干容重浮容重饱和容重土力学带公式.docx

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干容重浮容重饱和容重土力学带公式

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[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

干容重浮容重饱和容重土力学带公式

土的三相指标

图1-2土的三相图

（1）土的天然密度

或重度

单位体积土的质量（重量）。

（kg/m3）（1-3a）

（kN/m3）（1-3b）

且有关系

（1-4）

试验测定方法：

环刀法等。

（2）土的含水量（率）w

土中水的质量（重量）与土粒质量（重量）之比，以百分数表示。

（1-5）

试验测定方法：

烘干法

（3）土粒相对密度（土粒比重）Gs

土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积4oC纯水的质量之比。

（无量纲）（1-6）

试验测定方法：

比重瓶煮沸法。

由此还可得到

（1-7）

以下指标由基本指标导出。

设土颗粒的体积为1，按照各指标的定义，可得到单元土的三相简图如图1-3所示。

图1-3单元土的三相简图

（4）孔隙比e

孔隙比为土中孔隙何种与土粒体积之比，用小数表示。

（1-8）

（5）孔隙率n

土中孔隙体积与土的总体积之比。

（1-9）

且有

或

（1-10）

（6）饱和度Sr

土中所含水分的体积与孔隙体积之比,反映了土体中孔隙被水充满的程度。

（1-11）

（7）土的饱和容重

和浮重度（有效重度）

饱和重度为土处于饱和状态时的重度，浮重度为土浸入水中受到浮力时的重度。

（1-12）

（1-13）

（8）干重度

土中颗粒的重量与土体积之比。

（1－14）

（9）各重度之间的比较

（1－15）

（10）最大干容重和最优含水量

同一种土，采用同一种方法压密击实时，所能达到的最大干容重与其含水量有关，达到最大干容重时所对应的含水量称为最优含水量，显然干容重最大时，填土的密实度最高。

7．土的物理状态

土的物理状态主要是指：

无粘性土：

密实程度，疏松或密实。

粘性土：

稠度，即土的软硬程度。

土的干湿软硬松密等状态。

（1）无粘性土密实程度指标

①孔隙比

孔隙比愈大，则土愈松散，反之越密实。

孔隙比仅适用于级配相近的土的密实度的比较，且取原状土样测定孔隙比

比较困难。

②相对密度Dr

（1－16）

其中，e为原状土的孔隙比，

和

分别为该种土所能达到的最大、最小孔隙比。

同样，它也存在着原状土孔隙比

较难测定的问题。

③标准贯入系数N

通过现场标准贯入试验确定，适用范围较广。

（2）粘性土的状态及可塑性

即粘性土的软硬程度，或称稠度状态，如图1-4所示。

其中：

图1-4粘性土的物理状态

液态：

含水量较大，颗粒之间有自由水，且粒间联结很弱。

宏观上表现为粘土处于粘滞流动状态。

可塑态：

颗粒之间的主要为外层间的结合水，土粒之间有一定的联结力。

宏观上表现为土的形状可任意改变而不裂不断，外力解除后，土仍保持改变后的形状，这种性能称为可塑性，是粘性土区别于无粘性土的重要特征。

半固态：

颗粒间的水主要是强结合水和扩散层的内层结合水，粒间联结比较牢固，土失去可塑性。

固态：

土间之水为强结合水，粒间联结非常牢固，土体积已不随含水量的减少而减少。

它有以下几个稠度界限（粘性土由一种状态变为另一状态的分界含水量）：

液限：

由液性状态转变为塑性状态时的分界含水量。

由锥式（碟式）液限仪法或液塑限联合测定法确定。

塑限：

由塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量。

由搓条法或液塑限联合测定法确定。

缩限：

由半固态转变为固态的分界含水量。

（3）塑性指数

（1－17）

反映粘性土的可塑性的大小，综合反映出该种土的固有特性（指颗粒组成、矿物成分、结构性等），可作为粘性土分类的指标。

（4）液性指数

（1－18）

由此可判断粘性土所处的物理状态：

，半固态或固态；

，可塑态；

，液态

5．土（岩）的工程分类

以《建筑地基基础设计规范》（GB5007－2002）为例，作为建筑地基的土（岩）,可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等六类。

其中，岩石按强度、完整程度等分类，粗粒土按其级配（及颗粒是否圆滑）分类，细粒土按塑性指数分类。

（1）岩石

按强度：

坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。

按完整程度：

完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。

（2）碎石土

碎石土是指粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量的50%的土，由大到小，包括：

漂石（块石）、卵石（碎石）、圆砾（角砾）砾。

（3）砂土

砂土是指粒径大于2mm的颗粒含量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量的50%的土，由大到小，包括：

砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。

（4）粉土

粉土是指粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50%且塑性指数IP≤10的土。

（5）粘性土

粘性土是指塑性指数

的土。

其中：

，粉质粘土；

，粘土。

土的物理化学性质

种类

天然含水量%

比重

干密度g/m3

天然孔隙比

内摩擦角

凝聚力kpa

湿容重g/m3

饱和容重g/m3

浮容重g/m3

水上摩擦角

水下摩擦角

水上凝聚力kpa

水下凝聚力kpa

渗透系数cm/s

承载力特征值fak

标准贯入锤基数

沙土

～

粉土

击/30cm

粉质粘土

击/30cm

粘土

～

岩石物理化学性质

种类

密度

比重

饱和抗压强度

软化系数

抗拉强度

承载力特征值fak

砂岩、砂砾岩

砂土的密实度

密实度

密实

中密

稍密

松散

标贯击数

N>30

30>=N>15

15>=N>10

N<=10

粘性土软硬状态的划分

状态

坚硬

硬塑

可塑

软塑

流塑

IL

IL<=0

0

025

IL>1