1土石方工程_1土的工程性质及分类
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施工技术-第一章土石方第一部分
Y X
某建筑物场地方格网
32
三、 土方调配与优化
✓ 调配区的划分原则、平均运距和土 方施工单价的确定
✓ 最优调配方案的确定——表上作业 法
33
✓ 调配区的划分原则 • 与建筑物平面位置相协调，并考虑开工顺序及分期施工顺
序 • 大小应满足施工机械的技术要求 • 范围应与方格网相协调 • 可考虑就近取土和弃土 ✓ 平均运距的确定：
铲运机、推土机：土方重心 汽车、自行式铲运机：按实际运距计算 ✓ 土方施工单价的确定：预算定额
34
✓ “表上作业法”步骤 • 编制初始调配方案——最小元素法 • 最优方案判别法——假象价格系数法 • 方案的调整——闭回路、奇数转角取代
35
❖ 用“表上作业法”进行土方调配 ❖ 下图为一矩形广场，试求土方调配最优方案
21
例2
某建筑场地地形图和方格网 （边长a=20.0m）布置如图 所示。土壤为二类土，场地 地面泄水坡度ix=0.3%， iy=0.2%。试确定场地设计 标高（不考虑土的可松性影 响，余土加宽边坡）。
某场地地形图和方格网布置
22
解：1）计算场地设计标高H0 ∑H1 =9.45+10.71+8.65+9.52=38.33m 2∑H2= 2× （9.75+10.14+9.11+10.27+8.80+9.86+8.91+9.14） = 151.96m
23
4∑H4= 4×（9.43+9.68+9.16+9.41）= 150.72m
由公式
H0
1 4n
(
H1 2
H2 3
H3 4
某建筑物场地方格网
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三、 土方调配与优化
✓ 调配区的划分原则、平均运距和土 方施工单价的确定
✓ 最优调配方案的确定——表上作业 法
33
✓ 调配区的划分原则 • 与建筑物平面位置相协调，并考虑开工顺序及分期施工顺
序 • 大小应满足施工机械的技术要求 • 范围应与方格网相协调 • 可考虑就近取土和弃土 ✓ 平均运距的确定：
铲运机、推土机：土方重心 汽车、自行式铲运机：按实际运距计算 ✓ 土方施工单价的确定：预算定额
34
✓ “表上作业法”步骤 • 编制初始调配方案——最小元素法 • 最优方案判别法——假象价格系数法 • 方案的调整——闭回路、奇数转角取代
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❖ 用“表上作业法”进行土方调配 ❖ 下图为一矩形广场，试求土方调配最优方案
21
例2
某建筑场地地形图和方格网 （边长a=20.0m）布置如图 所示。土壤为二类土，场地 地面泄水坡度ix=0.3%， iy=0.2%。试确定场地设计 标高（不考虑土的可松性影 响，余土加宽边坡）。
某场地地形图和方格网布置
22
解：1）计算场地设计标高H0 ∑H1 =9.45+10.71+8.65+9.52=38.33m 2∑H2= 2× （9.75+10.14+9.11+10.27+8.80+9.86+8.91+9.14） = 151.96m
23
4∑H4= 4×（9.43+9.68+9.16+9.41）= 150.72m
由公式
H0
1 4n
(
H1 2
H2 3
H3 4
建筑施工技术课件-土的分类及性质
建筑施工技术
第一章：土方工程
学习要点
土方工程是建筑工程施工中主要单位工程之一，任 何一项建筑工程施工都是从土方工程开始的。
➢ 主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、填土压实方法、 深基坑施工、土方机械化施工及土方工程质量验收；
➢ 学习重点：土方工程量计算、填土压实的质量检查； ➢ 学习难点：深基坑边坡稳定及支护结构。
土 环刀
mw 100 % 50 100 % 25% 图1-1环刀法采
ms
200
集土样示意图
2.3、土的天然密度和干密度
▪ 土的天然密度
气
m
水
天然密度是指土 在天 然状态下单位
体积的质量，用ρ表示，即
mg
土
