土力学主讲:朱明第一章土的物理性质及工程分类•§1.1土的组成与土的结构构造•§1.2土的物理性质指标•§1.3土的物理状态指标•§1.4土(岩)的工程分类•§1.5土的压实性主要内容主要内容颗粒级配的描述工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度1060ddCud10、d30、d60小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径Cu愈大,表示土粒愈不均匀。工程上把Cu<5的土视为级配不良的土;Cu>10的土视为级配良好的土曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态,表明某粒组是否缺失情况6010230dddCc对于砾类土或砂类土,同时满足Cu≥5和Cc=1~3时,定名为良好级配砂或良好级配砾土的物理性质指标•一、土的三相图气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V二、直接测定指标1.土的密度ρ:单位体积土的质量awswsVVVmmVm工程中常用重度来表示单位体积土的重力g重力加速度,近似取10m/s22.土粒相对密度Gs(土粒比重):土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比ssssVmG土粒相对密度变化范围不大:细粒土(粘性土)一般2.70~2.75;砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加,土粒相对密度减小Vv气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V3.土的含水量ω:土中水的质量与土粒质量之比,以百分数表示%100%100sssmmmmm土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大,与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。测定方法:通常用烘干法,亦可近似用酒精燃烧法•三、换算指标气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V1.孔隙比e和孔隙率n孔隙比e:土中孔隙体积与土粒体积之比2.土的饱和度Sr:土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比,以百分数表示饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr=0,饱和土Sr=100%。砂土根据饱和度分为三种状态:svVVe孔隙率n:土中孔隙体积与总体积之比,以百分数表示%100VVnv%100vrVVSSr≤50%稍湿;50%<Sr≤80%很湿;Sr>80%饱和3.不同状态下土的密度和重度饱和密度ρsat:土体中孔隙完全被水充满时的土的密度干密度ρd:单位体积中固体颗粒部分的质量VVmvssatVmsd浮密度ρ:土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差VVmss土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个,土的密度ρ,饱和密度ρsat,干密度ρd,浮密度ρ(kg/m3),相应的重度指标也有4个,土的重度,饱和重度sat,干重度d,浮重度(kN/m3)气水土粒msmwmVsVwVVVa质量m体积V•四、指标间的换算气水土粒GsρwVs=11+e质量m体积V土的三相指标中,土粒比重Gs,含水量ω和密度ρ是通过试验测定的,可以根据三个基本指标换算出其余各指标Vv=eωGsρwGs(1+ω)ρweGVmws1)1(11eGVmwssd推导:换算关系式:1)1(1wsdwsGGeeeGVVmwswVssat1)(eGwssat1)1(eeVVnV1eGVmVVSsWVwVwr土的物理状态指标•一、无粘性土的密实度土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少,天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系1.孔隙比e孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土,当孔隙比小于某一限度时,处于密实状态。孔隙比愈大,土愈松散2.相对密实度DrminmaxmaxeeeeDr砂土在天然状态下孔隙比砂土在最密实状态时的孔隙比砂土在最松散状态时的孔隙比当Dr=0时,e=emin,表示土处于最疏松状态;当Dr=1.0时,e=emax,表示土体处于最密实状态3.按动力触探确定无粘性土的密实度Dr≤1/3疏松状态1/3<Dr≤2/3中密状态2/3<Dr≤1密实状态天然砂土的密实度,可按原位标准贯入试验的锤击数N进行评定。天然碎石土的密实度,可按原位重型圆锥动力触探的锤击数N63.5进行评定(GB50007-2002)密实度按N评定砂石密实度按N63.5评定碎石土密实度松散稍密中密密实N≤10N63.5≤510<N≤155<N63.5≤1015<N≤3010<N63.5≤20N>30N63.5>20•二、粘性土的稠度1.粘性土的稠度状态稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的...