土质学与土力学
人防教研室 赵佩胜
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第一章 土的物理性质及工程分类
土的形成过程,
地壳的各种岩石 （ 母岩 ） → 风化 → 剥蚀 →
搬运 → 沉积 →, 土, 。
土是一种松散体, 是多孔材料, 由固体颗
粒, 液体水及气体组成, 我们称之为三相体 。
组成土的三相在空间的排列, 分布及三相
间的比例关系对土的性质起重要的影响作用 。
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第一节 土的三相组成
? ? 土的性质影响较大三相的相对含量关系对
空气等气体
水溶液液体
土颗粒固体
三相体土
?
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?
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一, 土的固相
主要为无机矿物颗粒和有机质, 它们组成土的骨架, 对
土的性质影响最大 。
1,原生矿物 —— 岩浆岩中的矿物被保留下来, 如石英,
长石, 云母等 。 一般为抗风化能力较强的矿物 。
2,次生矿物 —— 风化过程中形成的新矿物, 如 Fe2O3、
Al2O3,次生 SiO2,粘土矿物, 碳酸盐等, 为化学风化的产
物 。 其中有些矿物可溶于水 。
3,有机质 —— 有微生物参与, 动植物残骸体等, 如泥
炭等 。 有机质能与水强烈作用, 对土的工程性质很不利 。
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二, 土的液相
1,结合水 —— 依靠土颗粒表面静电引力吸附的水膜 。
◎ 强结合水 —— 紧靠土颗粒表面, 引力大, 密度高, 性
质特别 。
◎ 弱结合水 —— 强结合水外面的薄膜水, 不能传递静水
压力 。
2,自由水 —— 结合水外正常的水, 只重重力作用, 能
传递静水压力 。
◎ 毛细水 —— 除受重力作用外, 还受水表面张力作用引
起的毛细力作用 。 毛细水的上升高度与毛细管的直径有关 。
◎ 重力水 —— 只受重力作用, 一般在地下水位以下的水
为重力水, 它在压力差作用下在土中渗流 。
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三, 土的气相
主要为充填于土体孔隙中的气体, 一般
为空气, 但其中, 的含量多一些, 另外还有
沼气, 等气体 。
1,与大气相通的气体：对土的工程性
质影响不大；
2,封闭气体：有弹性, 影响土的压密
与当面逶 。
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第二节 土的颗粒特征
一, 土的粒度成分
土的性质与土粒大小有着很大的关系, 我们可以做一个
比较试验,
砂土 + 水 —— → 不成团 （ 无塑性 ） ；
粘土 + 水 —— → 成团 （ 具塑性 ）, 亲水性 。
土粒的大小称为粒度, 也称粒径 。 在实际应用时将土按
粒径大小相近分为若干个组, 称为 粒组 。 同一粒组的土粒大
小相近, 性质相似 。
工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组
成, 称为粒度成分 。 常用的颗粒分析方法有筛分法, 沉降法 。
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粒 组 名 称, 公路土工试验规程,JTJ051— 93, 岩土工程勘察规范,GB50021— 2001
漂石（块石） >200 >200
卵石（碎石） 200— 60 20— 200
砾 石
粗 60— 20 20— 10
中 20— 5 10— 5
细 5— 2 5— 2
砂 粒
粗 2— 0.5 2— 0.5
中 0.5— 0.25 0.5— 0.25
细 0.25— 0.074 0.25— 0.1
极 细 — 0.1— 0.075
粉 粒 0.074— 0.002 0.075— 0.005
粘 粒 <0.002 <0.005
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二, 粒度成分的表示方法
土的粒度成分是指土中不同粒组土的相对百分
含量, 也称级配 。 它描述土中各粒组的分布特性,
对于土作为建筑材料, 级配是一个重要的指标 。 对
粗粒土是确定名称的依据 。 粒度成分的表示方法,
1,表格法：以列表的形式直接表达各粒组的
百分含量 。
2,累计曲线法 （ 累计级配曲线 ）,这种方法
比较完善, 通常在半对数坐标系中绘制 （ 图 1-2） 。
不均匀系数,和曲率系数,
60
10
u
dC
d? 6010
2
30
dd
dC
s ??
