其質量為108.00g，將其烘干后稱得質量為96.43g，根據試驗得到的土粒比重Gs為2.70，試求試樣的濕密度、干密度、飽和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和飽和度。1-4土的物理性質指標1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性常用相對密實度Dr來衡量無粘性土的松緊程度，其定義為一、無粘性土的相對密實度式中：Dr——相對密實度；emax——無粘性土處在最松狀態時的孔隙比；emin——無粘性土處在最密狀態時的孔隙比；e0——無粘性土的天然孔隙比或填筑孔隙比。式中：ρdmax——無粘性土的最大干密度；ρdmin——無粘性土的最小干密度；ρd——無粘性土的天然干密度或填筑干密度。無粘性土用漏斗法測定其最小干密度，用振擊法測定其最大干密度。1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性一、無粘性土的相對密實度在工程上，用相對密實度Dr劃分無粘性土的狀態如下：0＜Dr≤1/3疏松的1/3＜Dr≤2/3中密的2/3＜Dr≤1密實的1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性一、無粘性土的相對密實度稠度：指粘性土的干濕程度或在某一含水率下抵抗外力作用而變形或破壞的能力，是粘性土最主要的物理狀態指標。二、粘性土的稠度（一）粘性土的稠度狀態粘性土的稠度狀態常用流動、軟、可塑、硬等描述。1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性（一）粘性土的稠度狀態流態Vw0可塑態半固態固態膨脹收縮VS二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性粘性土從一種狀態過渡到另一種狀態，可用某一界限含水率來區分，這種界限含水率稱為稠度界限或阿太堡界限。（二）界限含水率及其測定流態Vw0可塑態半固態固態膨脹收縮wLwPwS1.界限含水率二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性液限（WL）——從流動狀態轉變為可塑狀態的界限含水率，也就是可塑狀態的上限含水率；（二）界限含水率及其測定塑限（Wp）——從可塑狀態轉變為半固體狀態的界限含水率,也就是可塑狀態的下限含水率；縮限（Ws）——從半固體狀態轉變為固體狀態的界限含水率,亦即粘性土隨著含水率的減小而體積開始不變時的含水率。1.界限含水率二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性測定塑限的方法：搓滾法和液、塑限聯合測定法。（二）界限含水率及其測定2.液、塑限的測定測定液限的方法：碟式儀法、錐式液限儀、和液、塑限聯合測定法。二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性土的縮限用收縮皿法測定。（二）界限含水率及其測定3.縮限的測定式中：ws——土的縮限（％）w——制備時的含水率（％）V1——濕試樣的體積（cm3），V2——干試樣的體積（cm3）二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性1.塑性指數（三）塑性指數和液性指數塑性指數：液限和塑限之差的百分數值（去掉百分號）。用Ip表示，取整數。二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性2.液性指數（三）塑性指數和液性指數式中：IL——液性指數，以小數表示；w——土的天然含水率。二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性粘性土的狀態可用液性指數來判別。2.液性指數（三）塑性指數和液性指數w≤wp時，IL≤0，土處于堅硬狀態；wp＜w≤wL時，0＜IL≤1.0，土處于可塑狀態；wL＜w時，IL＞1.0，土處于流動狀態。二、粘性土的稠度1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性土的壓實性：指在一定的含水率下，以人工或機械的方法，使土能夠壓實到某種密實程度的性質。三、土的壓實性室內：擊實試驗現場：碾壓試驗1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性（一）含水率的影響三、土的壓實性1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性1、土料的最大干密度和最優含水率不是常數。（二）擊實功的影響2、當含水率較低時擊數的影響較顯著。三、土的壓實性1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性同樣含水率情況下，粘粒含量越高或塑性指數越大，越難以壓實。（三）土類和級配的影響粘性土的擊實曲線級配良好的土，容易壓實，反之則不易壓實。三、土的壓實性1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性輕型擊實：d＜5mm；重型擊實：d＜40mm（四）粗粒含量的影響土內含有大于試驗規程規定的粒徑時，先剔除超出粒徑部分的土，然后進行試驗。對于輕型擊實試驗，當土內粒徑大于5mm的土粒含量不超過25％～30％（土粒渾圓時允許達30％；土粒呈片狀時允許達25）時，可認為土內粗粒土粒可均勻分布在細土粒內，同時細土粒達到了它的最大干密度。實際土料的最大干密度和最優含水率可按經驗公式進行修正。三、土的壓實性1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性（四）粗粒含量的影響三、土的壓實性1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性（五）壓實度的概念三、土的壓實性1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性干法擊實試樣準備：取樣→風干至含水率10％以下→過篩→加水至預定含水率→擊實濕法擊實試樣準備：取樣→過篩→風干至預定含水率→擊實試驗結果三、土的壓實性1-5無粘性土的相對密實度粘性土的稠度及土的壓實性1-6土的工程分類建設部《土的分類標準》（GBJ145－90）建設部《建筑地基基礎設計規范》（GB5007－2002）交通部《公路土工試驗規程》（JTJ051－93）水利部《土工試驗規程》（SL237－1999）一、土的分類標準粗粒土按顆粒組成進行分類；細粒土按塑性圖分類。