土力學(xué)與基礎(chǔ)工程-第二章(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 流態(tài) 強結(jié)合水 弱結(jié)合水 自由水 含水量 w 土顆粒 強結(jié)合水 弱結(jié)合水 土顆粒 強結(jié)合水 土顆粒 自由水 弱結(jié)合水 強結(jié)合水 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的稠度與界限含水量 ? 粘性土 0 ws w p w L 固態(tài) 半固態(tài) 可塑狀態(tài) 流動狀態(tài) 稠度： 粘性土因含水量的不同表現(xiàn)出不同的稀稠 、 軟硬狀態(tài)的性質(zhì)稱為粘性土的稠度 。 粘性土的稠度反映土中水的形態(tài) 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的稠度與界限含水量 ? 粘性土 0 ws w p w L 固態(tài) 半固態(tài) 可塑狀態(tài) 流動狀態(tài) 塑限 液限 縮限 粘性土的 界限含水量 ： 同一種粘性土隨其含水量的不同 ， 而分別處于固態(tài) 、半固態(tài) 、 可塑狀態(tài)及流動狀態(tài) 。 由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量 ， 叫界限含水量 （ Atterberg 1911） 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 界限含水量的測定方法 ： 塑限：搓條法 液限：錐式液限儀（碟式液限儀）。 粘性土的稠度與界限含水量 0 ws wp w L 固態(tài) 半固態(tài) 可塑狀態(tài) 流動狀態(tài) 塑限 液限 縮限 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 搓條法 錐式液限儀 粘性土的稠度與界限含水量 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 可塑性是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征 ，可塑性的大小用土處在可塑狀態(tài)時的含水量的變化范圍來衡量， 從液限到塑限含水量的變化范圍越大，土的可塑性越好。 塑性指數(shù)： 指 液限和塑限 的差值（省去 %號），即土處在可塑狀態(tài)的 含水量 變化范圍，用 IP表示。 塑性指數(shù)是粘性土的最基本 、 最重要的物理指標(biāo) ， 其大小取決于吸附結(jié)合水的能力 ， 即與土中粘粒含量有關(guān) ， 粘粒含量越高 ， 塑性指數(shù)越高 （ 粘土礦物成分 、 水溶液 ） 。 pLp wwI ?? 粘性土的塑性指數(shù)與液性指數(shù) 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) IP 粘粒含量 蒙脫石 高嶺石 伊利石 蒙脫石 粘粒含量 IP IP與礦物成分的關(guān)系 粘性土的塑性指數(shù)與液性指數(shù) 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的塑性指數(shù)與液性指數(shù) 土的名稱 粉質(zhì)粘土 粘土 塑性指數(shù) 10 IP 17 IP 17 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的塑性指數(shù)與液性指數(shù) 液性指數(shù)： 粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比，用 IL表示。即 pLpL wwwwI???液性指數(shù)表證天然含水量與界限含水量間的相對關(guān)系 ， 可塑狀態(tài)的土的液性指數(shù)在 0~1之間；液性指數(shù)大于 1， 處于流動狀態(tài)；液性指數(shù)小于 0， 土處于固態(tài)或半固體狀態(tài) 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的塑性指數(shù)與液性指數(shù) 狀態(tài) 堅硬 硬塑 可塑 軟塑 流塑 液性指數(shù) IL ≤0 0~ ~ ~ IL 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) pLLcwwwww??? 粘性土的天然稠度 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的塑性指數(shù)與液性指數(shù) 注 意 由于液限和塑限目前都是用擾動土測定的 ， 土的結(jié)構(gòu)已徹底破壞 ， 而天然土一般在自重作用已有很長的歷史 ，它獲得了一定的結(jié)構(gòu)強度 ， 以至于土的天然含水率大于它的液限也未必一定會發(fā)生流動 。 含水率大于液限只是意味著：若土的結(jié)構(gòu)遭到破壞 ， 它將轉(zhuǎn)變?yōu)檎硿酀{ 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 天然狀態(tài)的粘性土當(dāng)受擾動后，其強度降低、壓縮性增大。