内容发布更新时间 : 2024/11/7 23:59:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
饱和重度（ kN/m 3） 18 ～ 23 浮重度或有效重度 8 ～ 13 孔隙比 砂土： 0.3~0.9 粘性土： 0.6~1.2 砂土： 25 ％～ 45 ％ 粘性土： 30 ％～ 60 ％ 0 ～ 100 ％ 孔隙度 饱和度
2 土的物理状态指标
土的物理状态，对于粗粒土来说，是指土的密实程度。对细粒土而言，则指土的软硬程度或称为土的稠度。
( 1 )无粘性土（粗粒土）的密实程度
无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，呈密实状态时，强度较大，可作为良好的天然地基；呈松散状态时，则是不良地基。对于同一种无粘性土，当其孔隙比小于某一限度时，处于密实状态，随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密直到松散状态。无粘性土的这种特性，是因为它所具有的单粒结构决定的。
无粘性土的相对密实度以最大孔隙比 e max 与天然孔隙比 e 之差和最大孔隙比 e max 与最小孔隙比 e min 之差的比值 Dr 表示，即：
根据 Dr 值可把砂土的密实度状态划分为下列三种 l ≥ Dr >0.67 密实 0.67 ≥ Dr >0.33 中密 0.33 ≥ Dr >0 松散
砂土根据标准贯人试验的锤击数 N 分为松散、稍密、中密及密实四种密实度，其划分标准见表7.3 。 表 7.3砂类土密实程度划分
砂土密实度 N 松 散 ≤ 10 稍 密 10
对于粘性土，因粘土矿物含量高、颗粒细小，其物理状态与含水量关系非常密切。同一种粘性土随其含水量的不同而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量，叫做 界限含水量 。它对粘性土的分类和工程性质的评价有重要意义。
粘性土由固态转到流动状态的界限含水量分别称为缩限、塑限和液限。 （ 1 ） 液限 w L
液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。通常用锥式液限仪或碟式液限仪来量测。 （ 2 ） 塑限 w p
随着水的减少，土样将进入半坚硬状态，此时土可搓成条状，厚度大约为 3mm ，在应力作用下只是变形， 而不断裂。塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。土样搓条试验可以确定出塑限。将土样放在吸水纸上，用手反复搓动，直到上述的成条要求为止。
（ 3 ）缩限 w s
缩限即是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量；也可以定义为当水量进一步减少，但土样不进一步发生收缩的最大含水量。
（ 4 ）塑性指数（ I P ）和液性指数（ I L ）
塑性指数 I P 定义为土样的液限和塑限之差： I P = w L － w P
在土样中， I P 主要取决于粘粒含量，粘粒含量越高，则塑性指数越大，这就是为什么我们可以用塑性指数的大小来划分土类。另一个重要的参数就是液性指数 ( I L ) ，用它来评估原状土含水量 ( 性状 ) 在塑限和液限之间的变化，用如下公式计算：
若液性指数 I L ≤ 0 ，土样呈坚硬状；若 0< I L ≤ 1 ，土样呈塑性状，若 I L >1 ，土样呈液态 ( 流动态 ) 按我国的建筑规范 GB50007 － 2002 和 JTJ250 — 98 ，粘性土稠度状态可按表 7.4 划分。
表 7.4 粘性土的稠度状态 状 态 液性指数 I L 3 、土的灵敏度和触变性
考虑到土的强度问题，这里将介绍土的另一个参数即土的灵敏度。土的灵敏度定义为原状土强度与扰
坚 硬 I L ≤ 0 硬 塑 0< I L ≤ 0.25 可 塑 0.25< I L ≤ 0.75 软 塑 0.75< I L ≤ 1.0 流 塑 I L >1.0 动土强度之比即：S t = 原状土强度／扰动土强度土的强度取决于含水量 ( 或其稠度特征 ) 和土的结构特征。 在 Atterberg 稠度界限含水量试验中，当土样处于扰动土状态，我们可以测出 w 和 w P 。但是土的塑性稠度状态并未考虑到土扰动后结构的变化对土强度的影响。这里介绍土的灵敏度，是因为重塑土会因结构变化而大大降低强度。
如果 S t 在 1 ～ 2 之间，灵敏度低；如果 S t 在 2 ～ 4 之间，灵敏度中等；如果 S t >4 ，该土体灵敏度高
土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈多。所以在基础施工中应注意保护基槽，尽量减少土结构的扰动。
饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大。则是由于土粒、水分子和化学离子体系随时间而逐渐趋于新的平衡状态的缘故。粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。 例如在黏性土中打桩时，桩侧土的结构受到破坏而强度降低，但在停止打桩以后，土的强度逐渐恢复，桩的承载力增加。
