第2章 土的物理性质及分类

主要内容

掌握：土的三相比例指标的定义及指标间 的换算关系、土的各种物理性质指标的概 念及测定方法； 熟悉：土的分类原则，不同行业土的分类 方法； 了解：三种特殊土的概念

2.1概述

土是岩石分化的产物，是没有胶结或弱胶 结的松散沉积物，是三相组成的分散体， 是无粘性或有粘性的具有土骨架空隙特性 的三相体或两相体，是大大小小土粒的混 合体。 土粒大小是影响土的性质的最主要的因素； 土粒大小含量的相对数量关系是土的分类 依据，大致可分为无粘性土(碎石土和砂 类土)、粉性土、粘性土。 粉性土兼有砂类土和粘性土的性状。

2.1 概述 土的三相组成物质的性质和三相比例

指标的大小，必然在土的轻重、松密、 湿干、软硬等一系列物理性质有不同 的反应； 土中水与细粒(粒径<0.075mm) 有着复杂的相互作用，产生细粒土的 可塑性、结构性、触变性、胀缩性、 湿陷性、冻胀性等物理特性；

2.1 主要内容 无机土的三相比例指标。 粘性土的物理特征 无粘性土的密实度 粉土的密实度和湿度

区域分布的三种特殊土的概念 土的分类

2.2 土的物理性质指标

物理模型

假定模型

2.2.1土的三相草图 可用三相草图来描述土的三相组成 定义土的物理性质指标。

总质量：m=ms+mw总体积： V=Vs+Vv=Vs+Va+Vw 符号： s—soil v—void w—water a—air

图2-25 土的三相图

三相草图的意义： 土的三相物质在体积和质量上的比例关系称 为三相比例指标；

三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松 与紧密； 工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。

评价土的工程性质的最基本的物理性质指标；

2.2.2 三个实测物理性质指标

直接测定指标(可在实验室内直接测定):

重度、含水量、土粒比重Gs(土粒密度 s)。

换算指标：其它指标均为换算指标(孔隙比、

饱和度)。 4 个质量比体积， 3 个体积比体积， 2 个质量比质

量。

1、土的密度和重度

2、含水量

烘箱

3、土粒比重Gs—固体颗粒质量与同体积水(在4℃时)质量之比

比重瓶的校准，应按下列步骤进行：

1 将比重瓶洗净，烘干，置于干燥器内，冷却后称量，准 确至 0.001g 。 2 将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。对长颈比重瓶注水至 刻度处，对短颈比重瓶应注满纯水，塞紧瓶塞，多余水自瓶塞 毛细管中溢出，将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定。取 出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，准确至 0.001g 。 测定恒温水槽内水温，准确至 0 .5 ℃。 3 调节数个恒温水槽内的温

度，温度差宜为 5 ℃,测定不 同温度下的瓶、水总质量。每个温度时均应进行两次平行测定， 两次测定的差值不得大于 0.002g ,取两次测值的平均值。 4 绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线。

比重瓶法试验，应按下列步骤进行：

l 将比重瓶烘干。称烘干试样 15g( 当用 50mL 的比重瓶时，称烘干试样 l0g) 装 入比重瓶，称试样和瓶的总质量，准确至 0.001g 。 2 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶， 并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾 起砂土不应少于 30min ,粘土、粉土不 得少于 1h 。沸腾后应调节砂浴温度，比 重瓶内悬液不得溢出。

3 将煮沸经冷却的纯水注入装有试样悬液 的比重瓶。当用长颈比重瓶时注纯水至刻 度处，当用短颈比重瓶时应将纯水注满， 塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢 出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定， 且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干 瓶外壁，称比熏瓶、水、试样总质量，准 确至 0.001g ;并应测定瓶内的水温，准 确至 0.5 ℃。