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Cu<5 土粒均匀, 其级配不良
Cu>10 级配良好
3,三角坐标法
三角坐标可以表示三种粒组的含量, 一般把土
粒分成砂粒, 粉粒, 粘粒三类 。
利用几何上, 等边三角形内任一点到三角形三
个边的垂直距离之和为一常数 （ 图 1-3） 。
令,
%1 2 3 100h h h H? ? ? ?
,
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第三节 土的结构
土的结构 —— 土粒或土粒集合体的大小, 形状, 相互排
列与联结等综合特征叫土的结构 。
肉眼能看得见的称宏观结构, 借助光学显微镜, 电子显
微镜等才能观察到的称微观结构 。 土的结构形式有,
1,单粒结构,主要为碎石类土, 砂类土等大颗粒土的
结构形式 。
2,聚粒结构：若干个片状土粒以面 —— 面方式聚合在
一起, 形成较大的叠片状集合体 。
据研究认为：较小的粘土颗粒为片状的, 表面带负电荷,
边角断口处带正电荷 。
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3,絮凝状结构,土粒或聚粒以边 — — 边, 边
— — 面方式相联结在一起的结构形式 （ 又称蜂窝状
结构 ） 。 这种结构具大孔隙, 在外力作用下有较大
的变形 。
4,土的结构性与灵敏度
土的性质由于其结构的破坏而改变的特性称为
土的结构性 。 土的结构性用灵敏度表示,
0ut qS q?
灵敏度 低灵敏土 中等灵敏土 灵敏土 特别灵敏土
St St=1~2 St=2~4 St=4~8 St=8~16
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第四节 土的三相比例指标
土的三相 （ 固相, 液相, 气相 ） 组成物质在重量和体积
上的比例关系, 反映出土的一些物理性质, 如干湿, 紧密等,
也可以间接地评价土的工程性质, 可用 三相图 来表示土的物
质组成 。
在三相图中, 各相组成部分在重量和体积方面的关系如
下,
土总重量,W=Ws+Ww+Wa
空气重量,Wa≈0
土总体积,V=Vs+Vw+Va
孔隙体积,VV=Vw+Va
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一, 土的三相比例指标
1,土的容重：是指单位体积内土的重力 。 一
般土的容重为 16~22（ kN/m3） 。
土容重的测定方法：在实验室内用环刀法测定 。
2,土粒容重 （ 或土粒密度 ）,是指土固体颗
粒单位体积的重力 （ 或重量 ） 。 一般土粒容重 （ 密
度 ） 的变化范围不大, 主要与土的矿物成分有关,
在工程实践中通常可根据经验数值选用 。
土粒容重 （ 密度 ） 在实验室用比重瓶法测定 。
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3,土的含水量：指土中水重与固体颗粒重之
比, 常用百分数表示 （ %） 。 含水量反映土的干湿
程度, 变化很大, 干砂接近零, 饱和粘土可达百分
之几百 。
含水量在实验室用烘干法测定 。 在野外可用酒
精烧干法, 炒干法等 。
4,土的干容重：指土的固体颗粒重力与土的
总体积之比, 即土在干燥状态下的容重 。
干容重反映土的密实度, 常用来作为填土压实
的控制指标 。 在填土压实时一般要求 >16kN/m3。
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5,饱和容重：指土孔隙中全部被水充满时土的容重 。
即土在完全饱和状态下的容重 。
6,浮容重 （ 或称浸水容重 ）,指土浸没在水中受浮力
作用时的容重 。 即扣除浮力后的有效容重 。
7,孔隙比：指土中孔隙体积与固体颗粒体积之比 。 是
反映土紧密程度的重要指标 。 常用来评价土的密实程度 。
8,孔隙率 （ 度 ）,指土中孔隙体积与土总体积之比的
百分数 。 也是反映紧密程度的一个指标 。
9,饱和度：指土中孔隙水的体积与孔隙体积之比 。
rS
.0 0 5rS??,.0 5 0 8rS??,.0 8 1 0rS??
