1、土的物理性質土的物理性質第一章第一章對土的特點進行詳細解釋和定量描述對土的特點進行詳細解釋和定量描述本章特點本章特點: : 看起來零散看起來零散學習要點學習要點: : 理清理清 各節間聯系各節間聯系 各節內層次各節內層次1 1 土的物理性質土的物理性質土的形成土的形成滲透特性滲透特性變形特性變形特性強度特性強度特性土的三相組成土的三相組成土的物理狀態土的物理狀態土的結構土的結構土的工程分類土的工程分類土的壓實性土的壓實性 決定決定影影響響如何獲得較好的土如何獲得較好的土便于研究和應用便于研究和應用1 1 土的物理性質土的物理性質 1.1 土的形成土的形成 ?1.2土的三相組成土的三相組成? 1

2、.3土的土的結構土的土的結構?1.41.4土的物理性質指標土的物理性質指標和物理狀態指標和物理狀態指標1.1 1.1 土的形成土的形成土是巖石經過風化后在不同條件下形成的自然歷史的產物土是巖石經過風化后在不同條件下形成的自然歷史的產物搬運、沉積搬運、沉積1 1 土的物性土的物性形成過程形成過程形成條件形成條件物理力學物理力學性質性質 風化風化巖石巖石地球土土地球影響影響生物風化生物風化物理風化物理風化化學風化化學風化量變量變無粘性土無粘性土原生礦物原生礦物質變質變粘性土粘性土次生礦物次生礦物動植物的活動動植物的活動1 1 土的物性土的物性一一. . 風化風化有有 機機 質質1.11.1土的形成

3、土的形成巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的巖石和土的粗顆粒受各種氣候因素的影響產生脹縮而發生裂縫影響產生脹縮而發生裂縫,或在運動或在運動過程中因碰撞和摩擦而破碎過程中因碰撞和摩擦而破碎母巖表面和碎散的顆粒受環境因素的母巖表面和碎散的顆粒受環境因素的作用而改變其礦物的化學成分，形成作用而改變其礦物的化學成分，形成新的礦物新的礦物 巖石和土的性質與其生成的地質年代有巖石和土的性質與其生成的地質年代有關，關， 一般生成年代越久，則上覆土層越厚，一般生成年代越久，則上覆土層越厚，土被壓得越密實，土粒間聯結越強，土土被壓得越密實，土粒間聯結越強，土的強度越高，土的壓縮性越小，土質好。的強度越高，土的壓縮性

4、越小，土質好。 新近堆積的土，土層薄，土質松軟，土新近堆積的土，土層薄，土質松軟，土的強度低，土的壓縮性大，土質差。的強度低，土的壓縮性大，土質差。1 1 土的物性土的物性1.11.1土的形成土的形成 現今常見的土絕大多數生成的地質年代為現今常見的土絕大多數生成的地質年代為第四紀（符號為第四紀（符號為Q），約百年萬年歷史，見），約百年萬年歷史，見表表1-1所示。所示。 通常把通常把Q3及其以前時期堆積的土層稱為老及其以前時期堆積的土層稱為老堆積土；堆積土； 把把Q4時期內文化期（有人類文化的時期）時期內文化期（有人類文化的時期）以前堆積的稱為一般堆積土；以前堆積的稱為一般堆積土； 把文化期以后

5、堆積的稱為新近堆積土。把文化期以后堆積的稱為新近堆積土。1.11.1土的形成土的形成1 1 土的物性土的物性表表1-1 第四紀地質年代第四紀地質年代紀（系）世（統）距今年代第四紀（系）Q全新世（統）Qh或Q42.5萬年更新世（統）QP晚更新世（上更新統）Q315萬年中更新世（中更新統）Q250萬年早更新世（中更新統）Q1100萬年1.11.1土的形成土的形成1 1 土的物性土的物性二二. . 搬運與沉積搬運與沉積殘積土無搬運運積土有搬運土土質質較較好好1 1 土的物性土的物性殘積土殘積土強風化強風化弱風化弱風化微風化微風化母巖體母巖體顆粒表面粗糙顆粒表面粗糙多棱角多棱角粗細不均粗細不均無層理無

