土体主要物理力学性质指标统计表1-1-4
黄土的物理力学性质
黄土的物理力学性质§2-1 黄土的物理性质试验用黄土采用甘肃兰（州）海（石湾）高速公路工程现场扰动土，其物理性质主要由它的物理性质指标来体现，其物理性质指标主要有：孔隙率、天然含水量、容重和液塑限等。
由于黄土的生成与存在条件比较特殊，它的孔隙率比普通土的孔隙率要大。
一般黄土中存在肉眼易见的孔隙，这些孔隙多为铅直圆孔，这类孔隙通称为大孔隙。
大孔隙比例的多少在一定程度上决定了黄土湿陷性的大小，大孔隙多的黄土湿陷程度大；反之则小。
试验所用黄土的天然含水量很低，一般在10％以下。
含水量在剖面上的变化与黄土层的厚度和埋藏深度没有直接关系。
黄土的容重、比重取决于黄土的矿物成分、结构和含水量，而黄土的颗粒分散度、矿物成分、形状和弹性在一定程度上决定了黄土的液塑性。
黄土的物理性质随成岩时代、成岩地区的不同而表现出一定的差异。
为了得到该黄土的物理性质，我们根据《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）的要求，分别采用联合液塑限仪、烘箱和重型击实等方法进行了有关指标的测定，测定结果如表2-1所示。
一．主要成分分析组成黄土的矿物约有60种，其中轻矿物（d﹤0.005mm）含量占粗矿物（d ﹥0.005mm）总量的90%以上。
黄土中粘土矿物（d﹤0.005mm）以不同的方式同水和孔隙中的水溶液相互作用，显示出不同的亲水性，故粘土矿物的成分和比例，在某种程度上体现了黄土的湿陷性。
水溶盐的种类和含量与黄土的湿化、收缩和透水性关系密切，直接影响着黄土的工程性质。
水溶盐包括易溶盐、中溶盐和难溶盐三种。
易溶盐（氧化物，硫酸镁和碳酸钠）极易溶于水或与水发生作用。
它的含量直接影响到黄土的湿陷性。
中溶盐（石膏为主）的存在状态决定其与水的作用情况。
以固体结晶形态存在时，溶解性小，但当以次生结晶细粒分布于孔隙中时，易溶解，在这种情况下，会对黄土的湿陷性有一定的影响。
难溶盐（碳酸钙为主）在黄土中既起骨架作用，又起胶结作用，这取决于其赋存的状态。
第三章-土的物理性质与工程分类..
特殊性岩土
1.软土 —— 主要由细粒土组成的孔隙比大（一般 大于1),天然含水率高（接近或大于液限），压缩性 高（a>0.5MPa）和强度低的土.
①淤泥 —— 天然含水率大于液限，天然孔隙比 大于或等于1.5。
系数大于0.015湿陷性黄土 ②非自重湿陷性黄土—土层上覆自重压力下的湿
陷系数小于0.015
—液限4.红粘土—指碳酸盐岩系出露的岩石，经红土化作用 形成并覆盖于基岩上的棕红、黄等色的高塑性土，其液限大 于50%. 次生红粘土大于45%且小于50%的土.
5.膨胀土—粘粒成分主要是由亲水性粘土矿物组成在环境的温度 湿度的变化时可产生强烈的胀缩的，具有吸水膨胀，失水收缩的 特性.