饱和度划分 稍湿的 潮湿（很湿）的 饱和的
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二, 三相指标的换算
运用三相图可以很方便地进行指标的换算 。 换
算时一般设 VV=1（ 也可设 V=1或 Vs=1）, 再由各项
指标的定义逐一推导求得 。
下面以 Vs=1为例作推导 。
教材上在换算时设 V=1,然后进行换算的, 大
家可以比较一下, 自己选择认为较方便的方法使用 。
◎ 例题介绍
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第五节 粘性土的界限含水量及其测定
一, 粘性土的界限含水量
界限含水量：粘性土由一种状态转换到另一种
状态时分界点的含水量 。
1,液限含水量 —— 粘性土由流动状态转变为
可塑状态时的界限含水量, 简称液限 。
2,塑限含水量 —— 粘性土由可塑状态转变为
半固体状态时的界限含水量, 简称塑限 。
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二, 塑性指数和液性指数
1,塑性指数 —— 为液限与塑限的差值, 不带
百分号 。
塑性指数是衡量粘性土处于可塑状态时含水量
的变化范围, 即粘性土塑性的大小 。 也可定性地表
示粘性土中粘土颗粒含量的多少, 粘土颗粒越多,
越细, 就越大 。 常用给粘性土进一步分类定名 。
2,液性指数 （ 也称相对稠度 ） —— 反映粘性
土的干湿软硬状态, 比含水量更直观 。
P
L
LP
I ?????? ?
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三, 界限含水量的测定
1,液限含水量的测定方法：用平衡锥式液限
仪 （ 图 1-12） 。
欧美等国家采用的是碟式液限仪 （ 图 1-13） 。
2,塑限含水量的测定方法：用搓条法 。
PI 0LI ?,0 0 5LI??,.0 5 1 0LI??,10LI ?
粘性土的状态 坚硬、半坚硬状态 硬塑状态 可 塑 状 态 软塑状态 流塑状态
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第六节 砂土的密实度
1,相对密度法
砂土的相对密度, 是指天然状态下砂土孔隙比
与其在最松散状态和最紧密状态下孔隙比的相对关
系, 由下式计算,
m a x
m a x m i n
r
eeD
ee
??
?
rD,0 6 7rD ?,.0 3 3 0 6 7rD??,.0 2 0 0 3 3rD??,0 2 0rD ?
分 级 密 实 中 密 松 散 稍 密 极 松
相对密度
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2,天然孔隙比法
3,用标准贯入试验方法评价 （ 简称标贯法 ）
标准贯入试验：是用标准锤重, 以规定落距自由下落的
锤击能, 把标贯器打入土中规定深度的锤击数 。
密实度 密 实 中 密 稍 密 松 散
砾砂、粗砂、中砂 <0.60 0.60~0.75 0.75~0.85 >0.85
细砂、粉砂 <0.70 0.70~0.85 0.85~0.95 >0.95
.635N
.635N
密 实 度 密 实 中 密 稍 密 松 散
（ JTJ024-85） 30~50 10~29 5~9 <5
（ GB50021-2001） >30 15~30 10~15 <10
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第七节 土的工程分类
一, 土的工程分类的目的
1,分类：把工程性质相似的土划分为一类 。
2,目的：正确选择对土的研究方法；便于对土作出合
理的评价；便于积累经验资料和数据；便于交流经验 。
二, 分类原则
选用对土的工程性质最有影响, 最能反映土的基本属性
和便于测定的指标作为分类依据 。
通常, 对于粗颗粒土 （ 碎石土, 砂土 ） 用粒度成分 （ 级
配 ） 分类, 对于细颗粒土 （ 粘性土 ） 用塑性指数, 有时参照
土的工程地质特征 。
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三, 分类方法
（ 一 ）, 公路桥涵地基与基础设计规范, （ TJT024-
85）,, 岩土工程勘察规范, （ GB50021-2001）,, 建筑
地基基础设计规范, （ GB50007-2002） 中的分类方法
1,岩石：颗粒间牢固联接, 呈整体或具有节理裂隙的
岩体 。 作为建筑物的地基, 除应确定岩石的地质名称外, 还
应按岩石的坚固程度, 完整程度和风化程度分类,
（ 1） 岩石按坚固程度分类
（ 2） 岩石按风化程度分类
（ 3） 岩石按完整程度分类
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2,碎石土：粒径大于 2mm的颗粒含量超过全重 50%的