6、層理1.11.1土的形成土的形成母巖表層經風化作用破碎成巖屑或細小母巖表層經風化作用破碎成巖屑或細小顆粒后，未經搬運殘留在原地的堆積物顆粒后，未經搬運殘留在原地的堆積物風化所形成的土顆粒，受自然力的作用風化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物2. 2. 搬運與沉積搬運與沉積運積土有搬運風：風：風積土風積土1 1 土的物性土的物性重力重力: : 坡積土坡積土 流水流水: :洪積土洪積土沖積土沖積土湖泊沼澤沉積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物海相沉積物冰川冰川: : 冰積土冰積土1.11.1土的形成土的形成土粒粗細不同，性質不均勻土粒粗細不同

7、，性質不均勻有分選性，近粗遠細有分選性，近粗遠細渾圓度分選性明顯，土層交迭渾圓度分選性明顯，土層交迭含有機物淤泥，土性差含有機物淤泥，土性差顆粒細，表層松軟，土性差顆粒細，表層松軟，土性差土粒粗細變化較大，性質不均勻土粒粗細變化較大，性質不均勻顆粒均勻，層厚而不具層理顆粒均勻，層厚而不具層理1 1 土的物理性質土的物理性質 1.1 1.1 土的形成土的形成 1.2土的三相組成土的三相組成?1.3土的物理狀態土的物理狀態?1.41.4土的工程分類土的工程分類1.2 1.2 土的三相組成土的三相組成氣相固相液相+ + +構成土骨架，起決定作用構成土骨架，起決定作用重要影響重要影響土體1 1 土的物

8、性土的物性次要作用次要作用一一. . 固體顆粒固體顆粒物理狀態力學特性粒徑級配粒徑級配1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成礦物成分礦物成分顆粒形狀顆粒形狀 1. 粒徑級配一一. . 固體顆粒固體顆粒1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成顆粒大小各粒徑成分在土中占的比例狹義的粒徑級配影響土性影響土性的主因的主因顆粒大小粒組 按粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類按粗細進行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑一一. . 固體顆粒固體顆粒dmm卵石卵石礫石礫石砂粒砂粒粉粒粉粒 粘粒粘粒 膠粒膠粒60602 20.0050.005 0.0020.0020.25

9、0.5520粗 中 細 粗 中 細 0.0750.075粗粒土粗粒土細粒土細粒土1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成dmm卵石卵石礫石礫石砂粒砂粒粉粒粉粒 粘粒粘粒 膠粒膠粒60602 20.0050.005 0.0020.0020.250.5520粗 中 細 粗 中 細 0.0750.075粗粒土粗粒土細粒土細粒土粒徑級配確定方法確定方法 篩分法篩分法：適用于粗粒土：適用于粗粒土 (0.075 mm) 水分法水分法：適用于細粒土：適用于細粒土 (0.075 mm)各粒組的相對含量，用質量百分數來表示各粒組的相對含量，用質量百分數來表示表述方法表述方法 粒徑級配累積曲線

10、粒徑級配累積曲線1 1 土的物性土的物性一一. . 固體顆粒固體顆粒1.21.2土的三相組成土的三相組成一一. . 固體顆粒固體顆粒1 1 土的物性土的物性105.02.01.00.50.250.1200g101618242238721009080706050403020100小于某粒徑之土質量百分數小于某粒徑之土質量百分數P（）（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)1.21.2土的三相組成土的三相組成P%958778665536土的粒徑級配累積曲線土的粒徑級配累積曲線水分法水分法粒徑粒徑(mm)(mm)0.050.010.005百分數百分數P(

11、%)P(%)2613.510一一. . 固體顆粒固體顆粒1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成1009080706050403020100小于某粒徑之土質量百分數（）小于某粒徑之土質量百分數（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線土的粒徑級配累積曲線d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.33 0.005 0.063662.41特征粒徑特征粒徑: d50 : 平均平均粒徑粒徑d60 : 控制控制粒徑粒徑d10 : 有效有效粒徑粒徑d30 ;不均勻程度不均勻程度：Cu = d60 / d10 連