土水气 m 土的总体积 v
图1-2
m——土体的质量； V——土的天然体积。
如何测定土的密？
200～20 20～10 10～5
5～2 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.075 0.075～0.01 0.01～0.005 ＜0.005
➢ 按地基基础设计规范分类，把土分为6大类：
岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
按液限指数分类
界限含水量是指土从一种状态过渡到另外一种状态的含 水量。
一 土的分类及性质
1.1 土方工程分类
根据土方工程的施工内容与方法不同，土方工程分类有以下几种：
❖ 场地平整 将天然地面改造成设计要求的平面。
❖ 基坑（槽）开挖 基坑（槽）开挖指开挖宽度在3m以内，长宽比不小于3的基槽或长宽比小于3、 底面积在20m2以内的基坑进行的土方开挖工程。
❖ 基坑（槽）回填 基础完成后，应分层回填，且保证回填土具有一定的压实密度，以避免建筑物 产生不均匀沉降。
第一章：土方工程
学习要点
土方工程是建筑工程施工中主要单位工程之一，任 何一项建筑工程施工都是从土方工程开始的。
➢ 主要内容：土的分类及工程性质、土方量计算、填土压实方法、 深基坑施工、土方机械化施工及土方工程质量验收；
➢ 学习重点：土方工程量计算、填土压实的质量检查； ➢ 学习难点：深基坑边坡稳定及支护结构。
土 环刀
mw 100 % 50 100 % 25% 图1-1环刀法采
ms
200
集土样示意图
2.3、土的天然密度和干密度
▪ 土的天然密度
气
m
水
天然密度是指土 在天 然状态下单位
体积的质量，用ρ表示，即
mg
土
土水气 m 土的总体积 v
图1-2
m——土体的质量； V——土的天然体积。
如何测定土的密？
200～20 20～10 10～5
5～2 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.075 0.075～0.01 0.01～0.005 ＜0.005
➢ 按地基基础设计规范分类，把土分为6大类：
岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
按液限指数分类
界限含水量是指土从一种状态过渡到另外一种状态的含 水量。
一 土的分类及性质
1.1 土方工程分类
根据土方工程的施工内容与方法不同，土方工程分类有以下几种：
❖ 场地平整 将天然地面改造成设计要求的平面。
❖ 基坑（槽）开挖 基坑（槽）开挖指开挖宽度在3m以内，长宽比不小于3的基槽或长宽比小于3、 底面积在20m2以内的基坑进行的土方开挖工程。
❖ 基坑（槽）回填 基础完成后，应分层回填，且保证回填土具有一定的压实密度，以避免建筑物 产生不均匀沉降。
2024年土石方工程
土石方工程一、概述土石方工程，是指在建筑、道路、水利等工程建设中，对地表土壤、岩石进行开挖、运输、填筑、压实等作业的工程。
它是各类工程建设的基础和先行工程，对于保证工程质量和进度具有重要意义。
二、土石方工程的分类土石方工程按作业性质可分为四类：挖方、填方、借方和弃方。
1.挖方：指将地表土壤、岩石等物质从原地挖掘出来，用于工程建设的作业。
挖方工程包括地面开挖、地下开挖、水下开挖等。
2.填方：指将挖掘出来的土壤、岩石等物质运至指定地点进行填筑的作业。
填方工程包括场地平整、路基填筑、堤坝填筑等。
3.借方：指将其他工程或地点的土壤、岩石等物质运至本工程进行填筑的作业。
借方工程主要包括借土填筑、借石填筑等。
4.弃方：指将挖掘出来的土壤、岩石等物质运至指定地点进行堆放的作业。
弃方工程主要包括弃土堆放、弃石堆放等。
三、土石方工程的特点1.工程量大：土石方工程通常涉及大量的土壤、岩石等物质的开挖、运输、填筑和压实，工程量较大。
2.施工条件复杂：土石方工程受地形、地质、气候等多种因素影响，施工条件较为复杂。
3.环境影响大：土石方工程在施工过程中会产生大量的粉尘、噪音、振动等环境问题，对周边环境产生较大影响。
4.安全风险高：土石方工程在施工过程中存在坍塌、滑坡、爆炸等安全风险，需采取严格的安全措施。
