土质分类及密度
土质分类及密度
（1）岩石
（2）碎石土ρ=2.0-2.4/ cm3质量 2吨——2.4吨
（3）砂土ρ=1.6－2.0g/cm3；质量1.6吨—2吨
（4）粉土ρ=1.4 g/cm3 质量1.4吨
（5）粘性土ρ= 1.8－2.0g/cm3；质量1.8吨—2吨
（6）人工填土
（7）特殊性质土
（8）素填土重度 18~19.8 承载力特征值180 内摩擦角31 粘聚力21
（9）砂性土的压缩模量在7~19.5之间摩擦角35~45水下30粘聚力0.35、0.45、0.7、1（含砂砾土）1.2（含砾砾石）
泥炭沼泽土：ρ=1.4 g/cm3
腐殖土ρ=1.5－1.7g/cm3
1、岩石。
按坚强程度可分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。
按风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化、全风化。
按破碎程度可分为完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。
2、碎石土。
碎石土为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。
按粒组含量及粒径可分为漂石块石土、卵石碎石土、圆砾角砾土。
3、砂土。
砂土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%的土、粒
径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土。
（与碎石土可对比性）按粒组含量及粒径可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。
4、粘性土。
粘性土为塑性指数Ip大于10的土，按塑性指数可分为粘土、粉质粘土。
按状态可分为：坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
5、粉土。
粉土为介于砂土与粘性土之间，塑性指数Ip小于或等于10，且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。
6、人工填土。
顾名思义为填堆在原土上的土，是地表面的杂碎土，一般比较难形成整体性，看时间及客观因数。
按起组成及成因可分为：素填土、压实填土、杂填土、冲填土。
素填土为由碎石土、砂土、粉土、粘性土等组成的填土。
压实填土为经过压实或夯实的素填土。
杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。
冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。
以上六种土根据工程特点是可以作为建筑地基用的。
7、淤泥。
淤泥为含水量大粘性土，在静水或缓慢的流水环境中沉积下来的。
这个大家应该常见了，比如鱼塘里的泥。
8、特殊类土。
特殊类土，指由于化学成分影响比较大的不同于以上七种的土。
可分为：红粘土、膨胀土、湿陷性土、多年冻土等等。
土质土力学03土的物理性质
环刀
3 土的物理性质
（3）饱和密度(重度)
sat
m Vv w s V
ma(0) mw m ms
sat sat g
A w W S
体积
Va Vw
Vv
V
Vs
volume
质量 mass
3 土的物理性质
（4）干密度（重度）
ms V
ma(0) mw m ms
d
A a W S
d sat
当土在天然状态下为干燥时，测得的密
度为干密度，饱和时（土处于地下水位 面附近及以下）为饱和密度。
3 土的物理性质
(6) 土的有效重度（浮重度） 当土浸没在水中时，其颗粒会受到浮力的作用，土体所受的 重力应扣除浮力。计算地下水位以下土层的自重应力时应当 考虑浮力的影响，此时采用有效重度计算。 有效重度是扣除浮力以后的颗粒所受重力与土的总体积之比， 用’表示，有效重度又称为浮重度（浮容重）。有效重度 除于重力加速度称为土的有效密度（浮密度），用’表示。 计算式为： m s g Vs w ' sat w V ms Vs w ' sat w sat 1
V
土的有效重度的影响因素与土的密度相同。
3 土的物理性质
2．土的含水性 土的含水性是指土的含水情况，说 明土的干湿程度。 可用土中含水的质量来表示，也可 用水充填孔隙的程度表示。
3 土的物理性质
(1) 土的天然含 水量（含水率）
ma(0) mw
mw 100% ms
用百分数表示 实测指标（烘干 法）
3 土的物理性质
土的工程性质主要指土的物理性质
疏浚工程土质的分类
疏浚工程土质的分类疏浚包括四个过程：水下挖掘；垂直提升；水平输送；疏浚土的处置或利用。
