【正文】 液限（流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)的分界含水量）、塑限（可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的分界）、縮限（半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)的分界）。根據(jù)三個界限求得的指數(shù)為：塑性指數(shù)和液性指數(shù)。其值越大表示越具有高塑性，粘粒含量越多。堅硬：IL ≤0。 流動：IL 含水率與軟硬程度無關。濕砂土表現(xiàn)出的假粘聚力濕由于毛細壓力形成的，不同于粘性土的粘聚力。認為滲透屬于層流，一般只適用于砂性土。 當滲透力向上時，常常造成流砂、管涌等危害。 例題1 已知土樣體積V＝，濕土重Mo＝，烘干后重M＝，比重Gs=，計算孔隙比和飽和度。 W=M水/M干土； Sr=V水/V孔隙；Gs＝M干土/V土粒；可求得：(1)W=M水/M干土＝（－）/=%ρd＝ρ/（1＋W）=(1+0. 365)=e= Gs/ρd－1=(2) V水==V土粒＝M干土/Gs =V孔隙＝V V土粒==Sr=V水/V孔隙=例題2 某細粒濕土質(zhì)量為190g，烘干后為145g，土樣液限為36％，塑限為18％，則求土塑性指數(shù)、液性指數(shù)、狀態(tài)并命名。（2） 液性指數(shù)（3） 含水率W =(190145)/145=% Il=(WWp)/ Ip=(%18%)/18%= 為可塑狀態(tài)。（％）? ，％， 7g/cm3，求孔隙比，孔隙率，飽和度。試樣質(zhì)量不是越大越好。 原狀土：用鐵皮筒或取土器（直徑大于100mm）取土。（1）原狀土試樣制備注意：環(huán)刀內(nèi)壁涂凡士林；環(huán)刀下壓方向與天然土層方向一致；不立即進行試驗時應保濕存放。含水量差不得大于2%（2）擾動土試樣制備1）碾壓過篩加水浸潤一晝夜備用，砂性土可酌量縮短 物理性質(zhì)試驗（液塑縮限）； 水理及力學性質(zhì)試驗（如直剪無側限）過2mm： 擊實試驗過5mm。壓樣法：就是用靜力壓到所需密度，粘性土壓時最好有排氣孔和透水石。 （3）試樣飽和 根據(jù)土的性質(zhì)選用飽和方法1）浸水飽和法：砂性土2）毛細管飽和法：滲透系數(shù)大于104cm/s的土，注意上下兩端放濾紙和透水石，水面不要淹沒試樣，時間不少于2晝夜。需要掌握試樣加水量的計算飽和度的計算 加水量的計算? 第二章 含水量及界限含水量試驗土工試驗分為室內(nèi)和現(xiàn)場試驗?？梢耘袛嗤馏w狀態(tài)和塑性范圍。溫度：105—110，有機土（含量大于5％）在65—70度烘干，結果一般比實際偏大。烘干后放入干燥器冷卻。土樣：粘土10g左右、砂土20~30g。結果略低于烘干法。界限含水量試驗 界限含水量是土的固有指標與環(huán)境無關。否則需要加水或吹干后再試驗。試驗時使的錐體在5秒時分別下降17毫米左右（太大或太小時制樣困難），然后再控制幾組在3—17毫米之間，椎入應重復二、三次取平均值，然后將數(shù)據(jù)繪制在雙對數(shù)坐標上，查找17和2毫米所對應的含水量就是土體的液限和塑限。（3）滾搓法 當滾搓到3毫米直徑斷裂時，含水量就是塑限（不是含水率）。搓成條狀不斷裂的土塑性越高。（Ip17為粘土，10 Ip 17為粉質(zhì)粘土）（2）用液性指數(shù)判別粘土的狀態(tài)。 