土 。 再根据颗粒的级配及形状细分 （ 表 1-7） 。
3,砂土,TJT024-85规范定义为：粒径大于的颗粒含
量不超过全重 50%；且塑性指数不大于 1的土 。 再根据颗粒
的级配细分 （ 表 1-8） 。
4,粘性土,TJT024-85规范定义为：凡塑性指数大于 1
的土 。 再根据形成年代和塑性指数细分 。
（ 1） 按土的沉积年代分,
老粘性土：第四纪晚更新世及以前沉积的粘性土；
一般粘性土：第四纪全新世沉积的粘性土；
新近沉积粘性土：文化期以来沉积的粘性土 。
（ 2） 按塑性指数划分：见表 1-6。
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5,特殊性土：在工程性质方面比较特殊的土 。
（ 1） 淤泥和淤泥质土：在静水或缓慢的流水环境中沉
积, 经生物化学作用形成的粘性土 。
（ 2） 红粘土：由碳酸盐类岩石经风化残积, 坡积形成
的褐红色粘土 。
（ 3） 人工填土：由于人类活动而形成的堆积物 。 根据
物质组成, 堆积方式分为,
素填土：由碎石土, 砂土, 粘性土等组成的填土 。 经分
层压实的统称为压实填土 。
杂填土：含有建筑垃圾, 工业废料, 生活垃圾等杂物的
堆填土 。
冲填土：由水力冲填泥砂形成的填土 。
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（ 二 ）, 公路路基设计规范, 的分类法
我国公路部门根据多年的工程经验, 制订了, 公路路基
设计规范, （ JT013-86）, 在该规范中将土分成五大类,
即砂土, 砂性土, 粉性土, 粘性土及重粘土 。 各类又分成若
干亚类 。 并且还给出了分类符号 。 （ 详细见书本 P18表 1-9）
1,砂土：砂粒 （ 2~0.074mm） 含量 >80%,粘粒
（ <0.002mm） 含量 0~3%,塑性指数 <2,液限 <16%的土 。
2,砂性土,
3,粉性土,
4,粘性土,
5,重粘土,
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（ 三 ） 细粒土按塑性图分类
国外对细粒土大多采用塑性图法分类, 它是由卡萨格兰
地 （ A·Casagrande） 首先提出的 。 其基本方法是：在由塑性
指数和液限组成的直角坐标中, 用 A,B,C三根直线将图分
成六个部分, 不同的区域代表不同的土类 。
我国交通部, 公路土工试验规程, （ JTJ051-85）, 水
利电力部, 土工试验规程, （ SDS01-79） 和国家标准, 土的
分类标准, （ GBJ145-90） 中都引入了塑性图分类方法 。 重
点介绍交通部 JTJ051-85中的分类方法 。
在 塑性图 中, 以塑性指数为纵坐标, 液限为横坐标 。 根
据液限分成四个区：低液限区 （ L区, ） ；中液限区 （ I
区, ） ；高液限区 （ H区, ） ；很高液限 （ V区, ） 。
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The End
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图 1-1土粒粒组的划分
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图 1-2粒度成分累计曲线
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图 1-3三角坐标表示粒度成分
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图 1- 4土粒在悬液中的沉降
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图 1-5单粒结构
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图 1-6絮凝结构
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图 1-7土的三相图
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图 1-8三相计算草图
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图 1-9例题 1-1图
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图 1-10例题 1-2图
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图 1-11例题 1-3图
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图1-
