土力學(xué)第二章(編輯修改稿)
2024-09-11 21:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 — void a— air w— water 土的三相圖 土的三相草圖 ? 可用三相草圖來描述土的三相組成 ? 定義土的物理性質(zhì)指標(biāo) 三相草圖的意義： ?土的三相物質(zhì)在體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系稱為三相比例指標(biāo)； ?三相比例指標(biāo)反映了土的干燥與潮濕 、 疏松與緊密； ?評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)的最基本的物理性質(zhì)指標(biāo)； ?工程地質(zhì)勘察報(bào)告中不可缺少的基本內(nèi)容 。 三個(gè)實(shí)測物理性質(zhì)指標(biāo) ? 直接測定指標(biāo) （ 可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接測定 ） ： 土的密度 、 土粒比重 Gs（ 土粒密度 ?s） 、 含水量 ? 換算指標(biāo) ：其它指標(biāo)均為換算指標(biāo) （ 孔隙比 、 飽和度等 ） 。 土粒比重（土粒相對(duì)密度） Gs—固體顆粒質(zhì)量與同體積水 (在 4℃ 時(shí) )質(zhì)量之比 含水量 土的密度和重度 換算的物理性質(zhì)指標(biāo) （ 1） 孔隙比 于是可得兩者關(guān)系： （ 2） 孔隙率 11vvvvsvVVV nVeVV V V nV? ? ? ????（ 3）飽和度 ?一般 0?Sr?1 ?飽和土： Sr=1 ?干土： Sr=0 ?砂土根據(jù)飽和度可劃分為三種濕潤狀態(tài)。 （ 4）干密度 （ 5）飽和密度 （ 6）有效密度（浮密度） Vsdm??VV vwss a tm ?? ??ws a tswsm ???? ????VV‘土的飽和重度 γ sat 土的密度與重度的關(guān)系： 土的有效重度 （ 浮重度 ） 土的干重度 幾種常用指標(biāo)之間的換算關(guān)系 土的三相比例指標(biāo)之間可以互相換算： 方法 1： 由三相圖及其定義計(jì)算，見教材例 1 12。 假定 V=1, 或者假定 Vs=1 方法 2： 由三相圖導(dǎo)出的計(jì)算公式（見表 12）。 第四節(jié) 土的物理狀態(tài)指標(biāo) 粘性土的稠度 （界限含水率） 塑性 Plasticity： ?可塑成任何形狀而不發(fā)生裂縫，并在外力 解除以后能保持已有的形狀而不恢復(fù)原狀的 性質(zhì)。 在陶瓷工業(yè)、農(nóng)業(yè)科學(xué)和土木工程中有廣泛應(yīng)用。 土體體積隨含水量的變化： 含水量與體積的關(guān)系 土的界限含水量（ Atterberg limits）（瑞典土壤學(xué)家） 縮限：半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)間的分界含水量 。 當(dāng)含水量小于該值時(shí) ， 體積不發(fā)生變化 。 Shrinkage limit, wS。 塑限：可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)間的分界含水量 。 Plastic limit, wP。 液限 ：流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的分界含水量 。 Liquid limit, wL。 “界限含水量是土的一種固有的性質(zhì)，與含水量無關(guān) ” 問題： 縮限、塑限、液限是否與土樣的含水量有關(guān) ？ 注意： 塑限和液限是土力學(xué)中常用的。 液限的測定： ? 錐式液限儀 （ 中國 ） ； ? 碟式液限儀 （ 歐美 ， 詳見 ASTM試驗(yàn)規(guī)程 ） 。 碟式液限儀 平衡錐式液限儀 17mm 液限測定演示： 17mm 液限測定演示： 液限測定演示： 塑限的測定： 搓條法測定； 3mm土條 。 縮限的測定： 收縮皿法測定 。 注意： ? 液限和塑限也可用光電式液塑限聯(lián)合測定儀測定； ? 試驗(yàn)的具體程序和步驟詳見 《 土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) 》 ； ? 界限含水量由重塑土測定 ， 而現(xiàn)場原狀土有一定結(jié)構(gòu)性； ? 所以 ， 有時(shí)現(xiàn)場土含水量比液限大但地基未流動(dòng) 。 光電式液塑限聯(lián)合測定儀 （ 1）塑性指數(shù) IP 概念 :塑性狀態(tài)時(shí)含水量變化范圍 ， IP（ Plasticity index） 。 ? 常省略 %； ? 變化范圍很大 （ 如大于 200） ； ? 是粘性土區(qū)別于砂土的重要特征； ?反映了土與水之間物理化學(xué) 作用的強(qiáng)弱； ?可用土的分類和評(píng)價(jià) 。 物理意義： 思考： 一個(gè)問題： 結(jié)論： 不能。 舉例說明： 土類 液限 wL 塑限 wP 含水量 土樣 1 32% 12% 20% 土樣 2 42% 24% 20% 結(jié)果： 土樣 1：可塑態(tài)； 土樣 2：半固態(tài)； 問題： 判斷土樣物理狀態(tài) ？ 必須建立含水量與界限含水量之間相對(duì)關(guān)系的指標(biāo) ， 即 液性指數(shù) 。 （ 2）液性指數(shù) IL 根據(jù) 《 巖土工程勘察規(guī)范 》 （ GB500212022） 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB500072022） 天然狀態(tài)含水量和界限含水量相對(duì)關(guān)系的指標(biāo) （ Liquidity index） 。 ?在 0到 1之間。越大，表示土越軟； ? 大于 1，處于流動(dòng)狀態(tài)； ? 小于 0，處于固體狀態(tài)或半固體狀態(tài)。 關(guān)于 IL結(jié)論： [例 ] 某粘性土的天然含水量 w=%， 液限 wL=%， 塑限wP=%。 求塑性指數(shù) IP和液性指數(shù) IL， 確定該土狀態(tài) 。 查表可知該土的狀態(tài)為硬塑狀態(tài) 。 1 9 .3 1 6 .71 1 .6IL= = = PPwwI?[解 ]： IP=wLwP== 第四節(jié) 土的物理狀態(tài)指標(biāo) 無黏性土的密實(shí)度 （單位體積中固體顆粒的含量） （ 1） 孔
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