四、土石方工程的施工技术1.开挖技术：包括人工开挖、机械开挖、爆破开挖等。
根据地形、地质条件选择合适的开挖方法。
2.运输技术：包括自卸车运输、皮带运输、管道运输等。
根据运输距离、物料性质等因素选择合适的运输方式。
3.填筑技术：包括分层填筑、碾压填筑、水力填筑等。
根据填筑材料和设计要求选择合适的填筑方法。
4.压实技术：包括静压压实、振动压实、夯实等。
根据土壤类型和压实度要求选择合适的压实方法。
五、土石方工程的质量控制1.工程勘察：在土石方工程施工前，应对工程区域进行详细的地质勘察，了解地形、地质、水文等情况，为施工提供依据。
土石方工程施工技术
土石方工程施工技术一、岩土的分类和工程性能岩土的工程分类及工程性质是地基设计与施工的基础，是勘察工作及勘察报告的重要内容。
1.岩士的工程分类(1)土按其不同粒组的相对含量可划分为巨粒类土、粗粒类土、细粒类土，是土的基本分类。
根据地质成因，土可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土和风积土等。
根据粒径和塑性指数，土可划分为碎石土、砂土、粉土、黏性土。
(2)岩石按坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。
(3)作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
(4)根据土方开挖的难易程度不同，可将土石分为八类，以便选择施工方法和确定劳动量，为计算劳动力、机具及工程费用提供依据。
①一类土：松软土主要包括砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥(泥炭)等，坚实系数为0.5～0.6，采用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬。
②二类土：普通土主要包括粉质黏土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，粉土混卵(碎)石，种植土、填土等，坚实系数为0.6～0.8，用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松。
③三类土：坚土主要包括软及中等密实黏土；重粉质黏土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质黏土；压实的填土等，坚实系数为0.8～1.0，主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍。
④四类土：砂砾坚土主要包括坚硬密实的黏性土或黄土；含碎石卵石的中等密实的黏性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩等，坚实系数为1.0～1.5，整个先用镐、棍，后用锹挖掘，部分使用楔子及大锤。
⑤五类土：软石主要包括硬质黏土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石等，坚实系数为1.5～4.0，用镐或棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法。
⑥六类土：次坚石主要包括泥岩、砂岩、砾岩；坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩；风化花岗岩、片麻岩及正长岩等，坚实系数为4.0～10.0，用爆破方法开挖，部分用风镐。
⑦七类土：坚石主要包括大理石；辉绿岩；玢岩；粗、中粒花岗岩；坚实的白云石、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩等，坚实系数为10.0～18.0，用爆破方法开挖。
第一章 土石方工程
滑力滑移力。 （2）外因：
A.降低了土体的抗剪强度： a.气候原因使土松软； b.粘土杂层因侵水产生润滑作用； c.饱和的液砂，粉砂因施工时外荷作 用而产生液化，降低了抗剪强度。
第一章 土石方工程