12
平
衡
锥
式
液
限
仪
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图 1-13碟式液限仪
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图 1-14塑性图
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第一章 土的物理性质及工程分类
土的形成过程,
地壳的各种岩石 （ 母岩 ） → 风化 → 剥蚀 →
搬运 → 沉积 →, 土, 。
土是一种松散体, 是多孔材料, 由固体颗
粒, 液体水及气体组成, 我们称之为三相体 。
组成土的三相在空间的排列, 分布及三相
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? ? 土的性质影响较大三相的相对含量关系对
空气等气体
水溶液液体
土颗粒固体
三相体土
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一, 土的固相
主要为无机矿物颗粒和有机质, 它们组成土的骨架, 对
土的性质影响最大 。
1,原生矿物 —— 岩浆岩中的矿物被保留下来, 如石英,
长石, 云母等 。 一般为抗风化能力较强的矿物 。
2,次生矿物 —— 风化过程中形成的新矿物, 如 Fe2O3、
Al2O3,次生 SiO2,粘土矿物, 碳酸盐等, 为化学风化的产
物 。 其中有些矿物可溶于水 。
3,有机质 —— 有微生物参与, 动植物残骸体等, 如泥
炭等 。 有机质能与水强烈作用, 对土的工程性质很不利 。
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二, 土的液相
1,结合水 —— 依靠土颗粒表面静电引力吸附的水膜 。
◎ 强结合水 —— 紧靠土颗粒表面, 引力大, 密度高, 性
质特别 。
◎ 弱结合水 —— 强结合水外面的薄膜水, 不能传递静水
压力 。
2,自由水 —— 结合水外正常的水, 只重重力作用, 能
传递静水压力 。
◎ 毛细水 —— 除受重力作用外, 还受水表面张力作用引
起的毛细力作用 。 毛细水的上升高度与毛细管的直径有关 。
◎ 重力水 —— 只受重力作用, 一般在地下水位以下的水
为重力水, 它在压力差作用下在土中渗流 。
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三, 土的气相
主要为充填于土体孔隙中的气体, 一般
为空气, 但其中, 的含量多一些, 另外还有
沼气, 等气体 。
1,与大气相通的气体：对土的工程性
质影响不大；
2,封闭气体：有弹性, 影响土的压密
与当面逶 。
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第二节 土的颗粒特征
一, 土的粒度成分
土的性质与土粒大小有着很大的关系, 我们可以做一个
比较试验,
砂土 + 水 —— → 不成团 （ 无塑性 ） ；
粘土 + 水 —— → 成团 （ 具塑性 ）, 亲水性 。
土粒的大小称为粒度, 也称粒径 。 在实际应用时将土按
粒径大小相近分为若干个组, 称为 粒组 。 同一粒组的土粒大
小相近, 性质相似 。
工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组
成, 称为粒度成分 。 常用的颗粒分析方法有筛分法, 沉降法 。
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粒 组 名 称, 公路土工试验规程,JTJ051— 93, 岩土工程勘察规范,GB50021— 2001
漂石（块石） >200 >200
卵石（碎石） 200— 60 20— 200
砾 石
粗 60— 20 20— 10
中 20— 5 10— 5
细 5— 2 5— 2
砂 粒
粗 2— 0.5 2— 0.5
中 0.5— 0.25 0.5— 0.25
细 0.25— 0.074 0.25— 0.1
极 细 — 0.1— 0.075
粉 粒 0.074— 0.002 0.075— 0.005
粘 粒 <0.002 <0.005
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二, 粒度成分的表示方法
土的粒度成分是指土中不同粒组土的相对百分
含量, 也称级配 。 它描述土中各粒组的分布特性,
对于土作为建筑材料, 级配是一个重要的指标 。 对
粗粒土是确定名称的依据 。 粒度成分的表示方法,
1,表格法：以列表的形式直接表达各粒组的
百分含量 。
2,累计曲线法 （ 累计级配曲线 ）,这种方法
比较完善, 通常在半对数坐标系中绘制 （ 图 1-2） 。
不均匀系数,和曲率系数,
60
10
u
dC
d? 6010
2
30
dd
dC
s ??