可塑：0 IL ≤ 。（1）環(huán)刀法環(huán)刀：截面面積30，高2cm；天平：，稱量200g 試驗時先做比環(huán)刀內(nèi)徑大的土柱，環(huán)刀內(nèi)壁涂凡士林，再壓入環(huán)刀。 用削土刀取體積大于30CM3，去掉松、浮和棱角土，稱空氣中重（），用蠟封法封閉土體測土體體積。所用水的密度隨溫度變化，因此要測水溫。從水中取出稱重，應重做；平行試驗，取平均值。測定層厚度150~200mm（注意標準砂密度測定步驟）標準砂密度的測定應按下列步驟進行~，~1. 組裝容砂瓶與灌砂漏斗螺紋聯(lián)接處旋緊稱其質(zhì)量2. 注水，稱測定器和水的總質(zhì)量，并測水溫。注入砂稱總重，計算砂重，算砂密度在試坑中灌入標準砂精確至10g，然后求得土的密度。開挖試坑時必須將松動的土全部取出，否則結果偏高。灌砂過程中切忌不要震動。 比重試驗（試驗步驟） 比重是土粒在105—110度下烘干后與同體積4度純水質(zhì)量之比?？梢韵铀俣葞淼挠绊懀菬o量綱量。方法有：比重瓶法、浮稱法、虹吸筒法。a) 比重瓶的校正：恒溫水槽調(diào)至5OC或10OC，防入裝了純水的比重瓶，待水溫穩(wěn)定后，稱瓶和水的總質(zhì)量。繪制溫度與瓶和水總質(zhì)量的關系曲線。 100ml比重瓶烘干，裝入15g干土（50ml瓶12g土），稱量216。216。 對含有一定量的可溶鹽、不親水膠體或有機質(zhì)的土，必須用中性液體（如煤油）測定，并用真空排除土中氣體，真空表讀數(shù)宜為100Kpa抽氣時間1~2小時（直至懸液無氣泡）216。 試樣要洗凈浸水1晝夜，然后放入籃中搖動排除空氣。 試樣要洗凈浸水1晝夜后晾干。砂的相對密度試驗：適用于透水性良好的無粘性土 僅僅用密度（孔隙比）不能完全說明砂土的狀態(tài)，只有相對密度才能解釋砂的緊密程度。至體積不變?yōu)橹梗?~10min ）每次錘擊高度應該相同，水平振擊時擊數(shù)也應該相同。 使砂從漏斗口離砂面1—2厘米，緩慢流入量筒中，測讀砂體積，估讀至5cm3，然后倒轉量筒幾次，記下體積最大值，取讀數(shù)較大者計算的最小干密度。測最小干密度試驗用干試樣。? 第四章 顆粒分析試驗 了解：土的顆粒分級的概念；篩分析法、密度計法和移液管法的基本原理；引起試驗誤差的原因。顆粒分析是測定土中各不同粒徑的粒組質(zhì)量占總質(zhì)量的百分數(shù)的方法?？梢詫ν吝M行分類，判斷工程性質(zhì)。橫坐標為粒徑的對數(shù)值，縱坐標為小于某粒徑的土粒含量占總量的比例，曲線平緩說明：粒徑相差大，級配好，易于壓實。砂土從曲線上可以計算兩個有用的指標。 Cu＝d60/d10（反映土粒分布范圍） Cc＝d302/d10 d60 （反映土粒分布形狀）ddd60—小于某粒徑的土粒含量分別為10％、30％、60％的粒徑。同一類土級配均勻的比不均勻的壓實干密度要低查得某土樣顆粒級配曲線上A點(, 76%)和B點(，58%)，(18%) 方法主要有：篩分法、密度計、移液管法篩分法：d≦60mm的土。 篩分析法：適用于粒徑小于等于60mm，試驗步驟 首先將試樣過2毫米的篩分成粗粒和細粒兩組；如果粗粒組含量少于10％則不需要在分析粗粒組；如果細粒組含量少于10％則不需要分析細粒組，如果量大則可四分法后再進行篩分，篩分搖震時間一般為10—15分鐘。