B．土体剪应力大于土体抗剪强度； a.边坡荷载增加，（土体，施工材料、 机械）； b.下雨使土体含水量增加，土体自重增 大，动水压力增加； c.土体裂缝中的水产生静水压力，使剪 应力增加，大于抗剪能力。
弃与填土的取得三者之间关系的确定。 目的：使挖填平衡时土方量最小，土
方总输运量最少，运输成本和施工费用最 低的情况下，确定土方调配的数量和方向， 从而达到缩短工期，降低施工费用。
第一章 土石方工程
程序：划分土方调配区，计算土方 调配区之间的平均运距，单位土方的运 价或单位土方施工费用，然后确定土方 的最优调配方案，绘出调配图。
1. 平均断面法： 是指将不规则的土石方用相互平行
的平面划分为比较规则的断面，利用数 学的原理进行体积计沿长度方向分段计算。
第一章 土石方工程
2. 计算公式： （1）基坑：V=H（F1+4F +F2）/6
式中:H——基坑深度 ； F1、F2 ——基坑上下两底面积； F——基坑中截面面积。
第一章 土石方工程
实质：都是求检验数ij来判断。 当ij0时为最优方案。位势法的步骤： 设位势数为Ui,Vj
A. 由Cij=Ui+Vj 得Ui = Cij -Vj ， Vj = Cij - Ui
B. 令U1=0，求出V1 C. 然后分别求出 Ui、Vj
第一章 土石方工程
注意：在求位势数时，一定要用初始方案 中有调配数的方格的Cij来进行计算！
第一章 土石方工程
（4） 做好运输道路,排、降水,土壁支撑 等准备工作;
A.降低了土体的抗剪强度： a.气候原因使土松软； b.粘土杂层因侵水产生润滑作用； c.饱和的液砂，粉砂因施工时外荷作 用而产生液化，降低了抗剪强度。
第一章 土石方工程
B．土体剪应力大于土体抗剪强度； a.边坡荷载增加，（土体，施工材料、 机械）； b.下雨使土体含水量增加，土体自重增 大，动水压力增加； c.土体裂缝中的水产生静水压力，使剪 应力增加，大于抗剪能力。
弃与填土的取得三者之间关系的确定。 目的：使挖填平衡时土方量最小，土
方总输运量最少，运输成本和施工费用最 低的情况下，确定土方调配的数量和方向， 从而达到缩短工期，降低施工费用。
第一章 土石方工程
程序：划分土方调配区，计算土方 调配区之间的平均运距，单位土方的运 价或单位土方施工费用，然后确定土方 的最优调配方案，绘出调配图。
1. 平均断面法： 是指将不规则的土石方用相互平行
的平面划分为比较规则的断面，利用数 学的原理进行体积计沿长度方向分段计算。
第一章 土石方工程
2. 计算公式： （1）基坑：V=H（F1+4F +F2）/6
式中:H——基坑深度 ； F1、F2 ——基坑上下两底面积； F——基坑中截面面积。
第一章 土石方工程
实质：都是求检验数ij来判断。 当ij0时为最优方案。位势法的步骤： 设位势数为Ui,Vj
A. 由Cij=Ui+Vj 得Ui = Cij -Vj ， Vj = Cij - Ui
B. 令U1=0，求出V1 C. 然后分别求出 Ui、Vj
第一章 土石方工程
注意：在求位势数时，一定要用初始方案 中有调配数的方格的Cij来进行计算！
第一章 土石方工程
（4） 做好运输道路,排、降水,土壁支撑 等准备工作;
土方工程(一)公开课教案课件
I h1 h2 h LL
I—水力坡度(水力坡降)
V KI K—土的渗透系数 m/h ；或m/d
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质
土的渗透系数参考值 K(m/d)
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质 （1）土的组成
土由土颗粒（固相）、水（液相）、和空气（气相）组成
注：这三部分随着周围环境的不同，表现出不同的性质， 如干燥和潮湿、密实和松散。
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质
（2）土的密度
分为：天然密度和干密度。 • 土的天然密度——指土在天然状态下单位体积的
质量；它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定 性。