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Cu<5 土粒均匀, 其级配不良
Cu>10 级配良好
3,三角坐标法
三角坐标可以表示三种粒组的含量, 一般把土
粒分成砂粒, 粉粒, 粘粒三类 。
利用几何上, 等边三角形内任一点到三角形三
个边的垂直距离之和为一常数 （ 图 1-3） 。
令,
%1 2 3 100h h h H? ? ? ?
,
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第三节 土的结构
土的结构 —— 土粒或土粒集合体的大小, 形状, 相互排
列与联结等综合特征叫土的结构 。
肉眼能看得见的称宏观结构, 借助光学显微镜, 电子显
微镜等才能观察到的称微观结构 。 土的结构形式有,
1,单粒结构,主要为碎石类土, 砂类土等大颗粒土的
结构形式 。
2,聚粒结构：若干个片状土粒以面 —— 面方式聚合在
一起, 形成较大的叠片状集合体 。
据研究认为：较小的粘土颗粒为片状的, 表面带负电荷,
边角断口处带正电荷 。
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3,絮凝状结构,土粒或聚粒以边 — — 边, 边
— — 面方式相联结在一起的结构形式 （ 又称蜂窝状
结构 ） 。 这种结构具大孔隙, 在外力作用下有较大
的变形 。
4,土的结构性与灵敏度
土的性质由于其结构的破坏而改变的特性称为
土的结构性 。 土的结构性用灵敏度表示,
0ut qS q?
灵敏度 低灵敏土 中等灵敏土 灵敏土 特别灵敏土
St St=1~2 St=2~4 St=4~8 St=8~16
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第四节 土的三相比例指标
土的三相 （ 固相, 液相, 气相 ） 组成物质在重量和体积
上的比例关系, 反映出土的一些物理性质, 如干湿, 紧密等,
也可以间接地评价土的工程性质, 可用 三相图 来表示土的物
质组成 。
在三相图中, 各相组成部分在重量和体积方面的关系如
下,
土总重量,W=Ws+Ww+Wa
空气重量,Wa≈0
土总体积,V=Vs+Vw+Va
孔隙体积,VV=Vw+Va
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一, 土的三相比例指标
1,土的容重：是指单位体积内土的重力 。 一
般土的容重为 16~22（ kN/m3） 。
土容重的测定方法：在实验室内用环刀法测定 。
2,土粒容重 （ 或土粒密度 ）,是指土固体颗
粒单位体积的重力 （ 或重量 ） 。 一般土粒容重 （ 密
度 ） 的变化范围不大, 主要与土的矿物成分有关,
在工程实践中通常可根据经验数值选用 。
土粒容重 （ 密度 ） 在实验室用比重瓶法测定 。
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3,土的含水量：指土中水重与固体颗粒重之
比, 常用百分数表示 （ %） 。 含水量反映土的干湿
程度, 变化很大, 干砂接近零, 饱和粘土可达百分
之几百 。
含水量在实验室用烘干法测定 。 在野外可用酒
精烧干法, 炒干法等 。
4,土的干容重：指土的固体颗粒重力与土的
总体积之比, 即土在干燥状态下的容重 。
干容重反映土的密实度, 常用来作为填土压实
的控制指标 。 在填土压实时一般要求 >16kN/m3。
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5,饱和容重：指土孔隙中全部被水充满时土的容重 。
即土在完全饱和状态下的容重 。
6,浮容重 （ 或称浸水容重 ）,指土浸没在水中受浮力
作用时的容重 。 即扣除浮力后的有效容重 。
7,孔隙比：指土中孔隙体积与固体颗粒体积之比 。 是
反映土紧密程度的重要指标 。 常用来评价土的密实程度 。
8,孔隙率 （ 度 ）,指土中孔隙体积与土总体积之比的
百分数 。 也是反映紧密程度的一个指标 。
9,饱和度：指土中孔隙水的体积与孔隙体积之比 。
rS
.0 0 5rS??,.0 5 0 8rS??,.0 8 1 0rS??
