工程地质学第三章土的物理性质.pptxVIP

第三章 土的物理性质第一节 土的基本物理性质第二节 粘性土的稠度与可塑性第三节 细粒土的胀缩性和崩解性第四节 土的透水性和毛细性中国地质大学工程学院 贾洪彪第三章 土的物理性质土的物理性质是指土本身由于三相组成部分的相对比例关系不同所表现的物理状态；固、液两相相互作用时所表现出来的性质。三相比例关系——物理状态：轻重、干湿、松密固、液相互作用——物理性质 ：稠度、塑性、胀缩、透水性、毛细性土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质，其指标在工程计算中常被直接应用。对种类繁多、性质各异的土，按一定的原则，进行分门别类，给出合适的名称，可以概略评价土的工程性质。中国地质大学工程学院 贾洪彪第一节 土的基本物理性质土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系及固、液二相相互作用表现出来的性质。前者称为土的基本物理性质，主要研究土的密实程度和干湿状况；后者主要研究粘性土的可塑性、胀缩性及透水性等。 中国地质大学工程学院 贾洪彪一、土粒密度 土粒密度是指固体颗粒的质量与其体积之比，即单位体积土粒的质量。中国地质大学工程学院 贾洪彪二、土的密度土的密度是指土的总质量与总体积之比，即单位体积土的质量，单位是g/cm3。1、天然密度天然状态下单位体积土的质量，称天然密度，即： 天然密度常见值为1.6~2.2g/cm3，小于土粒密度值，它是一个实测指标。中国地质大学工程学院 贾洪彪2、干密度土的孔隙中完全没有水时的密度，称土的干密度，指单位体积干土的质量，即干密度与土中含水多少无关，只取决于土的矿物成分和孔隙性。土的干密度一般在1.4~1.7g/cm3之间。中国地质大学工程学院 贾洪彪3、饱和密度土的孔隙完全被水充满时的密度称为饱和密度，是指土孔隙中全部充满液态水时的单位体积土的质量，即中国地质大学工程学院 贾洪彪三、土的含水性 1、含水量含水量指土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，又称土的含水率。一般所说的含水量指的是天然含水量。土的孔隙中全被水充满时的含水量，称为饱和含水量wsat。 饱和含水量既能反映土孔隙中全部充满水时含水多少。又能反映土的孔隙率大小。 中国地质大学工程学院 贾洪彪2、饱和度土孔隙中所含水的体积与土中孔隙体积的比值称为土的饱和度，以百分数表示。干土：Sr=0；饱和土：Sr=100%。砂类土的含水状况：Sr50%，稍湿的；50%≤Sr≤80% ，很湿的；Sr80% ，饱和的中国地质大学工程学院 贾洪彪四、土的孔隙性 土中孔隙大小、形状、分布特征、连通情况与总体积等，称为土的孔隙性。其主要取决于土的颗粒级配与土粒排列的疏密程度。1、孔隙度孔隙度又称孔隙率，指土中孔隙总体积与土的总体积之比，用百分数表示。土的孔隙度取决于土的结构状态，砂类土的孔隙度常小于粘性土的孔隙度。土的孔隙度一般为27~52%。新沉积的淤泥，孔隙度可达80%。 中国地质大学工程学院 贾洪彪2、孔隙比孔隙比指土中孔隙体积与土中固体颗粒总体积的比值，用小数表示， 土的孔隙比说明土的密实程度，按其大小可对砂土或粉土进行密实度分类。在《岩土工勘察规范》（GB50021-2002）中，用天然孔隙比来确定粉土的密实度。e0.75密实0.75≤e≤0.9中密e0.9稍密孔隙度与孔隙比的关系为 中国地质大学工程学院 贾洪彪3、砂土的相对密度砂土的密实程度还可用相对密度（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。中国地质大学工程学院 贾洪彪五、指标之间的关系 土粒密度、天然密度、含水量是三个基本实测指标、即通过试验直接测定。由实测指标换算求取六个导出指标可直接用简单的数学演算方法，如：中国地质大学工程学院 贾洪彪第二节 粘性土的稠度与可塑性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。 中国地质大学工程学院 贾洪彪一、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。因含水多少而呈现出的不同的物理状态称为粘性土的稠度状态。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。 中国地质大学工程学院 贾洪彪塑限缩限液限?0固态 半固态 可塑状态 流动状态二、界限含水量——稠度界限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工程上常用的有液性界限wL和塑性界限wp液性界限，相当于土从塑性状态转变为液