最新土的物理性质及工程分类土的渗透性ppt课件

土的物理性质及工程分类土的土的物理性质及工程分类土的渗透性渗透性岩石岩石风化（风化（物理、物理、化学化学）作用）作用岩石破碎岩石破碎 化学成分改变化学成分改变搬运搬运沉积沉积大小、形状和大小、形状和成分都不相同成分都不相同的松散颗粒集的松散颗粒集合体合体（土）（土）土的形成土的形成筛分法筛分法用一套孔径不同的筛子，按用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量，然后计算其占总土粒质量的百分数质量的百分数 比重计比重计法法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量确定小于某粒径的土粒含量颗粒粒径级配颗粒粒径级配曲线曲线 纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐横坐标表示土粒的粒径标表示土粒的粒径(对数坐标）对数坐标）颗粒级配的描颗粒级配的描述述 工程上常用不均匀系工程上常用不均匀系数数Cu描述颗粒级配的描述颗粒级配的不均匀程度不均匀程度 d10、d30、d60小于某粒径的小于某粒径的土粒含量为土粒含量为10%、30%和和60%时所对应的粒径时所对应的粒径Cu愈大，表示土粒愈不均愈大，表示土粒愈不均匀。级配连续的土，工程上匀。级配连续的土，工程上把把Cu5的土视为级配良好；的土视为级配良好；反之，级配不良。反之，级配不良。曲率系数曲率系数Cc描述颗粒级描述颗粒级配曲线整体形态，表明配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况某粒组是否缺失情况 对于级配不连续的土，需满足对于级配不连续的土，需满足Cu5和和Cc=13时，为级配良时，为级配良好；反之，为级配不良。好；反之，为级配不良。土的颗粒级配在工程上的应用 颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。对于级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗对于级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小，可强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小，可用作堤坝或其它土建工程的填方土料。用作堤坝或其它土建工程的填方土料。2.土粒的矿物成分土粒的矿物成分矿物成分取决于矿物成分取决于母岩的矿物成分母岩的矿物成分和和风化作用风化作用原生矿物：原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同母岩相同次生矿物：次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同成分与母岩不相同 例：例：石英、云母、长石等石英、云母、长石等特征：特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点 例：例：粘土矿物有蒙脱石、伊利石、高岭石等粘土矿物有蒙脱石、伊利石、高岭石等特征：特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易膨胀的特点（易膨胀的特点（蒙脱石亲水性强、伊利石亲水性中等、高岭蒙脱石亲水性强、伊利石亲水性中等、高岭石亲水性差石亲水性差）二、土中的水二、土中的水 土中水的含量明显地影响土的性质土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土尤其是粘性土)。土中液态水可分为结合水和自由水。土中液态水可分为结合水和自由水1.结合水结合水强结合水：强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水：弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱 2.自由水自由水存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能传递水压力，冰点为传递水压力，冰点为0，有溶解能力，有溶解能力 以两种形式存在：以两种形式存在：毛细水、重力水毛细水、重力水土中的自由水土中的自由水自由水自由水重力水重力水毛细水毛细水 在重力作用下可在土中自由流动的水在重力作用下可在土中自由流动的水 作用作用：减轻土的有效重量：减轻土的有效重量 重力作用下产生渗流重力作用下产生渗流 介于固液气之间介于固液气之间 在重力与表面张力作用下可在土在重力与表面张力作用下可在土 粒间空隙中移动的自由水粒间空隙中移动的自由水三、土中气体三、土中气体 土中气体土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为分为与大气连通的非封闭气体与大气连通的非封闭气体和和与大气不连与大气不连通的封闭气体通的封闭气体1.