12、續程度連續程度: Cc = d302 / (d60 d10 ) 曲率系數曲率系數 不均勻系數不均勻系數Cu 5,級配不均勻級配不均勻粗細程度粗細程度： 用用d50 表示 一一. . 固體顆粒固體顆粒1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成1009080706050403020100小于某粒徑之土質量百分數（）小于某粒徑之土質量百分數（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑粒徑(mm)土的粒徑級配累積曲線土的粒徑級配累積曲線d60d10d30曲線d60d10d30CuCcL0.33 0.0050.081663.98M0.0632.41R0.0

13、300.545斜率斜率: : 某粒徑范圍內顆粒的含量某粒徑范圍內顆粒的含量 陡陡相應粒組質量集中相應粒組質量集中 緩緩-相應粒組含量少相應粒組含量少 平臺平臺-相應粒組缺乏相應粒組缺乏連續程度連續程度: Cc = d302 / (d60 d10 ) 曲率系數曲率系數較大顆粒缺少較大顆粒缺少Cc 減小減小較小顆粒缺少較小顆粒缺少Cc 增大增大C c = 1 3, 級配連續性好級配連續性好粒徑級配粒徑級配累積曲線及指標的用途粒徑級配累積曲線及指標的用途：1）粒組含量用于土的分類定名粒組含量用于土的分類定名；2）不均勻系數不均勻系數Cu用于判定土的不均勻程度：用于判定土的不均勻程度： Cu 5, 不

14、均勻土不均勻土； Cu 3 或 Cc 1,級配不連續土級配不連續土4）不均勻系數不均勻系數Cu和和曲率系數曲率系數Cc用于判定土的級配優劣：用于判定土的級配優劣： 如果如果 Cu 5且且 C c = 1 3 ， 級配級配 良好的土良好的土； 如果如果 Cu 3 或或 Cc 11g/cmg/cm3 3 冰點處于零下幾十度冰點處于零下幾十度 具有固體的的特性具有固體的的特性 溫度高于溫度高于100100C C時可蒸發時可蒸發強結合水強結合水 位于強結合水之外，電場引位于強結合水之外，電場引 力作用范圍之內力作用范圍之內 外力作用下可以移動外力作用下可以移動 不因重力而移動，有粘滯性不因重力而移動，

15、有粘滯性弱結合水弱結合水自由水自由水重力水重力水毛細水毛細水在重力作用下可在土中自由流動在重力作用下可在土中自由流動 存在于固氣之間存在于固氣之間 在重力與表面張力作用下在重力與表面張力作用下 可在土粒間空隙中自由移動可在土粒間空隙中自由移動1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成二二. . 土中水土中水1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成二二. . 土中水土中水土中毛細現象土中毛細現象rThccos2 上升高度上升高度:r2hcw=2rTcos毛細水毛細水分布在土粒內部相互貫通分布在土粒內部相互貫通的孔隙可以看成許多形狀的孔隙可以看成許多形狀不一、

16、直徑互異、彼此連不一、直徑互異、彼此連通的毛細管通的毛細管毛細升高與孔徑成反比毛細升高與孔徑成反比粘土粘土粉土粉土砂土砂土礫石礫石分析對象分析對象: 水柱水柱1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成二二. . 土中水土中水對砂土強度的影響對砂土強度的影響:毛細邊角毛細邊角水水, 假凝聚力假凝聚力cchu 假定假定 = 0, 毛細壓力毛細壓力2rTcos+ucr2 = 0毛細壓力毛細壓力 非飽和土中毛細張力影響非飽和土中毛細張力影響分析對象分析對象:水膜水膜三三. . 土中氣體土中氣體v自由氣體：自由氣體：與大氣連通，對土的性質影響不大與大氣連通，對土的性質影響不大v封閉氣體