其间所有的操作都是针对疏浚对象——土来进行的。
作为一名疏浚工作者，应该掌握疏浚土质的基本分类。
2．1岩土的分类疏浚工程土质应分为岩石类和土类两大类。
岩石应为颗粒间牢固联结呈整体或具有节理裂隙的岩体。
疏浚岩石主要根据其坚固性分为硬质岩石和软质岩石。
此外，尚可按风化程度分为新鲜、微风化、中等风化、强风化、全风化；按成因分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩、变质岩；按软化系数分为软化岩石和不软化岩石。
土类可分为有机质土及泥炭、淤泥土类、粘性土类、粉土类、砂土类和碎石土类，其类别由下列指标确定：１．土颗粒组成及其特征；２．土的天然含水量；３．土的塑性指标：液限、塑限和塑性指数；４．土中有机物存在情况。
一、岩石类疏浚岩石按新鲜岩石的单轴饱和极限抗压强度大于或等于30MPa者列为硬质岩石，小于30MPa者列为软质岩石。
疏浚岩石分类见表2.1。
二、土类有机质土及泥炭是指含有大于或等于总质量5％以上的腐殖质及纤维质，呈黑色或褐色并有臭味的土的总称。
淤泥土类系指在静水或缓慢的流水环境中沉积，或伴有生物化学作用形成的粘性土，其天然含水量大于液限，天然孔隙比大于或等于1.0。
淤泥土类根据孔隙比或含水量分为淤泥质土、淤泥、流泥、浮泥。
淤泥质土还应根据塑性指数Ⅰp>17或10<Ⅰp≤17再划分为淤泥质粘士或淤泥质粉质粘土。
粘性土类系指塑性指数大于10的土，按塑性指数大小分为粘土、粉质粘土。
塑性指数的液限值是由76g圆锥仪沉入土中10mm测定的。
粉土类系指粒径大于0.075mm的颗粒含量小于总质量的50％，且塑性指数小于或等于10，粘粒含量大于或等于3％，并小于15％的土。
根据粘粒含量不同，又可分为粘质粉土和砂质粉土。
砂土类分别按粒径大0.075mm、0.25mm、0.5mm、2.0mm 的颗粒含量大于总质量或占总质量的百分比定名为粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂。
土质土力学
质量
重度一般在26～28.5kN/m3
比重瓶法 浮称法 浮力法 虹吸筒法
3、土的含水率：土中
水的质量与土粒质量之 比。
ma(0)
A
W S
V
a
Vv V Vs
mw
Vw
mw m w= × % 100 ms ms 土中水的质量 = × % 100 土中颗粒的质量
质量
体积 土的三相图
含水率的影响因素
土层所处的自然条件 土的空隙体积数量等
筛孔径（mm）
各级筛上的土粒质量 （g） 小于各级筛孔径的土 粒含量（％） 各粒组的土粒含量 （％）
2.0
100 90 10
1.0
100 80 25
0.5
250 55 30
0.25
300 20.1 底盘
50 10 100
解：（1）留在2.0mm筛上的土粒质量为100g，则小于2.0mm 的土粒质量为1000－100＝900g，小于2.0.mm的土粒含量为 900/1000＝90％；同理可得小于其它孔径的土粒含量。 （2）因小于2.0mm和小于1.0mm孔径的土粒含量90％和80％ ，可得2.0mm到1.0mm粒组的土粒含量0.90－0.80＝10％。
小土的渗透性。
第二节 土的颗粒特征
土的固体颗粒对土的性质的影响：矿物成分（前）、粒度成分 粒度：土粒大小是描述土的最直观和最简单的标准，将土粒 的大小称为粒度。 粒组：描述土的粒度的方法，随颗粒的大小不同，土具有不同 的性质，工程上常把大小相近的土粒合并为一个粒组。 划分粒组 的原则 在同一个粒组内，土的工程地质性质是相似的
ma(0) m mw ms
2、干密度（重度）：土的固体
颗粒质量（重力）与土的总体积
1.6土的分类及特殊土的工程性质
4. 黏性土是指塑性指数大于10的土； 5. 人工填土是指由于人类活动堆填而形成的各
类土。
296-5
二、按地质成因的分类
残积土 坡积土 洪积土 冲积土 淤积土 冰积土 风积土 海积土等
296-6
三、按堆积年代的分类
296-39
一、黄土
当∆zs≤7cm时 当∆zs＞7cm时
非自重湿陷性黄土场地； 自重湿陷性黄土场地。
根据野外无载荷试坑浸水试验，得出
兰州地区黄土 明显或强烈的自重湿陷性；
西安、太原黄土 绝大多数为非自重湿陷性。
296-40
一、黄土
黄黄土土的的湿湿陷陷起起始始压压力力
湿陷起始压力——对非自重湿陷性黄土， 其湿陷性需在一定的荷载压力作用下才会表现 出来，这一使得黄土开始表现出湿陷性所需的 压力即为黄土的湿陷起始压力。
②通常，粗、中砂土的上述特性明显，且一般构成良好地 基，为较好的建筑材料，但可能产生涌水或渗漏；
③粉细砂土的工程地质性质相对差，特别是饱和粉细砂土 经受振动后易发生液化。
