土力学课件第3讲.pptVIP

华北电力大学 可再生能源学院 第三节：土的物理性质指标 第四节：土的物理状态指标 第五节：土的工程分类 第一章 土的物理性质与工程分类 * 基本指标： (实测指标) 土的天然密度 ρ 土的相对密度 ds（土的比重） 土的含水量 w 换算指标： 土的孔隙比 e 土的孔隙度 n 土的饱和度 Sr 土的干密度 ρd 土的饱和密度 ρsat 土的浮密度 ρ′ 土的三相指标中，土粒比重ds，含水量w 和 密度ρ是通过试验测定的，可以根据这三个基本指标换算出其余各指标。 dsρw 1+e 质量m 体积V Vv=e w dsρw ds(1＋w)ρw 气 水 土粒 Vs＝1 取土粒体积为单位1的一块土，则 基本指标和其他指标间的换算 换算关系式推导 干密度计算： 孔隙比： 两式相减可得 三相指标换算公式是根据“土粒体积为单位1的一块土”来推到的，但当 时，这些公式也是适用的。常用的三相指标换算公式见表1.4.3（p22）由表1.4.3 知：相应的重度公式与密度公式相似。　概念要求记住。换算公式不要求死记，但是会推导。考试（包括一些研究生入学考试）考推导。 例题1.1 解法1：根据各指标的定义式来求解 1）确定三相组成的质量与体积 2）按定义计算其他各指标 g g g cm3 cm3 cm3 g/cm3 例题1.1 解法2：根据各指标的换算关系直接求解 无粘性土的密实特性 无粘性土包括块石、碎石、砾石和砂类土，它们均为单粒结构，无内聚力（粘结力）。 物理性态指标为密实度。 土的密实度：指单位体积中固体颗粒的含量。密实度越高，压缩性就小，承载力越高。 1、孔隙比e 2、相对密实度Dr 3、现场原位标准贯入试验锤击数N（砂土） 和重型圆锥动力锤击数N63.5（碎石土） 判别无粘性土的密实度的常用方法有3种： 同样的e=0.35，对砂1处于最密实状态，而对砂2未达到最密实。 砂1 砂2 疏松状态 e1=0.40 压密状态 e2=0.35 疏松状态 e3=0.35 压密状态 e40.35 缺点：用一个指标e无法反映土的粒径级配的因素 孔隙比e 方法的评价 优点：应用方便简捷 缺点：无法反映土的粒径级配的好与坏 相对密实度法 方法的评价 优点：把土的级配因素考虑在内，理论上较为完善。比较全面反映无粘性土的密实度 缺点： e —现场土的孔隙比 emin —该种土所能达到最密 实状态时的孔隙比 emax—最松散时的孔隙比 测定emax、 emin时人为因素影响较大 现场试验法 方法的评价 优点：所测的密实度为原状土的密实度 缺点：试验操作比较难控制和掌握 标准贯入试验 静力触探试验 63.5kg的钢锤，提升76cm，使贯入器贯入土中30cm所需要的锤击数N63.5－－标准贯入试验（先打入土中15cm不计数） 砂类土的密实度 注：本表适用于平均粒径小于等于50mm且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。重型圆锥动力触探与标准贯入试验的设备略有不同。 密实 中密 稍密 松散 密实度 N63.520 10N63.5≤20 5N63.5≤10 N63.5≤5 重型圆锥动力触探锤击数N63.5 碎石土的密实度 粘性土的物理特性 粘性土颗粒很细，土的物理特征不能用以上指标衡量，而与含水量有很大关系。 强结合水 土颗粒 (a) 固态和半固态 (b) 可塑状态 强结合水 土颗粒 弱结合水 (c) 流动状态 自由水 强结合水 土颗粒 弱结合水 粘性土的物理特性 粘性土随着含水量的增加，土的状态变化趋势为：固态——半固态——可塑态——液体状态，相应的地基土的承载力基本值会逐渐下降。 土中含水量很少时，由于颗粒表面的电荷作用，水紧紧吸附于颗粒表面，成为强结合水。按水膜厚薄的不同，土表现为固态或半固态。 当含水量增加时，被吸附在颗粒周围的水膜加厚，土粒周围有强结合水和弱结合水，在这种含水量情况下，土体可以被捏成任意形状而不破裂，这种状态称为塑态。 弱结合水的存在是土具有可塑状态的原因。当含水量再增加时，土中除结合水外还出现了较多的自由水，粘性土变成了液体呈流动状态。 反之，粘性土随含水量的减少可从流动状态转变为可塑状态、半固态及固态。 界限含水量：粘性土从一种状态过渡到另外一种状态的分界含水量。 粘性土呈液态与塑态之间的分界含水量称为液限wL （%） －－即至液态时的含水量； （ liquid limit） 粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水量称为塑限wp （%） －－即至塑态时的含水量； （plasticity index） 粘性土呈半固态与固态之间的分界含水量称为缩限ws （%） －－即至半固态的含水量。 （ shrink limit） 工程中常用的