1-6土的工程分類粒組統稱粒組名稱粒徑(d)的范圍(mm)巨粒漂石（塊石）粒d＞200卵石（碎石）粒200≥d＞60粗粒礫粒粗礫60≥d＞20細礫20≥d＞2砂粒2≥d＞0.075細粒粉粒0.075≥d＞0.005粘粒d≤0.005一、土的分類標準1-6土的工程分類（一）巨粒土和含巨粒土的分類一、土的分類標準1-6土的工程分類（一）巨粒土和含巨粒土的分類一、土的分類標準1-6土的工程分類（二）粗粒土的分類一、土的分類標準1-6土的工程分類（三）細粒土的分類一、土的分類標準1-6土的工程分類（三）細粒土的分類一、土的分類標準1-6土的工程分類（三）細粒土的分類一、土的分類標準1-6土的工程分類【例題1－7】有A，B，C三種土，它們的粒徑分布曲線如圖所示。已知B土的液限為38％，塑限為19％，C土的液限為47％，塑限為24％。試對這三種土進行分類。一、土的分類標準1-6土的工程分類【解】（1）對A土進行分類：①從圖1－28曲線A查得粒徑大于60mm的巨粒含量為零，而粒徑大于0.075mm的粗粒含量為98％，大于50％，所以A土屬于粗粒土；②從圖中查得粒徑大于2mm的礫粒含量為63％，大于50％，所以A土屬于礫類土；③細粒含量為2％，少于5％，該土屬礫；④從圖中曲線查得d10，d30和d60分別為0.32mm、1.65mm和3.55mm，因此，土的不均勻系數Cu=d60／d10=3.55／0.32＝11.0土的曲率系數Cc=(d30)2／d10d60＝1.652／0.32×3.55=2.40⑤由于Cu＞5，Cc＝1～3，所以A土屬于級配良好礫（GW）。一、土的分類標準1-6土的工程分類（2）對B土進行分類：①從圖1－28的B曲線中查得大于0.075mm的粗粒含量為72％，大于50％，所以B土屬于粗粒土；②從圖中查得大于2mm的礫粒含量為8％，小于50％，所以B土屬于砂類土，但小于0.075mm的細粒含量為28％，在15％~50%之間，因而B土屬于細粒土質砂；③由于B土的液限為38％，塑性指數Ip＝38－19＝19，在17mm塑性圖上落在CL區，故B土最后應定名為粘土質砂（SC）。一、土的分類標準1-6土的工程分類（3）對C土進行分類：①從圖1－28的C曲線中查得大于0.075mm的粗粒含量為46％，介于25％～50％之間，所以C土屬于含粗粒的細粒土；從圖中查得大于2mm的礫粒含量為零，該土屬于含砂細粒土；②由于C土的液限為47％，塑性指數Ip=47－24＝23，在17mm塑性圖上落在CL區，故C土最后應定名為含砂低液限粘土（CLS）。一、土的分類標準1-6土的工程分類該規范按土粒大小、粒組的土粒含量或土的塑性指數把地基土分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等，然后再進一步細分。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（一）巖石的分類按巖石的堅硬程度或風化程度或完整程度進行分類。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（二）碎石土的分類二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（三）砂土的分類二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（四）粉土若土的塑性指數小于或等于10，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重的50％，則該土屬于粉土。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（五）粘性土的分類二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類2/4/2023106（六）人工填土人工填土：由人類各種活動堆填形成的各類堆積物。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（七）特殊土的分類特殊土：分布在一定地理區域、有工程意義上的特殊成分、狀態和結構特征的土。我國的特殊土有軟土、紅粘土、人工填土、膨脹土、黃土、凍土等。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（七）特殊土的分類1.軟土軟土是指沿海的濱海相、三角洲相、河谷相，內陸平原或山區的河流相、湖泊相、沼澤相等主要有細粒土組成的天然含水率高（接近或大于液限）、孔隙比大（一般大于1）、壓縮性高和強度低的軟塑到流塑狀態的土層，包括淤泥、淤泥質粘性土和淤泥質粉土等。淤泥和淤泥質土是在靜水或緩慢的流水環境中沉積，并經生物化學作用形成，天然含水率大于液限，天然孔隙比大于等于1.5的粘性土稱為淤泥；當天然含水率大于液限，而天然孔隙比小于1.5但大于等于1.0的粘性土或粉土稱為淤泥質土。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（七）特殊土的分類2.紅粘土和次生紅粘土紅粘土為碳酸鹽巖系的巖石經紅土化作用形成的高塑性粘土。其液限一般大于50％。次生紅粘土經再搬運后仍保留其基本特征液限大于45％的紅粘土。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（七）特殊土的分類3.膨脹土膨脹土為土中的粘粒成分主要由親水性礦物組成，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮特性，其自由膨脹率大于等于40％的粘性土。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1-6土的工程分類（七）特殊土的分類4.黃土黃土是一種在第四紀時期形成的黃色粉狀土。在干旱和半干旱氣候條件下受風力搬運堆積而成。未經次生擾動不具層理的稱為原生黃土；而由風成以外的其他成因堆積而成常具有層理和砂或礫石夾層的則稱為次生黃土或黃土狀土。二、《建筑地基基礎設計規范》中的地基土分類1