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【转】土的物理状态指标.doc

【转】土的物理状态指标.doc

上传者: _向左走_向右走 2017-10-15 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《【转】土的物理状态指标doc》,可适用于影视/动漫领域,主题内容包含【转】土的物理状态指标【转】土的物理状态指标年月日土的三相比例关系的指标一共有个即:土粒密度、天然密度、干密度、饱和密度、浮重度、含水量、饱和度、孔符等。

【转】土的物理状态指标【转】土的物理状态指标年月日土的三相比例关系的指标一共有个即:土粒密度、天然密度、干密度、饱和密度、浮重度、含水量、饱和度、孔隙度、孔隙比。它们主要反映了土的密实程度与干湿状态而且相互之间都有内在联系。土的三相指标之间可以进行换算由于三个基本指标可以实测因此一般用它们来换算其他指标。换算的一般方法是:第一种方法:第二种方法:三相比例指标之间可以建立相互换算关系表三相比例指标之间的换算表指标名称三相比例定义式常用换算公式单位天然密度ρgcm土粒密度ρsgcm干密度ρdgcm饱和密度ρsatgcm浮重度γ′kNm孔隙比e孔隙度n含水量ω饱和度Sr土的物理状态指标土的三相比例指标因为土是三相体系不能用一个单一的指标来说明三相间量的比例关系需要若干个指标来反映土中固体颗粒、水和空气之间的量关系。在土力学中通常用三相草图来表示土的三相组成图,为了确定土的三相比例指标需要通过试验室测定土的重力密度、含水量和土粒比重有关实验方法参见《土工试验规程》这里不予讲述。得到这三个基本指标图,土的三相草图后其它指标就可通过三相草图的关系得到。()土的重度(g)土的重度定义为土单位体积的重量单位为(kNm)。其定义式为:()土粒比重(ds)土粒比重定义为土粒的质量与同体积纯蒸馏水在时的质量之比其定义式为:土粒的比重给出的是矿物组合体的密度由于土中矿物成分相对比较稳定故土的比重一般变化不大(见表,)且与常见矿物的比重接近(表,)。表,常见土的比重土名土粒比重砂土((砂质粉(粘质粉土(粉质粘土(,粘土(,(表土,土中常见矿物的比重矿物矿物密度闪石英(黑云母((方解石(石英(长石((云母(,(白云母(,(黄铁矿(,(辉石(,(伊利石,(高岭土(,蒙托石(,(绿泥石(,(()土的含水量(w)土的含水量定义为土中水的质量与土粒质量之比以百分数表示。()土的孔隙比(e)孔隙比e指孔隙体积与固体颗粒实体体积之比以小数表示即:()孔隙率(n)孔隙度n一指孔隙体积与土总体积之比用百分数表示亦即孔隙比和孔隙度都是用以表示孔隙体积含量的概念。不难证明两者之间可以用下式互换。或土的孔隙比或孔隙度都可用来表示同一种土的松、密程度。它随土形成过程中所受的压力、粒径级配和颗粒排列的状况而变化。一般说粗粒土的孔隙度小细粒土的孔隙度大。例如砂类土的孔隙度一般是,粘性土的孔隙度有时可高达,。这种情况下单位体积内孔隙的体积比土颗粒的体积大很多。()饱和度(Sr)饱和度土孔隙中水的体积与孔隙体积之比以百分数表示即:土可根据饱和度划分为稍湿、很湿与饱和三种状态其划分标准为:稍湿Sr,很湿,Sr饱和Sr,()土的常用指标的换算关系除上述指标外工程中还遇到其他一些指标其换算关系见表,。表,常用指标之间的换算关系指标名称换算公式常见的数值范围干重度(kNm),饱和重度(kNm),浮重度或有效重度,孔隙比砂土:~粘性土:~孔隙度砂土:,,,粘性土:,,,饱和度,,土的物理状态指标所谓土的物理状态对于粗粒土来说是指土的密实程度。对细粒土而言则指土的软硬程度或称为土的稠度。、无粘性土(粗粒土)的密实程度无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系呈密实状态时强度较大可作为良好的天然地基呈松散状态时则是不良地基。对于同一种无粘性土当其孔隙比小于某一限度时处于密实状态随着孔隙比的增大则处于中密、稍密直到松散状态。无粘性土的这种特性是因为它所具有的单粒结构决定的。以下介绍与无粘性土的最大和最小孔隙比、相对密实度等有关的密实度指标。无粘性土的最小孔隙比是最紧密状态的孔隙比用符号emin表示其最大孔隙比是土处于最疏松状态时的孔隙比用符号emax表示。emin一般采用“振击法”测定emax一般用“松砂器法”测定。对于不同的无粘性土其emin与emax的测定值也是不同的emax与emin之差(即孔隙比可能变化的范围)也是不一样的。一般土粒粒径较均匀的无粘性土其emax与emin之差较小对不均匀的无粘性土则其差值较大。