296-10
1.6.3 一般土的工程地质特征
3.黏性土的工程地质特性
黏性土中黏粒含量较高，常含亲水性较强 的黏土矿物，具有水胶连接和团聚结构，有时有 结晶连接，孔土
黄土的粒度成分
粉粒约占60~70%，其次是砂粒和粘粒。
296-18
一、黄土
黄土高原的自然景象
296-19
一、黄土
296-20
一、黄土
296-21
一、黄土
296-22
一、黄土
296-23
一、黄土
建筑工程施工技术PPT课件
1.30 ～
1.45
1.10～ 1.20
用爆破方法开挖
(特坚硬 石) )
安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚 1.45
实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、 ～
辉长岩、辉绿岩、玢岩
1.50
1.20～ 用爆破方法开挖 1.30
1.1.2 土的工程性质
一、 土的含水量
土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质
量之比的百分率。
夯实方法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用
于小面积填土的压实。夯实机械有夯锤、内燃夯土机和蛙 式打夯机等。
1.3.3 填土压实的影响因素
填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量 以及每层铺土厚度。
一、 压实功的影响
填土压实后的密度与压实机械在其上所施加功的 关系见图1.33。
二、 含水量的影响
或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土 体的抗剪强度
一、 土方边坡
土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h与底宽 b之比表示(图1.11)，即
土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m 式中 m=b/h 称为边坡系数。
当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或 管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度 不宜超过下列规定： 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m； 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土： 1.25m； 硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：
第1章 土方工程施工
1.1 土的工程分类及其工程性质
本 1.2 基坑（槽）的土方开挖 章 1.3 土方填筑与压实 内 容 1.4 土方工程机械化施工
1.5 人工降低地下水位
1.1 土的分类及工程物理性质
地基承载力检测
二、地基承载力检测
桥涵地基的容许承载力，可根据地质勘测（室内土 工试验）、原位测试、野外荷载试验、邻近旧桥涵 调查对比，以及既有的建筑经验和理论公式的计算 综合分析确定。 常用的原位测试方法包括：载荷试验(平板载荷试验 PLT和螺旋板载荷试验SPIT)；静力触探(圆锥静力 触探CPT和孔压静力触探CPTU)；动力触探(圆锥动 力触探DPT和标准贯入试验SPT)；十字板剪切试验 (VST)；旁压试验(预钻旁压试验PMT和自钻旁压试 验SBP)；现场剪切试验(SST)；波速试验(单孔检层 法:上孔或下孔法；跨孔法；面波法)等。
1）钻探成孔：采用回转钻进，当钻至实验土层标高以 上0.15米处时，应停止钻进，仔细清除孔内残土至设计 标高。当在地下水位以下的土层进行实验时，应使孔 内水位高于地下水位，以免出现涌砂和塌孔。必要时 应下套管或用泥浆护壁。 2）贯入：将贯入器放入孔内，提升穿心锤。穿心锤自 动落锤，将贯入器以每分钟15~30击打入土中0.15米。 然后以每分钟15~30击打入土中0.3米，记录锤击数 N63.5。当土层较硬时，若累计击数已达50击，而贯入 深度未达0.3米时，应终止试验，记录实际贯入度以及 累计锤击数n，按下式计算贯入0.3米时的锤击数： N=30n/ΔS，ΔS对应锤击数n的贯入度(cm)。 3）土样描述和试验：旋转钻杆，然后提出贯入器，取 贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录，并量测其强 度。将需要保存的土样仔细包装、编号，以备实验之 用。 4）重复上述步骤，进行下一深度的贯入实验，直到所 需深度。深度间距为1.0m或2.0m。
