【文章內(nèi)容簡介】 二、土的工程性質(zhì)（一） 土的密度見pg5通常砂土為：~103 kg/m3粘土和粉土為：~103 kg/m3（二） 土的重力密度見pg5通常砂土為：16~20 kN/m3粘土和粉土為：18~20 kN/m3（三） 土的相對密度見pg6通常土顆粒比重見表1—2（四） 土的含水量——重點見pg7 表示土的濕度指標之一，（五） 土的干密度見pg6 土不含水（六） 土的干重度見pg6 （七） 土的飽和重度見pg6 土孔隙充滿水（八） 土的有效重度見pg7 土浸入水中（九） 土的孔隙比——重點見pg7 （十） 土的孔隙率——重點見pg7 （十一） 土的飽和度見pg7 作業(yè)：根據(jù)土的重度γ、含水量w和相對密度ds的試驗結(jié)果，計算土的孔隙率n和孔隙比e值。（十二） 土的密實度——重點非粘性土（砂土、碎石土）——松密程度1）天然孔隙比e密實中密稍密松散礫石、粗砂、中砂e＜≤e≤＜e≤e＞細砂、粉砂e＜≤e≤＜e≤e＞用天然孔隙比e來表示砂土的密實度時，可能會因顆粒形狀而導致結(jié)果不正確。如：均粒密砂、e較大。不均粒的松散砂、e較小。2）相對密實度見pg7~8 3）現(xiàn)場標準貫入試驗錘擊數(shù)，落距為76cm，直徑為42mm的觸探桿自由下落，將標準貫入器打入土層中15cm。以后，記錄每打入土中30cm的錘擊數(shù)。即為實測錘擊數(shù)N/。當觸探桿長度超過3m時，應乘以校正系數(shù)?，F(xiàn)場標準貫入試驗錘擊數(shù)：N=aN/結(jié)論：見表1—4，pg8粘性土（粉質(zhì)粘土、粘土）——軟硬程度1）界限含水量粘性土處于四態(tài)：固態(tài)： 半固態(tài) 塑態(tài) 流態(tài)含水量：含少量吸著水（強結(jié)合水）；含大量吸著水（結(jié)合水）；含薄膜水、少量自由水；含大量自由水感 官：十分密實、不易分開； 較密實、外力作用下斷裂；外力作用下不斷裂、 顆粒間摩擦力減只改變形狀、不改變體積；小、土具有流動性。力學情況： 很好 好 較好 極差（無強度）界限名稱： 收縮界限 可塑界限 液性界限 簡稱： 縮限（ws） 塑限（wp） 液限（wl）界限確定： 人工滾搓法 錐式液限儀法2）塑性指數(shù)——粘性土分類概念：Ip=wlwp粘土分類：粘土Ip≥17；粉質(zhì)粘土（亞粘土）10≤Ip＜17；輕亞粘土3≤Ip＜103）液性指數(shù)——粘性土軟硬指標見pg9，表1—5（十三） 土的可松性——重點土經(jīng)挖掘后，顆粒間的相互連接遭到破壞，其體積一般比開挖前的自然體積要增大些。挖掘后的回填土，其體積一般比開挖前的自然體積要增大些。這些都是因為土具有可松性造成的。其大小用：最初可松性系數(shù)：K松=V2/V1 V1——開挖前土的自然密實體積； V2——開挖后土的松散體積；最后可松性系數(shù)：K/松=V3/V1 V3——壓實后土的體積。 以挖掘前的天然密實體積為準計算。 土方體積折算表 虛方體積天然密實度體積夯實后體積松填體積（十四） 土的壓實性非粘性土（砂土、碎石土）——松密程度由于土中有孔隙，因此，土具有壓實性。通過施加外力——靜壓力、振動力、沖擊力，使土中的孔隙減少的過程。稱之為壓密。理論上講：絕對密實的土，承載力大，當然，土中應不存在孔隙。事實上，這是辦不到的。因此，工程上用最大干密度來表示。1） 最佳含水量（最優(yōu)含水量）在對土進行壓密過程中，輸入一定壓實能量，導致土能達到最大干密度時的含水量。稱為最佳含水量。為什么含水量的大小會影響土的壓密性？（1） 含水量大。水分排出困難，孔隙比較高，干密度較??；（2） 含水量小。土中缺乏必要的潤滑，壓密能量消耗大，顆粒飛散，壓不實，干密度較小。當回填土中自然含水量高于最佳含水量時，應在夯實前晾曬；當回填土中自然含水量低于最佳含水量2%時，應在夯實前注水浸潤。作業(yè)：某回填土共有1000103 kg，其含水量為10%，回填夯實時要求的最佳含水量為20%，試計算該回填土中應加多少水才能達到最佳含水量？答案：91103 kg2）最大干密度 ρmax在最佳含水量下，達到的最大密實度。