分类方法：
1.《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002)
根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地 基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五 大类 a.岩石的分类
颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石， 坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类
坚硬程度类别 坚硬岩 较硬岩 较软岩
五、土的工程性质评价
土的物理状态主要指土的松、密和软、硬程度
土的物理状态
砂性土： 密实程度：松、密 粘性土： 软硬程度（稠度）：软、硬
1. 粘性土的稠度和可塑性
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 坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征
粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为 土的稠度界限
软岩 极软岩
饱和单轴抗压 强度frk(Mpa)
4.3 土的物理力学性质及其指标
E0 = βEs
其中
β＝1－12－μμ2
土的泊松比， 一般0~0.5之 间
四、土的力学性质
2. 土的抗剪强度
⑴ 土的强度破坏类型
基础
滑动面
滑动面
挡 土 墙
滑动面
四、土的力学性质
2. 土的抗剪强度 ⑵ 直接剪切试验
试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）
四、土的力学性质
2. 土的抗剪强度 ⑶ 粘性土、无粘性土的抗剪强度
修正后
密实度
松散
稍密
中密
密实
按N评定砂石密实度 N≤10 10＜N≤15 15＜N≤30 N＞30
按N63.5评定碎石土密实度 N63.5≤5 5＜N63.5≤10 10＜N63.5≤20 N63.5＞20
三、粘性土的物理特征
1. 粘性土的稠度状态
土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力,是粘性土 最主要的物理状态特征
0 缩限ωs
塑限ωP
液限ωL
ω
固态
半固态
可塑状态
流动状态
粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为土的稠度界限
液、塑限的测定 测定液限的方法：锥式液限仪、碟式液限仪和液塑限联合测定仪。 测定塑限的方法：搓条法和液塑限联合测定仪。 测定缩限的方法：碟式仪法和液、塑限联合测定法。
三、粘性土的物理特征
= ms Vs ρω
=
ρs ρω
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
一、土的三相及三相比例指标
2. 直接指标
质量m 气 水
Vw Va
体积V
土的变形性质及地基沉降计算(5,6)
2.压缩指数
e - logp曲线后段直线段的斜率 e1 - e2 Cc lg p2 - lg p1 压缩指数Cc 越大， 土的压缩性越大。
低压缩性土； Cc 0.2 0.2 Cc 0.4 中压缩性土
Cc 0.4
高压缩性土。
粘性土的Cc值一般在0.1—1.0之间
反压重物
反力梁
千斤顶 百分表 荷载板
基准梁
变形模量E0、压缩模量Es的关系
无侧限条件 完全侧限条件
变形模量
压缩模量
换算关系
σx=σy=K0σz
x x
E0
y
E0
z
E0
0
K 0 /(1 )
z Es z y z z x E0 E0 E0
地基土产生压缩的原因
内因
土是三相体，土体受外力引起的压缩包括三部分: ①固相矿物本身压缩，极小，物理学上有意义，对建筑工程来 说无意义； ②土中液相水的压缩，在一般建筑工程荷载σ＝（100～600） Kpa作用下，很小，可忽略不计； ③土中孔隙的压缩，土中水与气体受压后从孔隙中挤出，使土 的孔隙减小。 土体的压缩变形主要是由于孔隙减小引起的。
土的压缩性指标除从室内压缩试验得到外， 也可通过现场原位测试得到。 如在浅层土中进行静载荷试验可以得到变 形模量； 在现场进行旁压试验或触探试验都可以间接 确定土的模量。
原位测试
原位测试（In-Situ Testing ）：在岩土体原 有的位置上，在保持岩土的天然结构、天然含 水量以及天然应力状态条件下测定岩土性质称 为原位测试。 土体原位测试：一般指的是在工程地质勘察现 场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土 层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质 指标及划分土层一种土工勘察技术。
课题1 土的物理性质及工程分类
弱风化 微风化 母岩体
运积土
有搬运
风化所形成的土颗粒，受自然力的作用 搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物
§1.1土的形成 §1 土的物性与分类 第一章 土的物理性质指标与工程分类
运积土
有搬运
重力: 坡积土 土粒粗细不同，性质不均匀 洪积土 有分选性，近粗远细 冲积土 浑圆度分选性明显，土层交迭 流水: 湖泊沼泽沉积土 含有机物淤泥，土性差 海相沉积物 颗粒细，表层松软，土性差 冰川: 冰积土 土粒粗细变化较大，性质不均匀 风：风积土
d 60 Cu程分类
Cc
2 d30
d10 d 60
(1－3)
