【正文】 剪切破壞的性能。因此，土壓縮是一個(gè)時(shí)間過程。土在壓力作用下，土內(nèi)孔隙水排出，孔隙體積減少，土的骨架與孔隙水所受的壓力逐漸調(diào)整，三者同時(shí)進(jìn)行，是一個(gè)排水、體積減少和壓力傳遞的過程。壓力愈大，孔隙體積減少愈多。與土中孔隙相比，土中顆粒和水可以認(rèn)為是不被壓縮的。 inii h???1??2020/9/13 14 ? 四、土的壓縮性 ? 土顆粒之間有孔隙。在地基的不同深度，附加應(yīng)力的分布如圖 15所示。 ? 構(gòu)筑物荷載作用于地基，導(dǎo)致地基上產(chǎn)生應(yīng)力，這種荷載稱為附加荷載，這種應(yīng)力稱為附加應(yīng)力。 ? 這樣計(jì)算時(shí)，是假定沒有側(cè)向變形和剪切變形，只產(chǎn)生垂直變形。 ? (113) ? 式中 γ ——土的重力密度。 ? 三、土中應(yīng)力及其分布 ? 構(gòu)筑物沒有修建前，由于土體本身質(zhì)量引起的土中應(yīng)力，稱自重應(yīng)力。流限和塑限之差稱塑性指數(shù) IP， 即 ? (112) PLPLI ???????PLPI ?? ??2020/9/13 12 ? 塑性指數(shù)表示粘土處在可塑狀態(tài)時(shí)，含水量的變化范圍，塑性指數(shù)愈大，土吸附的水量愈多，即土的顆粒愈細(xì)或礦物成分吸水能力愈大，粘性土的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)相似，則塑性指數(shù)相近，力學(xué)性質(zhì)相似，塑性指標(biāo)是一個(gè)反映土的粒徑級配、礦物成分和溶解于水中的鹽分等土組成情況的指標(biāo)。如果土中的粘土顆粒較多，則土顆粒的比表面積較大，須有較大的含水量才能使土呈塑態(tài)和流態(tài)，因而塑限和流限都要高些。 2020/9/13 11 ? 土的組成不同，塑限和液限也不同，單用土的含水量無法說明土的軟硬程度，而需用液性指數(shù) IL來表示： ? (111) ? 式中 ω ——土的天然含水量； ? ω P——土的塑限； ? ω L———土的液限。將調(diào)成濃糊狀試樣裝入盛土杯中，刮平表面，將質(zhì)量為 76g和錐角為 30?的圓錐體置于試樣表面。此時(shí)細(xì)土條的含水量為塑限含水量，即為塑限。 ? 粘性土的塑限一般采用人工滾搓方法測得。根據(jù)含水量的變化，粘性土可呈 4種狀態(tài)：流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)。 ? 一般規(guī)定， Dr?,為松散狀態(tài)； ?Dr?,為中密度狀態(tài)； Dr?,為密實(shí)狀態(tài)。因此，應(yīng)該把 2020/9/13 9 ? 天然狀態(tài)砂土 e與最松狀態(tài) emax與最密狀態(tài) emin座相對比較，用相對密實(shí)度 Dr表示砂土的密實(shí)狀態(tài)。用孔隙比 e值來表示砂土的密實(shí)程度時(shí)，可能會(huì)因顆粒形狀而導(dǎo)致不能正確反映。但是沒有考慮砂土顆粒級配對砂土狀態(tài)可能產(chǎn)生的影響。砂類土的密實(shí)程度標(biāo)準(zhǔn)如表 11所列。 ? 二、土的狀態(tài)指標(biāo) ? 土的狀態(tài)指標(biāo)就是土的松密程度和軟硬程度的指標(biāo)。 ? (19) ? 式中， ?h— 壓縮量； 1 0 0( %) ?? VVa VSVVVe ?heeeh1211 ????2020/9/13 8 ? e1— 壓縮前土的孔隙比； ? e2— 壓縮后土的孔隙比； ? h— 壓縮前土層厚度。孔隙度無法表示壓縮量多少，因?yàn)橥帘粔嚎s后，土的總體積改變了，土的孔隙體積也改變了?？