土的結(jié)構(gòu)性對強度的這種影響，可用靈敏度 衡量： uut qqS??tS式中 qu， qu39。 — 原狀、重塑試樣的無側(cè)限抗壓強度。 粘性土的 靈敏度和觸變性 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的靈敏度與觸變性 土的靈敏度越高，其結(jié)構(gòu)性越強，受擾動后的強度降低就越明顯。 根據(jù)靈敏度將飽和粘性土分為： 低靈敏 中靈敏 高靈敏 1 St ? 2 2 St ? 4 St 4 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 粘性土的靈敏度與觸變性 觸變性 ：飽和粘性土當(dāng)受擾動后，其強度降低，但當(dāng)擾動停止后，強度又隨時間增大，這種特性稱為觸變性。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－土的結(jié)構(gòu) ? 土的結(jié)構(gòu)性 — 土的組成與物理性質(zhì)并不能完全決定土的性質(zhì)，土的結(jié)構(gòu)對土的性質(zhì)具有很大的影響，這種特性稱為土的結(jié)構(gòu)性（ 土粒的空間相互排列以及土粒之間的聯(lián)結(jié)特征 ）。 ? 單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、絮狀結(jié)構(gòu)。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－單粒結(jié)構(gòu) ? 特點： 土粒間存在點與點的接觸 ， 隨著它的形成條件的不同 ， 可形成密實的或者疏松的狀態(tài) 。（ 碎石土和砂土 ） 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－單粒結(jié)構(gòu) ? 疏松狀態(tài)： 在荷載作用下 ， 特別是在震動荷載作用下會使土粒移向更穩(wěn)定的位置而更加密實 ，同時產(chǎn)生較大的變形 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－單粒結(jié)構(gòu) ? 密實狀態(tài)： 比較穩(wěn)定 ， 力學(xué)性質(zhì)好 ，粗砂土如砂土 、 礫石等土類的結(jié)構(gòu)特征 。 單粒結(jié)構(gòu)的松密程度取決于礦物成分 、 顆粒形狀 、 級配情況 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－蜂窩結(jié)構(gòu) ? 土粒下沉過程中 ， 土粒間的分子吸力大于下沉土粒重量形成鏈環(huán)狀單元 ， 很多這樣的鏈環(huán)狀單元聯(lián)接起來 ， 便形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu) ， 蜂窩狀結(jié)構(gòu)常在 粉土 、 粘土類 中遇到 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－絮狀結(jié)構(gòu) ? 微小的粘粒 ， 重量極輕 ， 靠其自重在水中下沉 ， 極為緩慢 ， 由于土粒間的吸引力形成土粒集合體 — 團粒而下沉 。 ? 主要存在于海積粘土中 。 ? 孔隙很大 ， 強度低 、 壓縮性高 、對擾動比較敏感 ， 土粒間的聯(lián)接強度會由于壓密和膠結(jié)作用而逐漸得到加強 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－土的結(jié)構(gòu) 三種結(jié)構(gòu)中密實的 單粒結(jié)構(gòu) 土的工程性質(zhì)最好 ， 蜂窩狀 為其次 ， 絮狀結(jié)構(gòu) 土工程性質(zhì)最差 。 后兩種結(jié)構(gòu)土 ， 如果因振動其天然結(jié)構(gòu)被破壞的話 ， 強度很低 ，壓縮性大 。 因此未經(jīng)處理不能作為天然地基 。 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) 土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造－土的構(gòu)造 ? 裂隙、節(jié)理構(gòu)造 ? 粘性土或淤泥質(zhì)粘性土夾層 —— 層理構(gòu)造 道路與橋梁工程研究所 土力學(xué)與地基基礎(chǔ) ? 我國的分類方法至今尚未統(tǒng)一 ， 不同的部門根據(jù)各自行業(yè)特點建立了各自的分類標(biāo)準(zhǔn) 。 一般對粗粒土主要按顆粒組成進行分類 ，粘性土則按塑性指數(shù)分類 。 ? 目前國內(nèi)應(yīng)用于對土進行分類的標(biāo)準(zhǔn) 、 規(guī)程 （ 規(guī)范 ） 主要有以下幾種： （ 1） 建設(shè)部 《 土的分類標(biāo)準(zhǔn) 》 （ GBJ14590） （ 2） 建設(shè)部 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 》 （ GBJ789） （ 3） 交通部 《 公路土工試驗規(guī)程 》 （ JTJ05193） （ 4） 水利部 《 土工試驗規(guī)程 》 （ SL2371999） 地基土的工