天然密度范围： 一般粘性土ρ= 1800－2000kg/m3； 砂土: ρ=1600－2000kg/m3； 腐殖土: ρ=1500－1700 kg/m3;
• 土的干密度，指单位体积土中固体颗粒的质量； 它是用以检验填土压实质量的控制指标。
Department of Civil Engineering
2）基坑（槽）开挖最陡坡度
Department of Civil Engineering
2）基坑（槽）开挖最陡坡度
Department of Civil Engineering
Department of Civil Engineering
Department of质 （3）土的含水率
土中含水量与土的固体颗粒质量的比值。
I—水力坡度(水力坡降)
V KI K—土的渗透系数 m/h ；或m/d
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质
土的渗透系数参考值 K(m/d)
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质 （1）土的组成
土由土颗粒（固相）、水（液相）、和空气（气相）组成
注：这三部分随着周围环境的不同，表现出不同的性质， 如干燥和潮湿、密实和松散。
Department of Civil Engineering
1.1.2 土的工程性质
（2）土的密度
分为：天然密度和干密度。 • 土的天然密度——指土在天然状态下单位体积的
质量；它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定 性。
天然密度范围： 一般粘性土ρ= 1800－2000kg/m3； 砂土: ρ=1600－2000kg/m3； 腐殖土: ρ=1500－1700 kg/m3;
• 土的干密度，指单位体积土中固体颗粒的质量； 它是用以检验填土压实质量的控制指标。
Department of Civil Engineering
2）基坑（槽）开挖最陡坡度
Department of Civil Engineering
2）基坑（槽）开挖最陡坡度
Department of Civil Engineering
Department of Civil Engineering
Department of质 （3）土的含水率
土中含水量与土的固体颗粒质量的比值。
土石方工程
保护处理的方法有水 泥 抹面、铺塑料布或土工布 、挂网喷水泥浆、 喷射 砼护面以及浆砌片石等
31
第三节 基坑工程——基坑支护
安全等级三级，深度不大的基坑应采用哪些支护方式？
深度不大的三级基坑，当放坡开挖有困难时，可采用短柱横 隔板支撑、临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等支护方法。
仅适用于 部分地段放 坡不够、宽 度较大的基 坑使用
11
第一章
土方工程
（２）、土的含水量 是指土中所含水的质量与固体颗粒质量之比。
注：Mw——土中水的质量，为含水状态时土的质量与烘干后的土质量之差； Ms——土中固体颗粒的质量，为烘干后的土的质量；
（３）、土的渗透性
土体孔隙中的自由水在重力作用下会透过土体运动，这种被水透过 的性质称为土的渗透性，用土的渗透系数表示。
23
第一章 第三节
土方工程 基坑工程
一、土方边坡 二、基坑工程 三、降水工程 四、土方机械化施工
上海中心大厦基坑
24
第三节 基坑工程——土方放坡
土方工程为什么要进行边坡的稳定处理？
土方开挖过程中,土壁是由土体内磨擦阻力和粘结力保持平衡 而稳定。一旦土体竖向荷载超过临界值，便失去平衡(俗称失稳), 土体就会塌方,这不仅会造成人身安全事故、影响工期,有时还会 危及附近的建(构)筑物。
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》中规定：
一般深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以 上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及 地下管线特别复杂的工程。
29
第三节 基坑工程——基坑支护
