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亦可理解为:
γsat=γd(干密度)+e(孔隙率)*γw(水重度)/(1+e)
(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N63.5
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。
,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
2.65~2.69
粉土
6.67-21.80
2.7~2.71
1.57-1.76
0.537-0.729
26.7-30.5
21-45
1.85
1.91
0.91
22
28
24
18
2.16*10-4
120kpa
10-13击/30cm
粉质粘土
21.33-31.67
2.72~2.73
1.47-1.68
0.624-0.869
18-24.6
26-51
1.81
1.99
0.99
21
27
19
1.86*10-5
15-19击/30cm
粘土
2.74~2.76
岩石物理化学性质
密度
饱和抗压强度
软化系数
抗拉强度
砂岩、砂砾岩
2.35-2.58
2.68
4-20mpa
0.5-0.68
1.0-1.5mpa
400kpa
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>
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<
IL<
=0.25
025<
=0.75
0.75<
=1
IL>
1
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