（2）試驗原理：粒徑為d的顆粒以速度v經(jīng)過時間t后，下降距離為L=vt,粒徑大于d的下降距離肯定大于L，所以L平面以上只有粒徑小于d的顆粒，測出此處的比重與原來的比重相比較，即可求出粒徑小于d的顆粒百分數(shù)。密度計的作用：測量懸液密度；測量土粒沉降的距離。 甲乙密度計的可讀和分度值范圍。移液管法 試驗原理:按照固定的幾組粒徑顆粒在某一深度（10厘米或者5厘米）處所需要的時間,計算顆粒含量； 上下攪拌各30次共1分鐘，使土顆粒在水中均勻分布；將移液管放入液體10厘米10秒后吸取懸液。土的壓實與含水量、壓實功、壓實方法密切相關?？梢杂脕碛嬎銐簩嵍龋é裠/ρdmax）。主要影響因素：含水率、擊實功、土種類、級配、粗粒含量等。當含水率增加到某值后，由于封閉氣泡在土體內(nèi)，擊實功消耗在孔隙氣體上。試驗注意事項：（1）應根據(jù)塑限確定加水量。如9％、11％、13％（塑限）、15％、17％。（2）筒壁應涂油便于脫模，分層擊實時應進行刨毛處理。(4)擊實曲線與飽和曲線不應該相交。（擊實功越大，最大干密度值越大，最優(yōu)含水量值越?。?（6）擊實筒有大小之分試驗，大擊實筒（）適用于粒徑小于38mm顆粒，小擊實筒（）適用于粒徑小于25mm顆粒。（7）試樣分為：干法和濕法 最大干密度:干法大于濕法 最優(yōu)含水量:干法小于濕法。 （8）加水量公式(P57)： m=mo(WWo)/(1+Wo) (式中mo、Wo分別表示土現(xiàn)在的質(zhì)量和含水量，m、W表示需要加水的質(zhì)量和要達到的含水量)。隨著含水率的增加，假粘聚力消失，得到了較高的干密度。（無粘性土填筑一般通過相對密度來控制） （10）。例題1 擊實試驗時有試樣2006g，％，%的試樣，加水多少？解：m=mo(WWo)/(1+Wo)＝2006 x (%%)/(1+%)= 第六章 滲透固結試驗滲透試驗（試驗步驟） 滲透是水在孔隙中的流動，水力坡降越大滲透力越大。根據(jù)達西定律來確定。測定在固定水位差下一定時間內(nèi)的滲透量。(水流的快，如滲透量固定，時間難控制)。測定在固定的滲透量下所需要的時間。（1） 常水頭試驗儀器設備：常水頭滲透儀，錘，秒表、天平試驗步驟：取土樣3~，測風干含水量土樣分層裝入圓筒，每層厚2~3cm，用木錘輕輕擊實到一定厚度，以控制孔隙比。計算試樣高度。試樣上方鋪1—2厘米礫石層做緩沖層防止放水時沖散土顆粒；測壓管應與溢水孔齊平,否則說明儀器有氣。注意事項：1）試驗用水：進行脫氣，或者使用土中的天然水。3）不同壓實度的試樣滲透系數(shù)不同，因此試驗必須是在設計密度下測定。5）保證試驗效果措施：煮沸脫氣、充分飽和、測壓管水位穩(wěn)定后記錄水位固結試驗（試驗步驟） 主要儀器：環(huán)刀、加壓設備、百分表、秒表 由于應力作用引起土應變隨時間變化的過程叫固結?？梢缘玫綁嚎s指標（P64）。假定（P15）：（1）土體是飽和的。（3）排水在豎向發(fā)生。（5）荷載是均勻的一次施加有效應力：通過土體顆粒的接觸面?zhèn)鬟f的應力。附加有效應力：是固結過程中有效應力的增量。它們與附加應力有關系。 固結度：是指在某一固結應力作用下，經(jīng)過某一時間后土體發(fā)生固結或孔隙水應力消散的程度，公式為U=St/S。如果知道了最終沉降量，那么可以求某一沉降量的值或其所需要的時間。試驗方法主要有：（1）常規(guī)固結試驗 每級加荷時間為24小時，加荷率為1（即每級壓力比上一級增加1倍）。最后一級應為24小時。注意事項：1）試樣兩端應放置濾紙和透水石。3）若為飽和試樣應在容器內(nèi)注滿水，非飽和試樣應用棉紗圍住透水石避免水分蒸發(fā)。