17、：封閉氣體：增加土的彈性；阻塞滲流通道增加土的彈性；阻塞滲流通道1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成 土有三個組成部分：固相、液相和氣相土有三個組成部分：固相、液相和氣相 小結小結1. 固體顆粒固體顆粒2. 土中水土中水3. 土中氣體土中氣體 粒徑級配粒徑級配 礦物成分礦物成分 顆粒形狀顆粒形狀 結合水結合水 (強結合水、弱結合水強結合水、弱結合水) 自由水自由水 (重力水、毛細水重力水、毛細水) 自由氣體自由氣體封閉氣體封閉氣體1 1 土的物性土的物性1.21.2土的三相組成土的三相組成1 1 土的物理性質土的物理性質 1.1 1.1 土的形成土的形成 1.21.2土

18、的三相組成土的三相組成 1.31.3土的結構土的結構?1.41.4土的物理性質土的物理性質指標指標?和物理狀態指標和物理狀態指標土顆粒或粒團的土顆粒或粒團的空間排列和相互聯結空間排列和相互聯結1.3 1.3 土的結構土的結構土粒間的作用力土粒間的作用力粘性土的結構性指標粘性土的結構性指標力學特性力學特性土的結構土的結構影影響響粗粒土的結構粗粒土的結構細粒土的結構細粒土的結構重塑土的強度重塑土的強度原狀土的強度原狀土的強度16粘性土粘性土不靈敏不靈敏低靈敏低靈敏中等靈中等靈敏敏靈敏靈敏很靈敏很靈敏流動流動原狀土的無側限抗壓強原狀土的無側限抗壓強度度重塑土的無側限抗壓強重塑土的無側限抗壓強度度含水

19、量不變，密度不變，因重塑而強度含水量不變，密度不變，因重塑而強度降低，又因靜置而逐漸強化，強度逐漸降低，又因靜置而逐漸強化，強度逐漸恢復的現象，稱為恢復的現象，稱為觸變性觸變性。土的觸變性是土結構中聯結形態發生變土的觸變性是土結構中聯結形態發生變化引起的，是土結構隨時間變化的宏觀化引起的，是土結構隨時間變化的宏觀表現。表現。目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標。和指標。2 2. 粘性土的觸變性粘性土的觸變性 1 1 土的物性土的物性1.3 1.3 土的結構土的結構小結小結1 1 土的物性土的物性1.3 1.3 土的結構土的結構土顆粒或粒團的土顆粒或粒團的空

20、間排列和相互聯結空間排列和相互聯結土粒間的作用力土粒間的作用力粘性土的結構性指標粘性土的結構性指標土的結構土的結構粗粒土的結構粗粒土的結構細粒土的結構細粒土的結構1.4 土的物理指標土的物理指標土的物理狀態土的物理狀態粗粒土的松密程度粗粒土的松密程度粘性土的軟硬狀態粘性土的軟硬狀態1 1 土的物理性質土的物理性質土的物理性質指標土的物理性質指標( (三相間的比例關系三相間的比例關系) )力學特力學特性性影響影響表表示示1.4 土的物理指標土的物理指標一一. . 物理性質指標物理性質指標土的三個組成相的體積土的三個組成相的體積和質量上的比例關系和質量上的比例關系1 1 土的物性土的物性密實程度密

21、實程度干濕程度干濕程度特點特點: 指標概念簡單，數量很多指標概念簡單，數量很多要點：要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、名稱、概念或定義、符號、表達式、單位或量綱、常見值或范圍、聯系與區別單位或量綱、常見值或范圍、聯系與區別定義定義基本方法基本方法:三相草圖法三相草圖法1.4 土的物理指標土的物理指標1. 三相草圖三相草圖WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標質量質量體積體積1.4 土的物理指標土的物理指標三相草圖三相草圖1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標WaterAirSoilVaV