式中：d10，d30和d60为粒径 分布曲线上小于某粒径的土 粒含量分别为10％，30％ 和60％时所对应的粒径。 d10称为有效粒径； d60称为限制粒径。
§1.2土的三相组成 §1 土的物性与分类 第一章 土的物理性质指标与工程分类
小于某粒径之土质量百分数（％）
特征粒径: d50 : 平均粒径 d60 : 控制粒径 d10 : 有效粒径
d30 ;
粗细程度： 用d50 表示 不均匀程度：
Cu = d60 / d10
— 不均匀系数
Cu ≥5,级配不均匀
连续程度:
粒径(mm)
Cc = d302 / (d60 ×d10 )
— 曲率系数
密度计法：粒径<0.075mm 联合测定：既有粒径>0.075mm，又有粒径 >0.075mm
第一章 土的物理性质指标与工程分类
（四）颗粒大小分析试验 1.筛分法 利用一套孔径由大到小的筛子，将按规定方法取得的 一定质量的干试样放入一次叠好的筛中，置振筛机上 充分振摇后，称出留在各级筛上的土粒的质量，按下 式计算出小于某土粒粒径的土粒含量百分数X（％）
第一章 土的物理性质及工程分类(定稿)
例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易膨
胀的特点
二、土中的水（液相）
土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。土中 水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部 外，还存在结合水和自由水。
1.结合水
强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完 全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体。 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电 场作用力随着与颗粒距离增大而减弱。
（3）参考答案
土的颗粒分析试验主要有筛分析法和比重计法。
筛分析法适用于粒径大于等于0.075mm，小于60mm 的粗粒土。 比重计法适用测定粒径小于0.075mm的细粒土 。
§1.2(0) 土的物理性质指标概述
土的三相比例指标 土的三相组成比例关系的指标,称为土的三相比例 指标。土中三相比例关系,反映着土的物理状态,如 干湿、软硬、松密。 土的物理性质指标 土的物理性质指标是指反映土的物理力学性质状态 的指标。如空隙比、含水量、密度等。其不仅可以 描述土的物理性质和它所处的状态，而且在一定程 度上反映了土的力学性质。
五、土的构造
土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要 特征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造， 二者都造成了土的不均匀性
1.层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积
的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出 成层特征
2.裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割,在
裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物
d10、d30、d60对应的土粒粒径大小
2.土粒的矿物成分
矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用，可分为：
一级造价《水利计量》第一章(工程地质)要点整理
一级造价《水利计量》第一章（工程地质）要点整理第一节岩(土)体的工程特性一、土体的工程特性1.土的组成：固相(三相主体)、液相、气相黏粒是原岩经化学风化而成，常见的黏土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石，具有可塑性、黏性、膨胀性、收缩性和触变性。
工程上通过室内颗粒级配试验确定各粒组含量，大于0.075mm颗粒采用筛分法，小于0.075mm颗粒采用密度计法。
2.土的结构：与土粒矿物成分、颗粒形状和沉积条件有关。
单粒结构：颗粒较粗的矿物颗粒在自重作用下沉落，特点是土粒间存在一般点与点的接触。
蜂窝结构：较细的土粒在自重作用下沉落时，粒间接触点处的引力大于下沉土粒重量，土粒就被吸引着不再下沉，形成链环状单元，形成孔隙较大的蜂窝结构，常存在于粉土和黏性土中。
絮凝结构：一般存在于黏性土中，具有很大的孔隙。
3.国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)：1碎石土：粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50％。
2砂土：粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50％，粒径大于0.075 mm的颗粒质量超过总质量的50％。
3粉土：粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50％，且土的塑性指数小于或等于10。
4黏性土：塑性指数大于10的土属于黏性土。
黏土：Ip>17；粉质黏土：10<Ip≤17二、土的物理力学性质指标1.试验测定指标1土的天然密度(重度)：环刀法；2土的含水率：烘干法；3土粒比重：比重瓶法。
2.换算指标4孔隙比和孔隙率5饱和度6饱和重度与饱和密度7有效重度(浮重度)与有效密度8干重度与干密度：常用作控制人工填土施工质量指标。