非封闭气体：非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大土的性质影响不大 2.封闭气体：封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时和延长土体受力后变形达到稳定的历时 四、土的结构和构造四、土的结构和构造 在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关关 1.单粒结构：单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，形成的单粒结构，其特点其特点是土粒间存在点与点的接触。根是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态 密实状态密实状态疏松状态疏松状态2.蜂窝结构：蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构 （多为粉粒）（多为粉粒）3.絮状结构：絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构下沉，形成孔隙较大的絮状结构 蜂窝结构蜂窝结构絮状结构絮状结构土的构造土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性和裂隙性征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造，即层理构造和裂隙构造，二者都造成了土的不均匀性二者都造成了土的不均匀性 1.层理构造：层理构造：土粒在沉积过程中土粒在沉积过程中,由于由于不同阶段不同阶段沉积沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿而沿竖向竖向呈现出成呈现出成层特征层特征 2.裂隙构造：裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所土体被许多不连续的小裂隙所分割分割,在在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物 土的物理性质指标一、土的三相图一、土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积VVvn二、直接测定指标二、直接测定指标 1.土的密度土的密度：单位体积土的质量：单位体积土的质量 工程中常用重度工程中常用重度 来表示单位体来表示单位体积土的重力积土的重力 重力加速度，重力加速度，近似取近似取10N/Kg 2.土粒相对密度土粒相对密度Gs（土粒比重）：（土粒比重）：土粒质量与同体积的土粒质量与同体积的4时纯水时纯水的质量之比的质量之比 土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般2.702.75；砂土一般为砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V3.土的含水量土的含水量：土中水的土中水的质量与土粒质量之比，以百分质量与土粒质量之比，以百分数表示数表示土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。其所处的自然地理环境等有关。测定方法：测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法 三、换算指标三、换算指标 1.孔隙比孔隙比e和孔隙率和孔隙率n孔隙比孔隙比e ：土中孔隙体积与土土中孔隙体积与土粒体积之比粒体积之比 2.土的饱和度土的饱和度Sr：土中孔隙水的体积与孔隙总体积土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示之比，以百分数表示饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr=0,饱和土饱和土Sr=100%。砂土砂土根据饱和度分为三种状态根据饱和度分为三种状态:孔隙率孔隙率n ：土中孔隙体积与总土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示体积之比，以百分数表示 Sr50%稍湿；稍湿；50Sr80%很湿；很湿；Sr80%饱和饱和3.不同状态下土的密度和重度不同状态下土的密度和重度饱和密度饱和密度sat ：土体中孔隙完全被水充满时的土的密度土体中孔隙完全被水充满时的土的密度 干密度干密度d ：单位体积中固体颗单位体积中固体颗粒部分的质量粒部分的质量 浮密度浮密度 ：土单位体积内土土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差粒质量与同体积水的质量之差 土的三相比例指标中的质量密度指标共有土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个，土的密度个，土的密度，饱和密度，饱和密度sat，干密度，干密度d，浮密度，浮密度 (kg/m3),相应的重度指相应的重度指标也有标也有4个，土的重度个，土的重度，饱和重度，饱和重度 sat，干重度，干重度 d，浮重度，浮重度 (kN/m3)四、指标间的换算四、指标间的换算气气水水土粒土粒Gsw Vs11+1+e质量质量m体积体积V土的三相指标中，土的三相指标中，土粒比重土粒比重Gs ，含水量含水量和和密度密度是通过是通过试验测定的，可以根据三个试验测定的，可以根据三个基本指标换算出其余各指标基本指标换算出其余各指标Vv=eGsw Gs（1）w 推导：推导：换算关系式：换算关系式：五、例题分析五、例题分析 n【例】某土样经试验测得体积为某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为湿土质量为187g，烘干后，干土质量为烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度若土粒的相对密度Gs为为2.66，求该土样的含水量，求该土样的含水量、密度密度、重度重度、干重度干重度d 、孔隙比、孔隙比e、饱和重度、饱和重度sat和有效重度和有效重度 【解答】解答】土的物理状态指标一、无粘性土的密实度一、无粘性土的密实度 土的密实度土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少，天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到颗粒含量的多少，天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系着密切关系1.孔隙比孔隙比e 孔隙比孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，当孔隙比小于某一限度时，处于密实状态。孔隙比愈大，土愈松散土愈松散 当当Dr=0=0时，时，e=emax，表示土处于最疏松状态，表示土处于最疏松状态;当当Dr=1.0时，时，e=emin，表示土体处于最密实状态，表示土体处于最密实状态Dr1/3疏松状态疏松状态1/3Dr2/3中密状态中密状态2/3Dr1密实状态密实状态2.相对密实度相对密实度Dr砂土在天然状砂土在天然状态下孔隙比态下孔隙比砂土在最密实状砂土在最密实状态时的孔隙比态时的孔隙比砂土在最松砂土在最松散状态时的散状态时的孔隙比孔隙比3.按动力触探确定无粘性土的密实度按动力触探确定无粘性土的密实度 天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数天然砂土的密实度，可按原位标准贯入试验的锤击数N进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动进行评定。天然碎石土的密实度，可按原位重型圆锥动力触探的锤击数力触探的锤击数N63.5 进行评定进行评定(GB50007-2002)密实度密实度按按N评定砂石密实度评定砂石密实度 按按N63.5评定碎石土密实度评定碎石土密实度 松散松散稍密稍密中密中密密实密实N10N63.5510N155N63.51015N3010N63.520N30N63.520N表示标贯，要30cm的击数，N63.5表示动力触探，要10cm的击数就可以了二、粘性土的稠度二、粘性土的稠度 1.粘性土的稠度状态粘性土的稠度状态稠度稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征是粘性土最主要的物理状态特征 0固态或半固态固态或半固态可塑状态可塑状态流动状态流动状态塑限塑限P液限液限L粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为粘性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为土的稠度界限土的稠度界限液塑限测定根据土工试验规程液塑限测定根据土工试验规程(SL237-007-1999)规定，规定，采用液塑限联合测定仪进行测定。采用液塑限联合测定仪进行测定。液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪下沉深度为下沉深度为17mm所对应的含水量为液限所对应的含水量为液限;下沉深度为下沉深度为2mm处所对应的含水量为塑限处所对应的含水量为塑限 2.粘性土的塑性指数和液性指数粘性土的塑性指数和液性指数塑性指数塑性指数IP是液限和塑限的差值是液限和塑限的差值(省去省去%)，即土处在可塑状态的，即土处在可塑状态的含水量变化范围含水量变化范围说明：说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高塑性指数就越高 说明：说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当系。当IL0时时,P,土处于坚硬状态土处于坚硬状态;当当IL1时时,L,土处土处于流动状态。