22、wVsVvVma=0mwmsm質量質量體積體積 VVVVVVVavas Vm0mmmmmaas已知關系五個已知關系五個: :共有九個參數共有九個參數: V Vv Vs Va V / / ms m ma m剩下三個獨立變量剩下三個獨立變量三相草圖法三相草圖法物性指標是比例關系物性指標是比例關系: :可假設任一參數為可假設任一參數為1對于飽和土對于飽和土, Va=0剩下兩個獨立變量實驗室測定實驗室測定其它指標其它指標是一種簡單而實用的方法是一種簡單而實用的方法1.4 土的物理指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標2.2.室內測定的三個物理性質指標室內測定的三個

23、物理性質指標WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質量質量體積體積-土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度土的密度awswsVVVmmVm 土的容重土的容重=g工程上更常用工程上更常用, 用于計算土的自重應力用于計算土的自重應力單位單位: kg/m3 或或 g/cm3單位單位: kN/m3 一般范圍一般范圍: 1.602.20 g/cm3定義定義: 土單位體積的質量土單位體積的質量有時也稱有時也稱土的天然密度土的天然密度表達式表達式:相關指標相關指標:三相草圖有助于直觀三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念理解物性指標的概念1.4 土的物理

24、指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質量質量體積體積土粒比重土粒比重 s: 土粒的密度，單位體積土粒的質量土粒的密度，單位體積土粒的質量sssVm 單位單位: 無量綱無量綱土粒比重一般范圍土粒比重一般范圍: 粘性土粘性土 2.702.75 砂砂 土土 2.65C4w C4wssG 4C時純蒸餾水的密度時純蒸餾水的密度C4w =1.0 g/cm3土粒比重在數值上等于土粒的密度土粒比重在數值上等于土粒的密度定義定義: 土粒的密度與土粒的密度與4C時純蒸餾水的密度的比值時純蒸餾水的密度的比值表達式表達

25、式:1.4 土的物理指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質量質量體積體積土的含水量土的含水量ssswmmmmm(%)w 定義定義: 土中水的質量與土粒質量之比土中水的質量與土粒質量之比, 用百分數表示用百分數表示注意注意: 其實是含水比其實是含水比, 可達到或超過可達到或超過100表達式表達式:1.4 土的物理指標土的物理指標一一. . 物理性質指標物理性質指標v表示土中孔隙含量的指標表示土中孔隙含量的指標孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率( (孔隙度孔隙度) )1 1 土的物性土的物性svVVe . .

26、 其它常用的物理性質指標其它常用的物理性質指標VV(%)nv 關系關系:e1en n1ne 在某種程度上反映土的松密在某種程度上反映土的松密砂類土：砂類土：28-35%粘性土：粘性土：30-50%有的可達有的可達60-70%定義定義: 土中孔隙體積與固體顆土中孔隙體積與固體顆粒體積之比粒體積之比, 無量綱無量綱表達式表達式:WaterAirSoilVaVwVsVvV體積體積定義定義: 土中孔隙體積與總體土中孔隙體積與總體積之比積之比, 用百分數表示用百分數表示表達式表達式:Vs=1Vv=eV=1+eWaterAirSoil體積體積三相草圖可用于確定三相草圖可用于確定物性指標之間的關系物性指標之

27、間的關系1.4 土的物理指標土的物理指標一一. . 物理性質指標物理性質指標v表示土中含水程度的指標表示土中含水程度的指標1 1 土的物性土的物性swmm(%)w 含水量含水量飽和度飽和度vwrVVS WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質量質量體積體積表達式表達式:定義定義: 土中水的體積與孔隙體積的比值土中水的體積與孔隙體積的比值飽和度表示飽和度表示孔隙中充滿水的程度孔隙中充滿水的程度Sr=0 : 干土干土Sr=1 : 飽和土飽和土1.4 土的物理指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標v表示土中表示土中密度和容重密度和容重的指標

28、的指標天然密度天然密度干密度干密度飽和密度飽和密度awswsVVVmmVm 天然容重天然容重干容重干容重Vmsd g gdd VVmvwssat gsatsat 浮容重浮容重wsat 浮密度浮密度有效容重有效容重飽和容重飽和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質量質量體積體積單位單位: kg/m3 或或 g/cm3單位單位: kN/m3 定義定義: 土被完全烘干時的密度土被完全烘干時的密度, 等于等于 單位體積內土粒的質量單位體積內土粒的質量表達式表達式:1.4 土的物理指標土的物理指標各種密度容重之間的大小關系：各種密度容重之間的大小關系：1 1 土的物性土的物性