◆1.试验测定指标土的含水率：ω＝m w /m sm w ：水的质量；m s ：土粒质量。
土粒比重：土粒质量与同体积4℃时水的质量之比。
◆2.换算指标孔隙比和孔隙率孔隙比：e＝Vv/Vs孔隙率：n＝Vv/V×100％饱和度：土中水的体积与孔隙体积之比，指土孔隙被水充满的程度，以Sr 表示，表示土体的干湿程度。
岩土物理力学性质指标
1、塑性指数 plasticity index塑性指数是液限和塑限之差称为塑性指数，用不带百分号的小数表示，符号为IP。
概述塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征，一般用塑性指数来表示；液限与塑限的差值称为塑性指数IP，即IP=WL-WP。
过去的研究表明，细粒土的许多力学特性和变形参数均与塑性指数有密切的关系。
特征塑性指数可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。
可塑性的大小用土处在塑性状态的含水量变化范围来衡量，粘性土由一种状态过渡到另一种状态的分界含水量叫作界限含水量，也称为阿太堡界限，有缩限含水量、塑限含水量、液（流）限含水量、粘限含水量、浮限含水量五种，在建筑工程中常用前三种含水量。
固态与半固态间的界限含水量称为缩限含水量，简称缩限，用ω表示。
半固态与可塑状态间的含水量称为塑限含水量，简称塑限，用ωp表示。
可塑状态与流动状态间的含水量称为液（流）限含水量，简称液限，用ωl表示。
含水量用百分数表示。
天然含水量大于液限时土体处于流动状态；天然含水量小于缩限时，土体处于固态；天然含水量大于缩限小于塑限时，土体处于半固态；天然含水量大于塑限小于液限时，土体处于可塑状态。
塑性指数习惯上用不带%的数值表示。
塑性指数是粘土的最基本、最重要的物理指标之一，它综合地反映了粘土的物质组成，广泛应用于土的分类和评价。
因素由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素。
塑性指数愈大，表明土的颗粒愈细，比表面积愈大，土的粘粒或亲水矿物（如蒙脱石）含量愈高，土处在可塑状态的含水量变化范围就愈大。
也就是说塑性指数能综合地反映土的矿物成分和颗粒大小的影响。
因此，在工程上常按塑性指数对黏性土进行分类。
粉土为塑性指数小于等于10且粒径大于0.075的颗粒含量不超过总质量50%的土；黏性土为塑性指数大于10且粒径大于0.075的颗粒含量不超过总质量50%的土，其中：Ip>17 黏土Ip>10 粉质黏土Ip<10或Ip=10 粉土2、液性指数liquid index对黏性土来说，有一个指标叫液性指数，是判断土的软硬状态，表示天然含水率与界限含水率相对关系的指标。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ⅴ1 砂质泥岩
9.2
Ⅲ4
含砾粉质 粘土
33.5 18.8 14.2 0.96 96.3 2.7 40.9 24.1 16.8 0.62 0.371 5.89 22.2 11.6
Ⅳ
土混卵砾 石
21 20.1 16.6 0.623 91.8 2.6 24.9 18.9 6.1 0.4 0.201 8.15 16.2 17
3
γd
KN/m
3
比e
度 Sr%
重 G
限
指
Wi% Wp% 数
Ip%
指 数 Ii%
σ1~2 I/MPa
Es1~2 MPa
力C KPa
qu φ 方法
KPa 度
度 St
密度 含量 Kh Kv
Dr Pc% m/d m/d
Ⅰ 杂填土
42.6 18.5 14.1 0.913 91.5 2.7 38.9 27.4 11.5 1.2 0.461 4.59
Ⅲ2
粉质粘土 μ
夹粉土
25.8
19.6
15.6
Байду номын сангаас
0.743 95.2 2.7 30.5 20.3 10.2 0.59 0.309 6.32 18.7 16.8
9 0.66 2.7 0.66 6.5 0.67 3.7
11.5 9.7 5.5
Ⅲ3 粉土夹砂
22.7 19.8 15.9 0.715 94.4 2.7 29.2 20.2 9.1 0.57 0.265 7.14 17.8 16.7
土体主要物理力学性质指标统计表
物理指标
压缩指标
剪切指标
无侧限指标 渗透指标 砂土指标
筑龙网
统
重度 重度
塑液
饱
压缩 压缩
内摩
水平 垂直
层 土层名 计 含水 (湿） (干）
比液
性性
粘聚
强度 灵敏
相对 粘粒
孔隙 和
塑限
系数 模量
擦角 剪试
渗透 渗透
号
称
指量 标 W%
γ
KN/m
Ⅱ4
粉砂夹粉
土
32.3 平
18.4
13.9
0.934 93.2 2.6
0.242 8.79 12.6 26.6
47 2.3
Ⅱ5
粉质 粘土
均 33.4 18.5 13.9 0.964 93.1 2.7 34.3 20
直 14.3 0.94 0.52 3.9 19.3 9.9
剪
29.2 1.7
0
Ⅲ1 粉质粘土 值 24.2 19.9 16.1 0.698 94.7 2.7 33.4 19.5 13.9 0.37 0.248 7.32 39.1 18.1
Ⅱ1 粉土
32.2 19
14.5 0.856 96.5 2.6 30.6 23.8 6.7 1.08 0.285 6.64 16.6 23.1
Ⅱ2
粉砂夹粉 土
32 18.7 14.2 0.888 95 2.6
0.23 9.08 6.9 29
1.16
Ⅱ3
粉土夹粉 砂
36.9 18.1 13.3 1.039 94.8 2.6 34.4 27.7 6.7 1.6 0.334 6.7 11 22