根据于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态值可以直接判定土的软硬状态 液性指数液性指数IL是粘性是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比 状态状态液性指数液性指数坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1IL1 土的灵敏度：土的灵敏度：保持原来含水量不变但天然结构被破坏的重塑土保持原来含水量不变但天然结构被破坏的重塑土的强度比保持天然结构的原状土的强度低，其比值的强度比保持天然结构的原状土的强度低，其比值可作为结构性的指标，即灵敏度可作为结构性的指标，即灵敏度 土的触变性：土的触变性：粘性土的抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质粘性土的抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质土被扰动后强度降低但随着时间的增长，扰动土的强度可以土被扰动后强度降低但随着时间的增长，扰动土的强度可以部分或全部恢复，这种时效特性称为触变性部分或全部恢复，这种时效特性称为触变性 三、例题分析三、例题分析 n【例】某砂土试样某砂土试样,试验测定土粒相对密度试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量含水量=9.43%,天然密度天然密度=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称已知砂样最密实状态时称得干砂质量得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密并判断砂土所处的密实状态实状态 【解答】解答】砂土在天然状态下的孔隙比砂土在天然状态下的孔隙比砂土最小孔隙比砂土最小孔隙比砂土最大孔隙比砂土最大孔隙比相对密实度相对密实度（1/3,2/31/3,2/3 中密状态中密状态作业作业 某粘性土的天然含水量某粘性土的天然含水量w=35.2，液限，液限wL=40，塑限塑限wp=25，试求该土的塑性指数，试求该土的塑性指数Ip和液性指数和液性指数IL，并确定该土的状态。，并确定该土的状态。解答：解答：Ip=40-25=15 0.25IL0.75，该土的状态为可塑。，该土的状态为可塑。土的压实性压实的机理压实的机理 压实使土颗粒重新组合，彼此挤紧，孔隙减少，压实使土颗粒重新组合，彼此挤紧，孔隙减少，孔隙水排出，土体的单位重量提高，形成密实的整孔隙水排出，土体的单位重量提高，形成密实的整体。同时，内摩阻力和粘聚力大大增加，从而使土体。同时，内摩阻力和粘聚力大大增加，从而使土体强度增加，稳定性增强。同时，因压实使土体透体强度增加，稳定性增强。同时，因压实使土体透水性明显降低、毛细水作用减弱，因而其水稳性也水性明显降低、毛细水作用减弱，因而其水稳性也大大提高。因此，对地基土压实并达到规定的密实大大提高。因此，对地基土压实并达到规定的密实度，是保证各级道路路基和建筑人工地基获得足够度，是保证各级道路路基和建筑人工地基获得足够强度和稳定性的根本技术措施之一。强度和稳定性的根本技术措施之一。一、土的击实试验一、土的击实试验 在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有轻型和重型两种。轻型和重型两种。击实筒击实筒护筒护筒击锤击锤导筒导筒轻型击实试验轻型击实试验适用于粒径小于适用于粒径小于5mm的土，击实筒容积为的土，击实筒容积为947cm3，击锤质量为，击锤质量为2.5kg。把制备成一。把制备成一定含水量的土料分三层装入击实定含水量的土料分三层装入击实筒，每层土料用击锤均匀锤击筒，每层土料用击锤均匀锤击25下，击锤落高为下，击锤落高为30.5cm 重型击实试验重型击实试验适用于粒径小于适用于粒径小于40mm的土，击实筒容积为的土，击实筒容积为2104cm3，击锤质量为，击锤质量为4.5kg，击锤落高为，击锤落高为45.7cm 。分五层击实，每层。分五层击实，每层56击。击。根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度二、填土的击实特性二、填土的击实特性 影响土压实性的因素很多，主要有含水量、击实功影响土压实性的因素很多，主要有含水量、击实功能、土的种类和级配等能、土的种类和级配等 1.含水量的影响含水量的影响dmaxd0op当含水率较低时，击实后当含水率较低时，击实后的干密度随含水量的增加的干密度随含水量的增加而增大。而当干密度增大而增大。而当干密度增大到某一值后，含水量的继到某一值后，含水量的继续增加反招致干密度的减续增加反招致干密度的减小。干密度的这一最大值小。干密度的这一最大值称为称为该击数下该击数下的的最大干密最大干密度度，与它对应的含水量称，与它对应的含水量称为为最优含水量最优含水量 说明：说明：当击数一定时，只有在某一含水量下才获得最佳的击实效当击数一定时，只有在某一含水量下才获得最佳的击实效果果 2.击实功能的影响击实功能的影响说明：说明：填料的含水率过高或过低都是不利的。含水率过低，填填料的含水率过高或过低都是不利的。含水率过低，填土遇水后容易引起湿陷；过高又将恶化填土的其他力学性质。