最佳含水量和最大干密度可通過室內(nèi)擊實試驗確定。見圖1—5，6。Pg11。值得注意的是：加大擊實能量，最大干密度增大，最優(yōu)含水量減少。ρd max=ηρd max——壓實填土最大干密度η——經(jīng)驗系數(shù)，，ρw——水的密度ds——土粒相對密度wop——最優(yōu)含水量（%），按當?shù)亟?jīng)驗取；wp+2，粉土取14~18對于，非粘性土ρd max=~103 kg/m3 壓實系數(shù) λcλc=ρd /ρd maxρd ——土的控制干密度ρd max——壓實填土最大干密度（十五） 土的力學狀況土的壓縮性地基土在壓力作用下體積減少的性質(zhì)。 1）土的壓縮量 ΔhΔh=h(e1e2)/(1+e1)式中：Δh——土的壓縮量h——土壓縮前的厚度 e1——土壓縮前的孔隙比 e2——土壓縮后的孔隙比2）壓縮系數(shù) α用來評價地基土壓縮性高低的指標α= Δe/Δp=( e1e2)/( p2 p1) (MPa1)用土的孔隙比與壓力曲線，e—p曲線求得。工程上：p1= Mpa； p2= Mpa當： α12＜ Mpa1時，屬低壓縮性土 Mpa1≤α12＜ Mpa1時，屬中壓縮性土α12≥ Mpa1時，屬高壓縮性土3）壓縮模量 Es用來評價地基土壓縮性高低的指標土在完全側(cè)限條件下：Es=σz/εz σz——豎向附加應力 σz= p2 p1εz——豎向應變 εz=(e1e2)/(1+e1)Es=(1+e1)/ α壓縮模量Es值越小，壓縮性越高工程上：當： Es 12＜4 Mpa時，屬高壓縮性土 Mpa1≤α12＜ Mpa1時，屬中壓縮性土α12≥ Mpa1時，屬高壓縮性土h土中應力及其分布——重點1）土的自重應力 σ當沒有側(cè)向變形和剪切變形時，由于土體本身的質(zhì)量引起的土中應力，稱為自重應力。 σ= （kPa）式中：n——土層數(shù)；γi——第i土層的土重度；hi——第i土層的土厚度；2）附加應力 p構(gòu)筑物等荷載作用于土層或地基，導致土層或地基土產(chǎn)生應力，這種荷載被稱作附加荷載，這種應力稱為附加應力。其分布和大小定性的講：（1） 某一深度的附加應力為，距荷載作用點越遠，其值越小。（2） 荷載作用點下，不同深度的附加應力為，其值隨深度的增加而減少。（3） 荷載作用點外，最大值出現(xiàn)在荷載影響線處，隨深度的增加或減少，其值減少。土的抗剪強度土抵抗剪切破壞的能力。1）剪切試驗 見圖1—9 ，Pg13。2）土的抗剪切強度（庫侖定律） 根據(jù)抗剪曲線圖（繪出） 可得：砂土類土抗剪強度：τf=σtanφ （kPa）粘土類土抗剪強度：τf=σtanφ+c （kPa）式中：σtanφ——土的內(nèi)摩擦力 （kPa）；來源于：顆粒間的摩擦阻力和咬合力 σ——土的法向應力 （kPa） φ——土的內(nèi)摩擦角 （度） tanφ——土的內(nèi)摩擦系數(shù) c——粘性土的粘聚力（kPa）來源于：顆粒間天然膠結(jié)物的膠結(jié)作用和電分子引力要點：（1）土的抗剪強度，隨剪切面上的正應力（N）大小而變化；摩擦系數(shù)和內(nèi)摩擦角不變化 （2）砂性土的抗剪強度，由土的內(nèi)摩擦力組成； 粘性土的抗剪強度，由土的內(nèi)摩擦力+粘聚力組成； （3）常規(guī)壓力下，τf ∝σ ；高壓力下，τf ∝σ ； （4）粘性土的顆粒越細，塑性越大，粘聚力也越大。土的邊坡和邊坡率n——重點α我們研究土的抗剪強度的目的是：確定地基承載力、評價土的穩(wěn)定性。如何評價土的穩(wěn)定性？1）自然傾角（安息角）以干砂自由下落，自然堆放成：這就是穩(wěn)定性問題，由顆粒間的摩擦力形成的，稱α為安息角。 完全松散的砂土：α≈φah1: nα2）邊坡在土方開挖時，為了保持土壁的穩(wěn)定性，人為地近似形成土的“安息角”，必須要挖成一定的斜坡，這個斜坡叫做邊坡。用1：n表示。3）邊坡率 n表示邊坡的陡緩用1：n；而n=a/h 稱為邊坡率（4）邊坡選擇原則：根據(jù)土的性質(zhì)（φ、c），含水量、附加荷載情況、晾槽時間等確定。