饱和度划分 稍湿的 潮湿（很湿）的 饱和的
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二, 三相指标的换算
运用三相图可以很方便地进行指标的换算 。 换
算时一般设 VV=1（ 也可设 V=1或 Vs=1）, 再由各项
指标的定义逐一推导求得 。
下面以 Vs=1为例作推导 。
教材上在换算时设 V=1,然后进行换算的, 大
家可以比较一下, 自己选择认为较方便的方法使用 。
◎ 例题介绍
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第五节 粘性土的界限含水量及其测定
一, 粘性土的界限含水量
界限含水量：粘性土由一种状态转换到另一种
状态时分界点的含水量 。
1,液限含水量 —— 粘性土由流动状态转变为
可塑状态时的界限含水量, 简称液限 。
2,塑限含水量 —— 粘性土由可塑状态转变为
半固体状态时的界限含水量, 简称塑限 。
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二, 塑性指数和液性指数
1,塑性指数 —— 为液限与塑限的差值, 不带
百分号 。
塑性指数是衡量粘性土处于可塑状态时含水量
的变化范围, 即粘性土塑性的大小 。 也可定性地表
示粘性土中粘土颗粒含量的多少, 粘土颗粒越多,
越细, 就越大 。 常用给粘性土进一步分类定名 。
2,液性指数 （ 也称相对稠度 ） —— 反映粘性
土的干湿软硬状态, 比含水量更直观 。
P
L
LP
I ?????? ?
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三, 界限含水量的测定
1,液限含水量的测定方法：用平衡锥式液限
仪 （ 图 1-12） 。
欧美等国家采用的是碟式液限仪 （ 图 1-13） 。
2,塑限含水量的测定方法：用搓条法 。
PI 0LI ?,0 0 5LI??,.0 5 1 0LI??,10LI ?
粘性土的状态 坚硬、半坚硬状态 硬塑状态 可 塑 状 态 软塑状态 流塑状态
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第六节 砂土的密实度
1,相对密度法
砂土的相对密度, 是指天然状态下砂土孔隙比
与其在最松散状态和最紧密状态下孔隙比的相对关
系, 由下式计算,
m a x
m a x m i n
r
eeD
ee
??
?
rD,0 6 7rD ?,.0 3 3 0 6 7rD??,.0 2 0 0 3 3rD??,0 2 0rD ?
分 级 密 实 中 密 松 散 稍 密 极 松
相对密度
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2,天然孔隙比法
3,用标准贯入试验方法评价 （ 简称标贯法 ）
标准贯入试验：是用标准锤重, 以规定落距自由下落的
锤击能, 把标贯器打入土中规定深度的锤击数 。
密实度 密 实 中 密 稍 密 松 散
砾砂、粗砂、中砂 <0.60 0.60~0.75 0.75~0.85 >0.85
细砂、粉砂 <0.70 0.70~0.85 0.85~0.95 >0.95
.635N
.635N
密 实 度 密 实 中 密 稍 密 松 散
（ JTJ024-85） 30~50 10~29 5~9 <5
（ GB50021-2001） >30 15~30 10~15 <10
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第七节 土的工程分类
一, 土的工程分类的目的
1,分类：把工程性质相似的土划分为一类 。
2,目的：正确选择对土的研究方法；便于对土作出合
理的评价；便于积累经验资料和数据；便于交流经验 。
二, 分类原则
选用对土的工程性质最有影响, 最能反映土的基本属性
和便于测定的指标作为分类依据 。
通常, 对于粗颗粒土 （ 碎石土, 砂土 ） 用粒度成分 （ 级
配 ） 分类, 对于细颗粒土 （ 粘性土 ） 用塑性指数, 有时参照
土的工程地质特征 。
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三, 分类方法
（ 一 ）, 公路桥涵地基与基础设计规范, （ TJT024-
85）,, 岩土工程勘察规范, （ GB50021-2001）,, 建筑
地基基础设计规范, （ GB50007-2002） 中的分类方法
1,岩石：颗粒间牢固联接, 呈整体或具有节理裂隙的
岩体 。 作为建筑物的地基, 除应确定岩石的地质名称外, 还
应按岩石的坚固程度, 完整程度和风化程度分类,
（ 1） 岩石按坚固程度分类
（ 2） 岩石按风化程度分类
（ 3） 岩石按完整程度分类
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2,碎石土：粒径大于 2mm的颗粒含量超过全重 50%的
土 。 再根据颗粒的级配及形状细分 （ 表 1-7） 。
3,砂土,TJT024-85规范定义为：粒径大于的颗粒含