基坑支护（开挖）分类？
按照施工工艺区分： ①无支护开挖——放坡开挖；（简单经济，但环境条件需满足） ②有支护开挖——在支护系统保护下的开挖；
1 土方工程
•适用范围：场地平整、开挖大型基坑以及填筑 堤坝和路基等。 •运行路线：环形路线、8字型路线 •提高效率的方法 （1）下坡铲土法 （2）跨铲法 （3）助铲法
(三)单斗挖土机:
1.正铲挖土机
(1) 特点：前进向上，强制切土，开挖停机面以上的Ⅰ～Ⅳ类土
(2) 适用范围：开挖高度3m以上的干燥基坑
(3)作业方式 A. 正向挖土，侧向卸土；
建 筑 施 工 技 术
Construction Technology of Civil Engineering
黎春林
授课内容
1、土石方工程 2、基础工程 3、砌体工程 4、混凝土结构工程 5、预应力混凝土工程 6、安装工程
1
1.1概述
土方工程
所有建筑工程的施工,都是由土方工程开始的,我 们的授课也就由此开始。 一、 土方工程的分类及施工特点：
七 土方填筑与压实
二、土方的填筑与压实 :
(一)土料的选择 :首先应采用原土回填 . (二)填筑方法 :分层填土、分层压实 . (三)压实方法 : 平碾(压路机) 碾压法 羊足碾 重型夯土机 夯实法 蛙式打夯机、木夯、石硪 振动压实法
蛙式打夯机
1-夯头;2-夯架;3-三角带;4-底盘
(三)影响压实质量的因素 :
基坑支护 （二）
防治塌方的措施： （1）放足边坡 （2）设置支撑
1、 基坑支护的作用及分类
作用：挡土和截水,保证基坑侧壁的稳定. 重力式挡土墙，如深层搅拌水泥土桩 类型： 非重力式挡土墙，如土钉墙、锚杆、地 下连续墙
土钉墙施工
基坑开挖 成孔 插钢筋 喷射面层混凝土 注浆
土层锚杆支撑 :
土层锚杆 (soil anchor)——由设置钻孔内 、端部伸入 稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体. 组成:锚头、杆体和浆体 . 施工工艺：基坑开挖 成孔 L2 安放拉杆 锚杆长度 = 自由段 L1 + 锚固段
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表1-7 -
砂土定名
土的名称
砾砂 粒砂 中砂 细砂 粉砂
粒 组 含 量
粒径大于2mm的颗粒占全重 ～50% 的颗粒占全重25～ 粒径大于 的颗粒占全重 粒径大于0.5mm的颗粒占全重 的颗粒占全重50% 粒径大于 的颗粒占全重 粒径大于0.25mm的颗粒占全重 的颗粒占全重50% 粒径大于 的颗粒占全重 粒径大于0.075mm的颗粒占全重 的颗粒占全重85% 粒径大于 的颗粒占全重 粒径大于0.075mm的颗粒占全重 的颗粒占全重50% 粒径大于 的颗粒占全重
4.粉土 粉土 粉土的性质介于粘性土与砂土之间. 粉土的性质介于粘性土与砂土之间. 密实度:根据天然孔隙比的大小,可分为密实,中密, 密实度:根据天然孔隙比的大小,可分为密实,中密,稍 密. 湿度:根据饱和度分为三等:稍湿,很湿,饱和. 湿度:根据饱和度分为三等:稍湿,很湿,饱和. 工程性质:密实粉土性质好, 工程性质:密实粉土性质好,饱和稍密的粉土地震时易产 生液化,为不良地基. 生液化,为不良地基.
液性指数
IL
≤0
0<I L≤0.25
0.25<I L≤0.75
0.75<I L≤1.0
I L>1.0
六,土的分类
(一)土的工程分类:分为松软土,普通土,坚土,砂 土的工程分类:分为松软土,普通土,坚土, 砾坚土,软石,次坚石,坚石,特坚硬石等8类 级 砾坚土,软石,次坚石,坚石,特坚硬石等 类16级 (二)地基土的分类 1.岩石 岩石 工程性质:微风化的硬质岩石为最优良的地基. 工程性质:微风化的硬质岩石为最优良的地基.强风化的 软质岩石工程性质差. 软质岩石工程性质差. 2.碎石土 碎石土 定义:粒径d>2mm的颗粒含量超过 定义:粒径 的颗粒含量超过50%的土称碎石土. 的土称碎石土. 的颗粒含量超过 的土称碎石土 定名:粒径由大至小分漂石,块石,卵石,碎石,圆砾, 定名:粒径由大至小分漂石,块石,卵石,碎石,圆砾, 角砾六种,见表1- . 角砾六种,见表 -5.