6．承载力特征值的确定应符合下列规定： （1）当P-S曲线上有比例界限时，取该比 例界限所对应的荷载值； （2）当极限荷载小于对应比例界限的荷载 值的2倍时，取极限荷载值的一半； （3）曲线上没有明显的3个阶段，可以取 相应于沉降S等于荷载板宽度(或直径)B的2 ％时的荷载作为地基的容许承载力。
土质学
V 土的饱和度（Sr） S 100% V
w r v
砂土的含水状况：Sr≤50% 稍湿的；50%≤Sr≤80% 很湿 的；Sr>80% 饱和的。
土的孔隙率（n）和孔隙比（e） V V 淤泥质粘性土的e=1.0～1.5， n 100%, e 而淤泥的e>1.5。 V V
v
v
s
常用的物理性质指标之间的换算公式
土的工程分类
按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） 地基土分为：岩石（五级）； 碎石土； 砂土； 粉土； 粘性土（三种）； 人工填土（三种）。
第四节： 中国特殊土的主要工程性质
特殊土有淤泥类软土、膨胀土、红粘土、黄土、 冻土、分散性粘土、膨润土等。
一、淤泥类软土
淤泥类土：在静水或水流缓慢的环境中的沉积，并 有微生物的参与，含有较多的有机质的疏松软弱的 粘性土。其天然含水量大于液限。 淤泥质土、淤泥；工程上将淤泥类土称作软土。
在离山较远的地带，洪积土的颗粒较细、成分均匀、厚 度较大，一般也是良好的天然地基。
洪积土一般发育于干旱与半干旱地区。
四、冲积土
冲积土是由河流的流
水作用将碎屑物质搬运到
河谷中坡降平缓的地段堆 积而成的。它发育于河谷 内及山区外的冲积平原中。 根据河流冲积物的形成条 件分为
河床相、河漫滩相、 牛轭湖相及河口三 角洲相。
五、湖泊沉积物
湖泊沉积物分为湖边沉积物和湖心沉积物。 湖边沉积物近岸带多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远
岸带沉积物则差些。
湖心沉积物是由河流和湖流携带的细小悬浮颗粒到达湖
心沉积形成的，主要是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂等， 土的压缩性高，强度很低。
沼泽土主要由半腐烂的植物残体—泥炭组成的，泥炭的
野外土名描述 + 土的分类野外鉴定与别名(顶)
野外土名描述一、杂填土：杂色，松散，大孔隙，上部为砼地坪，含较多的碎石。
二、淤泥质粉质粘土：灰色~灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。
四、粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。
五、粉质粘土：青灰色，软~可塑状，为后期沉积，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
六、粉质粘土：灰黄~褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
七、粉质粘土：灰黄~褐黄色，可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
八、粉质粘土：灰黄色，可塑，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
局部含团块状密实粉土。
九、粉质粘土：灰黄~褐黄色，钙质结核，硬塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
十、粉质粘土：灰黄~灰色，软~可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强中等，韧性中等。
十一、粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。
十二、粉质粘土夹粉土：灰黄~青灰色，可塑，含少量云母片，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
十三、粉砂：黄色，含云母片，中密。
主要由石英等矿物组成，饱和状态。
十四、粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。
十五、粉质粘土夹粉土：灰黄色，软~可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。
局部夹薄层粉土。
十六、粉土：灰黄，含云母片，很湿，稍密。
摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。