无粘性土的天然孔隙比e如果接近emax(或emin)则该无粘性土处于天然疏松(或密实)状态这可用无粘性土的相对密实度进行评价。无粘性土的相对密实度以最大孔隙比emax与天然孔隙比e之差和最大孔隙比emax与最小孔隙比emin之差的比值Dr表示即:从上式可知若无粘性土的天然孔隙比e接近于emin即相对密实度Dr接近于时土呈密实状态当e接近于emax时即相对密实度Dr接近于则呈松散状态。根据Dr值可把砂土的密实度状态划分为下列三种lDr>密实的Dr>中密的Dr>松散的相对密实度试验适用于透水性良好的无粘性土如纯砂、纯砾等。相对密实度是无粘性粗粒土密实度的指标它对于土作为土工构筑物和地基的稳定性特别是在抗震稳定性方面具有重要的意义。对于砂土也可用天然孔隙比e来评定其密实度。但是矿物成分、级配、粒度成分等各种因素对砂土的密实度都有影响并且在具体的工程中难于取得砂土原状土样因此利用标准贯人试验、静力触探等原位测试方法来评价砂土的密实度得到了工程技术人员的广泛采用。砂土根据标准贯人试验的锤击数N分为松散、稍密、中密及密实四种密实度其划分标准见表。表,砂类土密实程度划分砂土密实度松散稍密中密密实N<N<N>、粘性土的物理状态对于粘性土因粘土矿物含量高、颗粒细小其物理状态与含水量关系非常密切。同一种粘性土随其含水量的不同而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量叫做界限含水量。它对粘性土的分类和工程性质的评价有重要意义。粘性土由固态转到流动状态的界限含水量分别称为缩限、塑限和液限见图,。图,土的Atterberg稠度界限()液限wL液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。通常用锥式液限仪或碟式液限仪来量测。()塑限wp随着水的减少土样将进入半坚硬状态此时土可搓成条状厚度大约为mm在应力作用下只是变形而不断裂。塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。土样搓条试验可以确定出塑限。将土样放在吸水纸上用手反复搓动直到上述的成条要求为止。()缩限ws缩限即是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量也可以定义为当水量进一步减少但土样不进一步发生收缩的最大含水量。()塑性指数(IP)和液性指数(IL)塑性指数IP定义为土样的液限和塑限之差:IP=wL,wP在土样中IP主要取决于粘粒含量粘粒含量越高则塑性指数越大这就是为什么我们可以用塑性指数的大小来划分土类。另一个重要的参数就是液性指数(IL)用它来评估原状土含水量(性状)在塑限和液限之间的变化用如下公式计算:若液性指数IL土样呈坚硬状若<IL土样呈塑性状若IL>土样呈液态(流动态)按我国的建筑规范GB,和JTJ粘性土稠度状态可按表l划分。表,粘性土的稠度状态状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数ILIL<IL<IL<ILIL>还有一个稠度参数即稠度指数Ic有时可以用Ic来描述粘土和粉土的性态。可以用下式采计算稠度指数:这样根据ISO(国际标准协会)标准如果Ic<土样显得非常软弱如果Ic在,之间土样坚硬如果Ic在一l之间土样则非常坚硬。以上参数对粉土和粘土分类很重要。、土的灵敏度和触变性考虑到土的强度问题这里将介绍土的另一个参数即土的灵敏度。土的灵敏度定义为原状土强度与扰动土强度之比即:St=原状土强度,扰动土强度土的强度取决于含水量(或其稠度特征)和土的结构特征。在Atterberg稠度界限含水量试验中当土样处于扰动土状态我们可以测出w和wP。但是土的塑性稠度状态并未考虑到土扰动后结构的变化对土强度的影响。这里介绍土的灵敏度是因为重塑土会因结构变化而大大降低强度。如果St在,之间灵敏度低如果St在,之间灵敏度中等如果St>该土体灵敏度高土的灵敏度愈高其结构性愈强受扰动后土的强度降低就愈多。所以在基础施工中应注意保护基槽尽量减少土结构的扰动。饱和粘性土的结构受到扰动导致强度降低但当扰动停止后土的强度又随时间而逐渐增大。则是由于土粒、水分子和化学离子体系随时间而逐渐趋于新的平衡状态的缘故。粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。例如在黏性土中打桩时桩侧土的结构受到破坏而强度降低但在停止打桩以后土的强度逐渐恢复桩的承载力增加。

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