量不超过全重 50%；且塑性指数不大于 1的土 。 再根据颗粒
的级配细分 （ 表 1-8） 。
4,粘性土,TJT024-85规范定义为：凡塑性指数大于 1
的土 。 再根据形成年代和塑性指数细分 。
（ 1） 按土的沉积年代分,
老粘性土：第四纪晚更新世及以前沉积的粘性土；
一般粘性土：第四纪全新世沉积的粘性土；
新近沉积粘性土：文化期以来沉积的粘性土 。
（ 2） 按塑性指数划分：见表 1-6。
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5,特殊性土：在工程性质方面比较特殊的土 。
（ 1） 淤泥和淤泥质土：在静水或缓慢的流水环境中沉
积, 经生物化学作用形成的粘性土 。
（ 2） 红粘土：由碳酸盐类岩石经风化残积, 坡积形成
的褐红色粘土 。
（ 3） 人工填土：由于人类活动而形成的堆积物 。 根据
物质组成, 堆积方式分为,
素填土：由碎石土, 砂土, 粘性土等组成的填土 。 经分
层压实的统称为压实填土 。
杂填土：含有建筑垃圾, 工业废料, 生活垃圾等杂物的
堆填土 。
冲填土：由水力冲填泥砂形成的填土 。
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（ 二 ）, 公路路基设计规范, 的分类法
我国公路部门根据多年的工程经验, 制订了, 公路路基
设计规范, （ JT013-86）, 在该规范中将土分成五大类,
即砂土, 砂性土, 粉性土, 粘性土及重粘土 。 各类又分成若
干亚类 。 并且还给出了分类符号 。 （ 详细见书本 P18表 1-9）
1,砂土：砂粒 （ 2~0.074mm） 含量 >80%,粘粒
（ <0.002mm） 含量 0~3%,塑性指数 <2,液限 <16%的土 。
2,砂性土,
3,粉性土,
4,粘性土,
5,重粘土,
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（ 三 ） 细粒土按塑性图分类
国外对细粒土大多采用塑性图法分类, 它是由卡萨格兰
地 （ A·Casagrande） 首先提出的 。 其基本方法是：在由塑性
指数和液限组成的直角坐标中, 用 A,B,C三根直线将图分
成六个部分, 不同的区域代表不同的土类 。
我国交通部, 公路土工试验规程, （ JTJ051-85）, 水
利电力部, 土工试验规程, （ SDS01-79） 和国家标准, 土的
分类标准, （ GBJ145-90） 中都引入了塑性图分类方法 。 重
点介绍交通部 JTJ051-85中的分类方法 。
在 塑性图 中, 以塑性指数为纵坐标, 液限为横坐标 。 根
据液限分成四个区：低液限区 （ L区, ） ；中液限区 （ I
区, ） ；高液限区 （ H区, ） ；很高液限 （ V区, ） 。
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The End
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图 1-1土粒粒组的划分
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图 1-2粒度成分累计曲线
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图 1-3三角坐标表示粒度成分
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图 1- 4土粒在悬液中的沉降
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图 1-5单粒结构
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图 1-6絮凝结构
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图 1-7土的三相图
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图 1-8三相计算草图
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图 1-9例题 1-1图
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图 1-10例题 1-2图
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图 1-11例题 1-3图
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图1-
12
平
衡
锥
式
液
限
仪
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图 1-13碟式液限仪
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图 1-14塑性图