29、一一. . 物理性質指標物理性質指標dsat dsat天然密度天然密度干密度干密度飽和密度飽和密度Vm 天然容重天然容重干容重干容重Vmsd g gdd VVmvwssat gsatsat 浮容重浮容重wsat 飽和容重飽和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm質量質量體積體積1.4 土的物理指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標常用的物理性質指標間的換算關系常用的物理性質指標間的換算關系教科書教科書 P25 表表1-9要點要點從物理意義上理解指標間的關系從物理意義上理解指標間的關系不鼓勵死記硬背不鼓勵死記硬背必要時利用三相草圖推

30、導必要時利用三相草圖推導1.4 土的物理指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性一一. . 物理性質指標物理性質指標小結小結物理性質指標物理性質指標土的三個組成相的體積和質量上土的三個組成相的體積和質量上的比例關系的比例關系密實程度密實程度干濕程度干濕程度特點特點: 指標概念簡單，數量很多指標概念簡單，數量很多要點：要點：名稱、概念或定義、符號、表達式、名稱、概念或定義、符號、表達式、單位或量綱、常見值或范圍、聯系與區別單位或量綱、常見值或范圍、聯系與區別定義定義基本方法基本方法:三相草圖法三相草圖法室內測定的三個物理性質指標室內測定的三個物理性質指標土的密度土的密度、土粒的比重土粒的比重、土

31、的含水量土的含水量三相草圖有助于直觀三相草圖有助于直觀理解物性指標的概念理解物性指標的概念其它常用的物理性質指標其它常用的物理性質指標v表示土中孔隙含量的指標表示土中孔隙含量的指標v表示土中含水程度的指標表示土中含水程度的指標v表示土中密度和容重的指標表示土中密度和容重的指標三相草圖可用于確定三相草圖可用于確定物性指標之間的關系物性指標之間的關系三相草圖法是求取物三相草圖法是求取物理性質指標的簡單而理性質指標的簡單而有效的方法有效的方法1.4 土的物理指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性二二. .土的物理狀態指標土的物理狀態指標1.4 土的物理指標土的物理指標土的物理狀態土的物理狀態粗粒土

32、的松密程度粗粒土的松密程度粘性土的軟硬狀態粘性土的軟硬狀態土的物理性質指標土的物理性質指標( (三相間的比例關系三相間的比例關系) )力學特力學特性性影響影響表表示示二二. . 物理狀態指標物理狀態指標e emaxmax與與e emin min ：最大與最小孔隙比最大與最小孔隙比1. 粗粒土的密實狀態粗粒土的密實狀態1 1 土的物性土的物性二二. . 物理狀態指標物理狀態指標密實度密實度如何衡量如何衡量? ?單位體積中固體顆粒含量的多少單位體積中固體顆粒含量的多少優點：優點：簡單方便簡單方便缺點：缺點：不能反映級配的影響不能反映級配的影響 只能用于同一種土只能用于同一種土對對策策相對密度相對密

33、度minmaxmaxreeeeD 孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n nemin = 0.35emin = 0.201.4 土的物理指標土的物理指標表表1-10 按孔隙比按孔隙比e劃分砂土密實度表劃分砂土密實度表孔隙比孔隙比e密實度密實度e0.75密實密實0.75e0.90中密中密E0.90稍密稍密1 1 土的物性土的物性1.4 土的物理指標土的物理指標二二. . 物理狀態指標物理狀態指標1 1 土的物性土的物性二二. . 物理狀態指標物理狀態指標e emaxmax: : 最大孔隙比；將松散的風干土樣通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，最大孔隙比；將松散的風干土樣通過長頸漏斗輕輕地倒入容器，避免重力