ω ωp ω ωp = IL = 公式: 公式: ωL ω p Ip 液性指数是判别粘性土软硬状态的指标, 液性指数是判别粘性土软硬状态的指标,根据液性指数的
不同,可将粘性土划分为以下几种: 不同,可将粘性土划分为以下几种:
表1-5 状 态 坚 硬 硬 塑 粘性土状态的划分 可 塑 软 塑 流 塑
式中: 式中 土的最初可松性系数; 土的最初可松性系数 K s ――土的最初可松性系数; 最终可松性系数; 最终可松性系数 K s '――最终可松性系数; V1――土在天然状态下的体积,m3; 土在天然状态下的体积, 土在天然状态下的体积 V2――土挖出后在松散状态下的体积,m3; 土挖出后在松散状态下的体积, 土挖出后在松散状态下的体积 V3――土经压(夯)实后的体积,m3. 土经压( 实后的体积, 土经压 在土方工程中, ※ 在土方工程中,最初可松性系数用以计算挖方装运车辆及挖方机械的重 要参数;最终可松性系数是计算填方时所需填土方量的重要参数. 要参数;最终可松性系数是计算填方时所需填土方量的重要参数.
6,土的饱和重度( γ )
sa t
定义:土中孔隙完全被水充满时土的重度. 公式: γ = G + γ V
s w sa t V
土的饱和重度一般为18～23 7,土的孔隙比( e )
V
γ = ρ g ≈ 10kN / m
w w
3
kN / m 3
定义:土中孔隙体积与土粒体积之比.
VV 公式: e = Vs
小数表示
孔隙比是表示土的密实程度的一个重要指标.粘性土和 粉土的孔隙比变化较大.一般,<0.6的土是密实的,压缩 e 性小;e >1.0的土是疏松的,压缩性高.
8,土的孔隙率( n) 定义:土中孔隙体积与总体积之比.
VV 公式: n = × 100% V 9,土的饱和度(S r)
定义:土中水的体积与孔隙体积之比.用百分数表示
第一节
土的工程性质及பைடு நூலகம்类
土的生成与特性 土的三相组成 ※ 土的三相比例指标 ※ 无粘性土的密实度 ※ 粘性土的物理特性 土的分类 ※ 土的工程性质
一,土的生成与特性
(一)土的生成
不同的风化作用,形成不同性质的土. 不同的风化作用,形成不同性质的土.风化作用有 下列三种: 下列三种: 1.物理风化 总称无粘性土. 物理风化 总称无粘性土. 2.化学风化 岩石碎屑与水,氧气和二氧化碳等物 化学风化 岩石碎屑与水, 质接触,产生一种新的成份――次生矿物,总称为 次生矿物, 质接触,产生一种新的成份 次生矿物 粘性土. 粘性土. 3.生物风化 由动,植物和人类活动对岩体造成的 生物风化 由动, 破坏,称生物风化. 破坏,称生物风化.
试验证明:
最佳含水量约与土的塑限相近, 最佳含水量约与土的塑限相近,大致为 ωop = ω p ± 2 ;粉土 取14～18. ～ . 最佳含水量与压实能量有关,在填土压实程度不足时, 最佳含水量与压实能量有关,在填土压实程度不足时,可改 用大的压实能量补夯. 用大的压实能量补夯. 在同类土中颗粒级配对压实效果影响很大, 在同类土中颗粒级配对压实效果影响很大,不均匀的容易压 均匀的不容易压实. 实,均匀的不容易压实. 粘性土在最佳含水量时,压实到最大干密度, 粘性土在最佳含水量时,压实到最大干密度,其饱和度一般 左右. 在80%左右. 左右
3.砂土 砂土 定义:粒径 > 的颗粒含量不超过全重50%,且d> 定义:粒径d>2mm的颗粒含量不超过全重 的颗粒含量不超过全重 , > 0.075mm的颗粒超过全重 的颗粒超过全重50%的土,称砂土. 的土, 的颗粒超过全重 的土 称砂土. 定名:粒径由大到小分为砾砂,粗砂,中砂,细砂, 定名:粒径由大到小分为砾砂,粗砂,中砂,细砂,粉砂 五种,见表 - . 五种,见表1-7. 的土的I ★当砂土中,粒径小于0.075mm的土的 P>10时,应以 当砂土中,粒径小于 的土的 时 "含粘性土"定名,如含粘性土粒砂. 含粘性土"定名,如含粘性土粒砂. ★工程性质:常见的砾砂,粗砂,中砂为良好地基;粉细 工程性质:常见的砾砂,粗砂,中砂为良好地基; 砂要具体分析,如为饱和疏松状态,则为不良地基. 砂要具体分析,如为饱和疏松状态,则为不良地基.