3??1.67kNm【例题】一块原状土样，经试验测得土的天然密度，含水量为12.9%，土粒相对密
度
ds?2.67
，求孔隙比e、孔隙率n和饱和度
Sr。
e?解题：解：（1）
ds(1?w)?w??1?2.67(1?0.129)?1?0.8051.67
n? （2）
e0.805??44.6%1?e1?0.805 wds0.129?2.67??43à.805
（3）
Sr?易错点：各概念要清晰、明确。各符号表示的意义要能熟练区分。
作业：《土力学与土质学》P21页第1、2、3题。
习题：某砂土土样的天然密度为1.77g/cm3，天然含水量为9.8%，土粒的相对密度为2.67，烘干后测定最
小孔隙比为 0.461，最大孔隙比为0.943，试求天然孔隙比e和相对密度Dr，并评定该砂土的密实度。
e?解：（1）
ds(1?w)?w??1?2.67(1?0.098)?1?0.6561.77
Dr? （2）
emax?e0.943?0.656??0.595emax?emin0.943?0.461
判定该砂土的密实度为：中密
【知识点5】土的工程分类
按我国《建筑地基基础设计规范》 (GB50007 — 2002) ，把土划分成五种类型：碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工土。
碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于 2mm 的含量高于整个土体的重量的 50 ％，该土就属于碎石土。
砂土即细—中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。砂粒直径变化在 0 ． 75 — 2mm 之间，大于 ０．０ 75mm 的土粒含量超过 50 ％。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，
粉土是细粒土，粒径变化在0.002 ～0.075mm 之间，且土粒大于 0.075mm 的含量不得超过 50 ％，塑性指数 I P ≤ 10 。总之，粉土性质介于砂土和粘土之间。无机质粉土亦称“岩粉”。
粘性土是典型的细粒土，粒径小于 0.002mm ，形状不规整。粘性土可以细分成两类：粉质粘土和粘土。其划分的 依据是塑性指数 I P。
人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土。杂填土是各种垃圾混杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物。冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。
《土的分类标准》的分类系统
这一分类体系对土进行分类时，首先判别土属有机土还是无机土。若土的全部或大部是有机质时，该土就属有机土，含少量有机质时为有机质土，否则，就属无机土。有机质含量可由试验测定，也可凭颜色，气味来鉴别，如色暗、味臭、含纤维质的，一般为含有机质的土。若属无机土则根据土内各粒组的相对含量把土分为巨粒土、含巨粒土、粗粒土和细粒土四大类。
第二章 土的渗透性与渗流
本章节包括4个知识点，土的毛细性、土的渗透性、渗透破坏与控制。 基础阶段，复习时间是从5月份至8月份，本章知识点均需掌握。
在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟悉并分析理解教材内容，记忆相关的定义、
分类并掌握其内涵，结合自己生活实践经验并通过相关试验操作，深刻理解把握本章内容，熟悉相应知识点，，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。
【知识点1】土的毛细性
土的毛细性是指能够产生毛细现象的性质。土的毛细现象是指土中水在表面张力的作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。
土的毛细现象在以下几个方面对工程有影响： 毛细水的上升是引起路基冻害的因素之一；
对于房屋建筑，毛细水的上升会引起地下室的过分潮湿；
毛细水的上升可能引起土的沼泽化和盐渍化，对建筑工程及农业经济都有很大影响。 【例题】土层中的毛细水带分为几种？有什么特点？ 解题：
答：分为三种：正常毛细水带；毛细网状水带和毛细悬挂水带。正常毛细水带位于毛细水的下部，与地下潜水连通，它会随着地下水位的升降而做相应的移动；毛细网状水带位于毛细水带的中部，它可以在表面张力和重力作用下移动；毛细悬挂水带位于毛细水带的上部，当地表有大气降水补给时，毛细悬挂水在重力作用下向下移动。
【知识点２】土的渗透性
（１）土的层流渗透定律
由于土体中孔隙一般非常微小且很曲折，水在土体流动过程中粘滞阻力很大，流速十分缓慢，因此多数情况下其流动状态属于层流，即相邻两个水分子运动的轨迹相互平行而不混流。
式中
q ——单位渗水量， cm3／s ； v ——断面平均渗透速度， cm／s ；
i ——水力梯度，表示单位渗流长度上的水头损失 ，或称水力坡降； k ——反映土的透水性的比例系数，称为土的渗透系数。它相当于水力梯度 i ＝ 1 时的渗透速度，故其量纲与渗透速度相同，cm／s 。
该式即为达西定律表达式，达西定律表明在层流状态的渗流中，渗透速度 v 与水力梯度 i 的一次方