紫抖缺硎就羶?nèi)孔隙所占的體積，按百分?jǐn)?shù)表示；孔隙比為土內(nèi)孔隙體積與土粒體積之比值。即 ? (16) ? 式中， γ w— 4℃ 時(shí)水的單位體積質(zhì)量為 10KN/m3. ? 土顆粒相對密度取決于土的礦物和有機(jī)物組成，粘土顆粒相對密度一般為 27~，砂土顆粒相對密度一般為 。按地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，飽和度在 50%以下的土稱稍濕土，飽和度在50%~80%為濕土，飽和度在 80%~100%為飽和土。 ? 土的飽和度 Sr又稱土的相對含水量，表示土的孔隙中有多少部分充滿了水，即土內(nèi)水的體積與孔隙體積之比， ? (15) ? 完全干的土， Vw=0,Ww=0,則 Sr=0。 VW??VW sd ??VVW wVss?? ??2020/9/13 5 ? W和土的飽和度 (潤濕度 )Sr ? 土的天然含水量 ω 又稱質(zhì)量含水量，是一定體積的土內(nèi)水質(zhì)量與顆粒質(zhì)量之比的百分?jǐn)?shù)。為了闡述和標(biāo)記方便，取一土樣，將土樣中三相的各個(gè)部分集合起來，畫出土的三相圖 (11b)。由于土的三相是混合分布的(11a)，礦物顆粒間又有孔隙，因此土具有碎散性、壓縮性、顆粒間可以相對移動(dòng)性和透水性。薄膜水在吸著水的外層，離顆粒表面愈遠(yuǎn)，愈容易從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?。自由水可在土的孔隙間流動(dòng)，一般又稱為自由地下水或簡稱地下水。水與空氣填充骨架間的孔隙。礦物顆粒構(gòu)成土的骨架。自然土都是由鄰近的幾種粒組的礦物顆?；旌辖M成。相近的粒度化為一組。礦物固體顆粒有大小不等的粒徑和形狀，自漂石至細(xì)微的粘土顆粒。 給水排水工程施工 中國建筑工業(yè)出版社 2020/9/13 1 目錄 ? 第一章 土石方工程 ◆ 第一節(jié) 土的性質(zhì)及分類 ◆ 第二節(jié) 溝槽與基坑斷面的選擇及土方量的計(jì)算 ◆ 第三節(jié) 溝槽與基坑開挖 ◆ 第四節(jié) 溝槽支撐 ◆ 第五節(jié) 土方回填 ◆ 第六節(jié) 石方爆破 ? 第二章 施工排水 ◆ 第一節(jié) 概述 ◆ 第二節(jié) 明溝排水 ◆ 第三節(jié) 人工降低地下水位 目錄 2020/9/13 2 第一章 土石方工程 第一節(jié) 土的性質(zhì)與分類 ? 一、土的三相圖及物理性質(zhì) ? (一 ) 土的三相圖 ? 土是巖石風(fēng)化后經(jīng)搬移、堆積而成的。由礦物固體顆粒、水分和空氣組成，稱為土的三相組成，其中，固相是礦物顆粒及有機(jī)質(zhì)；液相是水；氣相是空氣。粒徑大小稱為粒度。 ? 礦物顆粒可分成不同的粒組。礦物固體顆粒由各種礦物組成，是土的主要成分，也是決定土性質(zhì)的主要因素 2020/9/13 3 在土木工程中，把整片巖石也視為承載荷載的的地基 土。顆粒之間有孔隙。土中水分為自由水、薄膜水和吸著水。吸著水是緊附在顆粒表面的一層水，沒有出水性，其性質(zhì)接近于固體，不凍結(jié)，土受壓時(shí)不移動(dòng)，在 105℃ 以上蒸發(fā)。土中水還以水汽狀態(tài)存在。土中三相組成的比例，反映了土的狀態(tài)和物理性質(zhì)。 ? (二 )土的主要物理性質(zhì)指標(biāo) 2020/9/13 4 ? γ ? 土在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，稱土的密度，即 ? (11) ? 單位體積內(nèi)干土顆粒質(zhì)量稱為土的干密度 γ d ，即 ? (12) ? 土孔隙充水飽和的單位體積土的質(zhì)量稱為飽和密度，即 ? (13) ? 式中， γ w為水的密度， 10KN/m3. ? 土密度與土壓密度有關(guān)，土愈密實(shí)，土的密度愈大。 ? (14) ? 土的天然含水量變化范圍很大，與土顆粒的礦物性質(zhì)、埋藏條件等因素有關(guān)。完全飽和的土，Vw=Vv，則 Sr=100%.工程上根據(jù)飽和度不同，把土分為 100( % ) ???swWW?Vwr VVS ?2020/9/13 6 ? 稍濕土、濕土和飽和土 3種。 ? ds ? 土的固體顆粒單位體積的質(zhì)量與水在 4 ℃ 時(shí)單位體積的質(zhì)量之比稱為土中固體顆粒的密度，簡稱顆粒的相對密度。 ? n和孔隙比 e wsss VWd???2020/9/13 7 ? 孔隙度和孔隙比都是表明土的松密程度的指標(biāo)。兩者的關(guān)系式為： ? (17) ? (18) ? 但是，土樣的孔隙度在土樣被壓縮前后是會(huì)變化的 。壓縮量 ?h用孔隙比 e表示。 ? 孔隙度和孔隙比是根據(jù)密度、含水量和相對密度試驗(yàn)的結(jié)果，經(jīng)計(jì)算求得。標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)錘擊數(shù)是非粘性土 (砂、卵石等 )的松密程度指標(biāo)。 ? 這種分類方法簡便。密實(shí)度反映土得承載能力。例如：顆粒均勻的密砂， e較大；而顆粒不均勻的松砂，則 e較小。土的相對密實(shí)度 Dr為 ： ? (110) ? 式中， e— 砂土的天然孔隙比； ? emax— 砂土的最大孔隙比； ? emin— 砂土的最小孔隙比。 ? 天然狀態(tài)下粘性土的軟硬程度取決于含水量多少：干燥時(shí)呈密實(shí)固體狀態(tài)；在一定含水量是具有塑性，稱塑性狀態(tài)；在外力作用下能沿力的作用方向變形，但不斷裂也不改變體積；含水量繼續(xù)增加，大多數(shù)土顆粒被 m inm a xm a xeeeeD r???2020/9/13 10 ? 自由水隔開，顆粒間內(nèi)摩擦力減小，土具有流動(dòng)性，力學(xué)強(qiáng)度急劇下降，稱流動(dòng)狀態(tài)。流態(tài)、塑態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)之間分界的含水量，分別稱為流性限界 (又稱液界 ω L)、塑性界限 (又稱塑界 ω P)和收縮限界 ω γ 。將粘土樣用手在毛玻璃上搓成直徑約 3mm，長度約為 8~10mm，表面出現(xiàn)裂紋的細(xì)土條。 ? 粘性土的液限可用錐式液限儀測得，見圖 12所示。椎體由于自重而下沉，當(dāng)下沉終深恰為 10mm時(shí)，此時(shí)試樣的含水量為液限含水量。 ? 當(dāng) IL?0時(shí)，土處于固態(tài)或半固態(tài)；當(dāng) 0? IL?1時(shí)，土處于塑態(tài)；當(dāng) IL?時(shí)，土處于流態(tài) 。 ? 在土的流限和塑限之間，土都呈塑性狀態(tài)。因此，粘性土可按塑性指數(shù)指標(biāo)來分類，即粉質(zhì)粘土 ： 10? IL?17； 粘土： IL?17。距地表 h深度處的顆粒 M受到土層土質(zhì)量作用而產(chǎn)生的自重應(yīng)力 ?為 。 h?? ??2020/9/13 13 ? 當(dāng)?shù)鼗粮鲗拥耐临|(zhì)不同 (圖 13)，則自重應(yīng)力 ?為 ? ? (114) ? 式中 n— 土層數(shù)； ? γ i— 第 i土層的土重度； ? hi— 第 i土層的厚度。由于土的覆蓋面積很大，實(shí)際情況基本符合這樣的假設(shè)。當(dāng)?shù)鼗艿郊泻奢d作用時(shí)，距地表下某一深度的附加應(yīng)力分布如圖 14所示。但應(yīng)力值隨深度的增加而減少。土受壓力作用后，孔隙體積被壓縮，這是土的壓縮性。因此，土體壓縮可以認(rèn)為只是土中孔隙被壓縮，孔隙體積 VV減少。被水充盈的土孔隙，