3,现场标准贯入试验锤击数(N)判别; ,现场标准贯入试验锤击数( )判别; 4,野外鉴别 ,
emax e 判别公式: 判别公式: Dr = e emin
五,粘性土的物理特性
(一)界限含水量
定义:粘性土从一种状态到另一种状态的分界含水量. 定义:粘性土从一种状态到另一种状态的分界含水量. 种类:液限(ω L ),塑限( ω p),缩限( ω ) 种类:液限( ),塑限( ),缩限( s 塑限 缩限
2,土的相对密度(比重d s ,土的相对密度( ) 定义: 定义:土粒密度与40C时纯水密度之比.
m 1 ds = s 公式: 公式: Vs ρ w1 无量纲 ※数值上等于土粒密度,同一类土比重变化幅度较小.
试验测定方法: 试验测定方法:比重瓶法 3,土的含水量( ,土的含水量(
ω)
定义: 定义:土中水的质量与土粒质量之比(%). 公式: 公式 d s =
表1-5 -
碎石土定名
土的名称
漂石 块石 卵石 碎石 圆砾 角砾
颗粒形状
圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒组含量
粒径大于200mm的颗粒超 的颗粒超 粒径大于 过全重50% 过全重 粒径大于20mm的颗粒超过 的颗粒超过 粒径大于 全重50% 全重 粒径大于2mm的颗粒超过 粒径大于 的颗粒超过 全重50% 全重
试验测定方法: 试验测定方法:烘干法
mw × 100% ms
※含水量是表示土湿度的一个重要指标.同一类土其强度随着含水量的 增大而降低,对粘性土,粉土影响较大,对粉砂,细砂稍有影响,对碎石 土等无影响.
4,土的重度(γ) ,土的重度( 定义: 定义:单位体积土所受的重力. 公式: 公式: γ = G = m g = ρg
三,土的三相比例指标
(一)实测指标
1,土的密度(ρ) ,土的密度( ) 定义:原土状态下,单位体积的土的质量. 定义:原土状态下,单位体积的土的质量. 公式: 公式: ρ = m
V
单位: 单位:g/cm3,t/m3 试验测定方法: 试验测定方法:环刀法 通常, 通常,砂土ρ=1.6～2.0 t/m3; 粘性土和粉土ρ=1.8～2.0 t/m3
(二)土的可松性
天然土经开挖后,其体积因松散而增加,虽然振动夯实, 天然土经开挖后,其体积因松散而增加,虽然振动夯实,仍然不能完全 复原,土的这种性质称为土的可松性.土的可松性用可松性系数表示, 复原,土的这种性质称为土的可松性.土的可松性用可松性系数表示, 即
V2 Ks = V1
V3 Ks '= V1
(二)土的特性
1.压缩性大 压缩性大 弹性模量(土称变形模量) 弹性模量(土称变形模量)饱和细砂的压缩性比 C20 混凝土大1600倍.粘性土压缩性往往比饱和细砂还要 倍 混凝土大 大. 2.强度低 强度低 土的强度指抗剪强度. 土的强度指抗剪强度. 3.透水性大 透水性大
二,土的三相组成
土由矿物固体颗粒,水和气体三部分组成, 土由矿物固体颗粒,水和气体三部分组成,称为土的 三相组成. 三相组成. 固体+气体(液体=0)为干土.干粘土坚硬,干砂松 固体+气体(液体= )为干土.干粘土坚硬, 散; 固体+液体+气体为湿土.湿的粘土多为可塑状态; 固体+液体+气体为湿土.湿的粘土多为可塑状态; 固体+液体(气体= )为饱和土. 固体+液体(气体=0)为饱和土.饱和粉细砂受震动 可能产生液化;饱和粘土地基沉降需很长时间才能稳 可能产生液化; 定.