因土遇水后容易引起湿陷；过高又将恶化填土的其他力学性质。因此，在实际施工中填土的含水率控制得当与否，不仅涉及到经济此，在实际施工中填土的含水率控制得当与否，不仅涉及到经济效益，而且影响到工程质量效益，而且影响到工程质量 0d击数击数403020饱和线饱和线1.土料的土料的最大干密度最大干密度和和最优最优含水量含水量不是常数不是常数。最大干密。最大干密度随击数的增加而逐渐增大度随击数的增加而逐渐增大,最优含水量逐渐减小。然而，最优含水量逐渐减小。然而，这种变化速率是递减的。同这种变化速率是递减的。同时，光凭增加击实功能来提时，光凭增加击实功能来提高土的最大干密度是有限的高土的最大干密度是有限的 2.当含水量较低时击数的影当含水量较低时击数的影响较显著。当含水量较高时，响较显著。当含水量较高时，含水量与干密度关系曲线趋含水量与干密度关系曲线趋近于饱和线，这时提高击实近于饱和线，这时提高击实功能是无效的功能是无效的 3.土类和级配的影响土类和级配的影响 击实试验表明，在相同击实功能下，粘性土粘粒含量愈高或击实试验表明，在相同击实功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑性指数愈大，压实愈困难，最大干密度愈小，最优含水量愈大塑性指数愈大，压实愈困难，最大干密度愈小，最优含水量愈大 无粘性土的击实曲线和粘无粘性土的击实曲线和粘性土击实曲线不同，在含性土击实曲线不同，在含水量较大时得到较高的干水量较大时得到较高的干密度，因此在无粘性土实密度，因此在无粘性土实际填筑中，通常要不断洒际填筑中，通常要不断洒水使其在较高的含水量下水使其在较高的含水量下压实压实 d0无粘性土的击实曲线无粘性土的击实曲线说明：说明：土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于压实，级配不良的土，不易压实，因为级配良好的土有足够的压实，级配不良的土，不易压实，因为级配良好的土有足够的细粒去充填较粗粒形成的孔隙，因而能获得较高的干密度细粒去充填较粗粒形成的孔隙，因而能获得较高的干密度 土的渗透性土的渗透性 土的渗透性：土的渗透性：一般是指水流通过土中孔隙难易一般是指水流通过土中孔隙难易程度的性质。程度的性质。层流层流紊流紊流地下水在土中孔隙或微小裂隙中以不大的速度地下水在土中孔隙或微小裂隙中以不大的速度连续渗透连续渗透地下水在岩石的裂隙或空洞中流动，速度较大地下水在岩石的裂隙或空洞中流动，速度较大地下水运动的两种形式：地下水运动的两种形式：达西定律达西定律V-水在土中的渗透速度，cm/s,单位时间内流过一单位土截面的水量i-水力梯度，K-土的渗透系数，cm/s用于粘土的达西定律用于粘土的达西定律表示曲线b在i轴上的截距室内试验测定方法野外试验测定方法常水头试验法常水头试验法变水头试验法变水头试验法井孔抽水试验井孔抽水试验井孔注水试验井孔注水试验渗透系数的测定方法渗透系数的测定方法渗透系数的物理含义渗透系数的物理含义 k值的大小反映了土渗透性的强弱，k愈大，土的渗透性也愈大。土颗粒愈粗，k值也愈大。适用土类：透水性较大适用土类：透水性较大的砂性土的砂性土常水头试验法常水头试验法特点：水头差特点：水头差h 恒恒定定变水头试验法变水头试验法特点：水头差特点：水头差h 随时间变随时间变化化适用土类：透水性较小适用土类：透水性较小的粘性土的粘性土常水头试验变水头试验条件已知测定算定取值h=const.h变化变化h，A，LQ，t重复试验后，取均值重复试验后，取均值a，A，Lh，t不同时段试验，取均值不同时段试验，取均值适用粗粒土粗粒土细粒土细粒土渗透系数室内试验方法的比较渗透系数室内试验方法的比较影响土的渗透系数的因素影响土的渗透系数的因素1.粒度成分与矿物成分 2.结合水膜厚度 3.土的结构 4.水的粘度 5.土中气体防渗斜墙及铺盖防渗斜墙及铺盖透水层透水层不透水层不透水层土石坝坝基坝身渗流土石坝坝基坝身渗流土石坝土石坝浸润线透水层透水层不透水层不透水层基坑基坑板桩围护下的基坑渗流板桩围护下的基坑渗流板桩墙透水层透水层不透水层不透水层天然水面漏斗状潜水面Q水井渗流水井渗流渠道渗流渠道渗流原地下水位原地下水位渗流时地下水位渗流时地下水位渗流滑坡渗流滑坡土（岩）的工程分类一、分类的目的和原则一、分类的目的和原则 土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交流验的交流分类原则：分类原则：1.分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，使用方便测定方法简单，使用方便2.土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性工程用土的不同特性二、分类体系与方法二、分类体系与方法 分类体系：分类体系：1.建筑工程系统分类体系建筑工程系统分类体系2.