十七、粉砂：灰黄，含云母片，饱和，密实，主要成分由长石、石英、云母等组成，磨园度好、分、选性好。
十八、粉土：浅灰色，含云母片，摇振反应中等，无泽反应，干强度低，韧性低。
十九、粘土夹粉砂：灰黄色，褐黄色，可塑，含少量钙质结核核径为3cm。
夹薄层壮中密粉砂，具水平层理，无摇振反应，切面稍光滑，干强度高，韧性高。
《土质学与土力学》 2土的物理、水理和力学性质
土质学与土力学 2土的物理水理和力学性质《土质学与土力学》第二章 土的物理性质、水理性质和力学性质第一节 土的物理性质土是土粒（固体相），水（液体相）和空气（气体相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。
土的物理性质指标，可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水量，密度和土粒比重；另一类是可以根据试验测定的指标换算的；如孔隙比，孔隙率和饱和度等。
一、土的基本物理性质土的三相图（见教材P62图） （一）土粒密度(particle density)土粒密度是指固体颗粒的质量m s 与其体积Vs 之比；即土粒的单位体积质量：sss V m =ρ g/cm 3 土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关，而与土的孔隙大小和含水多少无关。
实际上是土中各种矿物密度的加权平均值。
砂土的土粒密度一般为：2.65 g/cm 3左右 粉质砂土的土粒密度一般为：2.68g/cm 3粉质粘土的土粒密度一般为：2.68~2.72g/cm 3 粘土的土粒密度一般为：2.7-~2.75g/cm 3 土粒密度是实测指标。
（二）土的密度(soil density)土的密度是指土的总质量m 与总体积V 之比，也即为土的单位体积的质量。
其中：V=Vs+Vv; m=m s +m w 按孔隙中充水程度不同，有天然密度，干密度，饱和密度之分。
1．天然密度（湿密度）(density)天然状态下土的密度称天然密度，以下式表示：vs ws V V m m V m ++==ρ g/cm3 土的密度取决于土粒的密度，孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少，它综合反映了土的物质组成和结构特征。
砂土一般是１.4 g/cm3粉质砂土及粉质粘土１.4 g/cm3 粘土为１.4 g/cm3泥炭沼泽土：１.4 g/cm3土的密度可在室内及野外现场直接测定。
室内一般采用“环刀法”测定，称得环刀内土样质量，求得环刀容积；两者之比值。
土的工程性质
土的工程性质土是一种重要的建筑材料，它是建筑材料中最广泛使用的自然材料之一，土的工程性质也是建筑工程中的重要内容。
土的发展至今，其工程性质发展到了十分复杂的程度，为建筑学研究提供了深厚的基础。
本文重点介绍土的工程性质，并探讨其在建筑工程中的应用。
一、土的性质土是由许多不同组分组成的混合物，其中最重要的是水、泥土、粒状物质和有机物质。
土的性质受土的组成组分的影响，性质主要有密度、抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、抗拉强度、抗裂缝性能等。
1、密度密度是指单位体积土中固体物质的质量。
比热容积比是用来表示土的密实程度，它反映了土的孔隙率及其含水量，比热容积比值越高，土的孔隙率和含水量越低，土质也越稠实。
2、抗压强度抗压强度是指土能承受的最大作用压力，也称为压缩强度、压实强度或抗拉抗压强度，其值表示土的抗压能力和土的堆积状况。
3、抗剪强度抗剪强度是指土质能承受的最大剪力值。
抗剪强度反映了土质的抗剪能力，抗剪强度越高，土质越不容易变形。
4、抗弯强度抗弯强度是指土质能承受的最大弯曲强度，是土质受力作用的绝对值的最大值，反映了土质的抗弯能力，抗弯强度越高，土质越不容易变形。
5、抗拉强度抗拉强度是指土质能承受的最大拉力值，反映了土质的抗拉能力，抗拉强度越高，土质越不容易变形。
6、抗裂缝性能抗裂缝性能是指土质能够吸收外力，克制土质内部张缝扩展的能力，抗裂缝性能越好，土质越不容易产生张缝。
二、土的工程性质土的工程性质是指土质在建筑工程中的抗力能力，它主要指土质的可见性和不可见性的抗力能力。
这种抗力能力不仅取决于土质的性质，还取决于土质的堆积状况和实际施工环境。
1、可见性抗力可见性抗力是指土质性质自身所具有的抗力能力，它主要受比热容积比、抗压强度、抗剪强度、抗弯强度、抗拉强度和抗裂缝性能等土质性质的影响。
如果土质性质较差，那么可见性抗力也会相应变差。
2、不可见性抗力不可见性抗力是指土的外力抵抗能力，它取决于土的堆积状况，堆积状况又受到施工环境的影响。