① 砂土的邊坡緩，n值大；粘性土的邊坡陡，n值小。② 含水量較大的土，應留有較緩的邊坡，n值大。③ 槽上有附加荷載（堆土、其他荷載），應留有較緩的邊坡，n值大或加支撐。④ 臨時性土方工程，可留較陡的邊坡，n值小。⑤ 溝槽越深，邊坡應緩，n值大。特別是溝槽上部。⑥ 晾槽時間過久會引起槽壁坍塌，邊坡應緩，n值大。⑦ 雨季進行土方開挖，應留有較緩的邊坡，n值大或加支撐。（十六） 土的滲透性他表示土的透水的性質(zhì)、滲水能力。其大小取決于土的結(jié)構(gòu)、顆粒大小形狀、粒徑級配狀況、土的密實程度、土的溫度等，還與膠質(zhì)顆粒的含量、水中電解質(zhì)含量有關(guān)。其值用滲透系數(shù)K表示.滲水量：Q= KIω 式中：Q——單位時間內(nèi)流過的水量；I——水力梯度；ω——土垂直于滲流方向的斷面積；滲流速度：v = KI 一般，K有實測求得。粘土類：＜1（m/d）；砂土類：1～100（m/d）；碎石類：＞100（m/d）；二、地基土的分類——簡述（一）按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》分類1） 巖石 按其堅固性分為：硬質(zhì)巖石（花崗巖、石英巖、石灰?guī)r等）抗壓強度≥30MPa； 軟質(zhì)巖石（頁巖、粘土巖、云母片巖等）抗壓強度＜30MPa；按其風化程度分：微風化（巖質(zhì)新鮮，稍有風化跡象） 中等風化（巖體分為塊狀，鎬難挖掘） 強風化（巖體分為碎石狀，鎬可挖掘）2） 碎石土按粒徑級配分：漂石、塊石；卵石、碎石；園礫、角礫。見表1—6，pg9按密實度分：密實、中密、稍密、松散。見表1—4，pg8 3） 砂土按粒徑級配分：礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂。見表1—7，pg9按密實度分：密實、中密、稍密、松散。見表1—4，pg8 4） 粘土按塑性指數(shù)Ip分：粉土Ip≤10；粉質(zhì)粘土10＜Ip≤17；粘土Ip＞17。見表1—8，pg10按密實度分：密實、中密、稍密、松散。見表1—4，pg8 按液性指數(shù)Il分：堅硬Il≤0、硬塑0＜Il≤、＜Il≤、＜Il≤流塑Il ＞1 按工程地質(zhì)特征分：老粘土： 一般粘土： 淤泥：在靜水或緩慢水流環(huán)境中沉積、并經(jīng)生物化學作用形成的土，其天然含水量大于液限、。 淤泥質(zhì)土：。紅粘土：為碳酸鹽巖系的巖石經(jīng)紅土化作用形成的高塑粘土，其液限一般大于50。5） 人工填土（1）素填土：無其他雜物（垃圾），由碎石土、砂土、粘性土組成，經(jīng)分層夯實的土。又稱壓實填土。（2）雜填土：有其他雜物（含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等人工垃圾）的填土。（3）沖填土：水沖填泥沙形成的沉積土。（4）爐灰：以煤及煤土混合物，經(jīng)燃燒而形成的無機礦物質(zhì)（爐渣）為主的填土。（二）按顆粒的粒徑大小分類（量直徑或最長邊）分為六類。見表1—1，pg2（三）按開挖難易程度或從施工角度分類（工程定額）分為8類16級。（四）特殊類土 耕作土、壤土：含大量有機質(zhì)的土。不能作地基土。 黃土：淺黃色、結(jié)構(gòu)疏松、肉眼可見孔隙、且很多，土中含鹽分、成分均勻。晴天硬，雨天很軟且濕陷。 混合土：兩種以上的土混合在一起。如：砂混粘土（粘土多、砂土少） 有機土：有機物含量大于10%。承載力差、重量輕。諸如：泥碳、草木灰等。 膨脹土：它的體積隨含水量增加而膨脹，隨含水量減少而收縮。第二課時單元：1．本單元教學內(nèi)容：1）場地平整的目的及內(nèi)容2）場地平整施工前期要求3）土方的平衡調(diào)配4）場地平整施工5）填土與壓實6）溝槽斷面選擇7）土方開挖的機械施工8）塌方、流砂的處理2．本單元教學方式：1）課堂講授，繪圖表達；3．本單元師生活動設(shè)計：1）語言生動，提問思考；4．本單元講課提綱、板書設(shè)計（或電子教案）：附后5．本單元作業(yè)布置：