工程材料系统分类体系工程材料系统分类体系侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，侧重把土作为建筑地基和环境，研究对象为原状土，例如：建筑地基基础设计规范例如：建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)地地基土分类方法基土分类方法侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基侧重把土作为建筑材料，用于路堤、土坝和填土地基工程。研究对象为扰动土，例如：土的分类标准工程。研究对象为扰动土，例如：土的分类标准(GBJ145-90)工程用土的分类和公路土工试验规程工程用土的分类和公路土工试验规程(JTJ051-93)土的工程分类土的工程分类分类方法：分类方法：1.建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB500072002)根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把根据土粒大小、粒组的土粒含量或土的塑性指数把地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土和粘性土五大类五大类a.岩石的分类岩石的分类 颗粒间牢固粘结颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类分类 坚硬程度类别坚硬程度类别饱和单轴抗压饱和单轴抗压强度强度frk(Mpa)坚硬岩坚硬岩较硬岩较硬岩较软岩较软岩软岩软岩极软岩极软岩30frk60frk6015frk305frk15frk5土的名称土的名称漂石漂石块石块石卵石卵石碎石碎石圆砾圆砾角砾角砾颗粒形状颗粒形状圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主圆形及亚圆形为主圆形及亚圆形为主棱角形为主棱角形为主颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于200mm的颗的颗粒含量超过全重粒含量超过全重50粒径大于粒径大于20mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50粒径大于粒径大于2mm的颗粒的颗粒含量超过全重含量超过全重50注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定碎石土的分类碎石土的分类b.碎石土的分类碎石土的分类 粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土称为碎石土的土称为碎石土土的名称土的名称砾砂砾砂粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂粉砂粉砂颗粒级配颗粒级配粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量占全重的颗粒含量占全重2550注：注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定粒径大于粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重85粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50砂土的分类砂土的分类c.砂土的分类砂土的分类 粒径大于粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%的土，且粒的土，且粒径大于径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的颗粒含量超过全重50%的土称为砂土的土称为砂土 d.粉土的分类粉土的分类 粒径大于粒径大于0.075mm的颗的颗粒含量不超过全重粒含量不超过全重50%，塑，塑性指数性指数IP10的土称为粉土的土称为粉土e.粘性土的分类粘性土的分类 粒径大于粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的颗粒含量不超过全重50%，塑性指，塑性指数数IP10的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细分的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细分土的名称土的名称粘土粘土粉质粘土粉质粘土塑性指数塑性指数注：注：塑性指数由相应于塑性指数由相应于76g圆圆锥体沉入土样中深度为锥体沉入土样中深度为10mm测定的液限计算而得测定的液限计算而得 IP1710IP17f.人工填土的分类人工填土的分类 由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成分由于人类活动而形成的堆积物称为人工填土。物质成分较杂乱较杂乱,均匀性较差，根据其物质组成和成因均匀性较差，根据其物质组成和成因,可分为素填土、可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土压实填土、杂填土和冲填土