5）由增加的有效應力產(chǎn)生的固結為主固結，應力不變化下產(chǎn)生的固結為次固結。固結度相同時，時間因數(shù)T也相同。因此單面排水是雙面排水時間的4倍。8）若只測壓縮系數(shù)，則穩(wěn)定標準一般為每級荷載24小時。 t2=T2H22 /Cv2 t 2= 8 x 8002 /4 = 1280000分鐘第七章 抗剪強度試驗土的抗剪強度理論 （1）莫爾圓（三軸剪切原理） 在三軸壓力作用下，在土體內(nèi)任何一個平面上都作用著一個合應力，可以分解法向應力σ和切向應力τ，如果某一個平面上只有法向應力而沒有切向應力，則該平面稱為主應力面。其中最大最小的主應力分別就是σσ3（利用P18公式可進行換算）。 莫爾圓示意圖（2）庫侖定律（直剪試驗原理） 土體中任何一個滑動面上存在著庫侖定律，近似直線表示： τ＝C+σtgΦτ—土的抗剪強度C—土的粘聚力σ—滑動面的法向應力Φ—內(nèi)摩擦角 通過剪切試驗可以得到不同法向應力σ下的抗剪強度，把它們繪制在坐標上,得到直線的截距和傾角就是該土的C和Φ。 同時可得到：土中某點破壞時，與中主應力σ2無關。有關土的極限平衡狀態(tài)的說法：，土體達到極限狀態(tài)。（α＝45＋Φ/2） 。例題1：設地基土的內(nèi)摩擦角Φ為30，粘聚力C為10，地基中某點的大小主應力σ100，問該點是否已經(jīng)破壞？根據(jù)C和Φ確定庫侖直線和莫爾圓。 因此可確定該地基土處于穩(wěn)定狀態(tài)。 儀器有應力控制和應變控制式兩種。 剪切方法有：快剪、固結快剪和慢剪。1） 快剪： 施壓后立即快速剪切（3—5分鐘破壞），不發(fā)生固結（需放置不透水設施，周圍涂凡士林）。模擬現(xiàn)場土體的土層較厚，滲透性較小，施工速度較快，基本上來不及固結就加載剪損2）固結快剪 固結后立即剪切，剪切過程中不固結。用來模擬已經(jīng)完全固結后又突然施加荷載的情況。實際工程中很少。儀器設備：應變控制直剪儀、環(huán)刀、測微表、秒表、天平試驗步驟1． 環(huán)刀切取試樣，稱重，測出密度，2． 擦盒內(nèi)壁，插入固定銷,下盒透水石上放一張濾紙3． 環(huán)刀刃口向下放好，試樣上面按順序放濾紙和透水石，然后用推土器將試樣平穩(wěn)推入上下盒中，移去環(huán)刀。如一直指針緩慢前進，說明不出現(xiàn)峰值，則破壞以變形達４ｍｍ時為止7． 取出試樣。8． 結果整理抗剪強度： τf=C0R C0 ：量力環(huán)率定系數(shù)；R：量力環(huán)測微表最大讀數(shù) 剪切位移量的計算： △L=20nR n :手輪轉數(shù)注意事項：1）滲透系數(shù)大于106cm/s的不能做快剪試驗。二是剪切曲線上無峰值出現(xiàn)，則應使位移達到6mm，取剪切位移為4mm時的剪應力為抗剪強度。3）。 超固結：固結快剪最大5）與剪切速率有關，越快強度越大。（注意：無粘性土的粘聚力為0）.無側限抗壓強度儀器設備：應變控制式允許膨脹壓縮儀、切土器、重塑筒、量表、天平、秒表試驗步驟：1． 原狀土按天然層次方向放在桌上，細心切削。~3． 立即稱重，,取余土測含水量4． 在試樣兩端以及側面涂凡士林。7． 應變在３％以前，％應變記讀數(shù)一次，應變達３％以后每１％應變記百分表讀數(shù)一次8． 當讀數(shù)達到峰值或讀數(shù)達到穩(wěn)定，再繼續(xù)剪３％～５％應變值可停止，如無峰值，則軸向應變達２５