34、沖擊，求得土的最小干密度再經換算得到最大孔隙比避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經換算得到最大孔隙比e eminmin: : 最小孔隙比；將松散的風干土樣裝入金屬容器內，按規定方法最小孔隙比；將松散的風干土樣裝入金屬容器內，按規定方法振動和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經換算得振動和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經換算得到最小孔隙比到最小孔隙比e emaxmax與與e emin min ：最大與最小孔隙比最大與最小孔隙比( (T0123-93)T0123-93)注意：注意：室內測得理論上的最大與最小孔隙比有時很困難室內測得理論上的最大與最小孔隙比有時很困難1.4 土

35、的物理指標土的物理指標粗粒土的密實狀態指標粗粒土的密實狀態指標 判別標準：判別標準： D Dr r = 1 , = 1 , 最密狀態最密狀態 D Dr r = 0 , = 0 , 最松狀態最松狀態 D Dr r 1/3 , 1/3 , 疏松狀態疏松狀態 1/3 1/3 2/3 , 2/3 , 密實狀態密實狀態1 1 土的物性土的物性二二. . 物理狀態指標物理狀態指標相對密度相對密度minmaxmaxreeeeD dmindmaxdmaxdminddr)()(D 1.4 土的物理指標土的物理指標1 1 土的物性土的物性二二. . 物理狀態指標物理狀態指標標準貫入試驗中的錘擊數標準貫入試驗中的錘

36、擊數N標準貫入試驗標準貫入試驗標準貫入試驗是在現場進行的一種原位測試：用卷揚機將質量為標準貫入試驗是在現場進行的一種原位測試：用卷揚機將質量為63.5kg的鋼錘，提升的鋼錘，提升76cm高度，讓鋼錘自由下落，打擊貫入器，高度，讓鋼錘自由下落，打擊貫入器，使貫入器貫入土中深為使貫入器貫入土中深為30cm所需的錘擊數，記為所需的錘擊數，記為N63.5(簡化為簡化為N)來鑒定該土層的密實程度。來鑒定該土層的密實程度。判別標準：判別標準： N 10 , N 10 , 松散狀態松散狀態 10 N 15 , 10 N 15 , 稍密狀態稍密狀態 15 N 30 , 15 30 , N 30 , 密實狀態密

37、實狀態1.4 土的物理指標土的物理指標 標準貫入試驗（Standard Penetration Test） 標準貫入數 N63.5 錘 重：63.5kg 落 距：760mm 打入深度：300mm1.4 土的物理指標土的物理指標二二. . 物理狀態指標物理狀態指標1 1 土的物性土的物性2. 粘性土的軟硬狀態粘性土的軟硬狀態1 1 土的物性土的物性二二. . 物理狀態指標物理狀態指標也稱也稱稠度狀態稠度狀態稠度狀態與含水量有關稠度狀態與含水量有關粘性土粘性土含水量含水量較硬較硬變軟變軟流動流動1.4 土的物理指標土的物理指標塑限塑限p液限液限l1 1 土的物性土的物性二二. . 物理狀態指標物理

38、狀態指標稠度界限稠度界限粘性土的稠度反映土中水的形態粘性土的稠度反映土中水的形態固態或固態或半固態半固態塑態塑態 流態流態 強結合水膜最大強結合水膜最大出現自由水出現自由水強結合水強結合水弱結合水弱結合水自由水自由水稠度狀態稠度狀態含水量含水量土中水的形態土中水的形態w1.4 土的物理指標土的物理指標圖圖1-19 碟式液限儀碟式液限儀 圖圖1.20 平衡錐式液限儀平衡錐式液限儀1 1 土的物性土的物性1.4 土的物理指標土的物理指標二二. . 物理狀態指標物理狀態指標液限液限l測定方法：測定方法：碟式液限儀（歐美等國使用）碟式液限儀（歐美等國使用）平衡錐式液限儀（我國使用）平衡錐式液限儀（我國使用）錐錐76g，錐角，錐角300，取剛好能墜入規定深度的含水量，取剛好能墜入規定深度