土的水理性质

第四节粘性土的界限含水量、稠度和可塑性•一、粘性土的稠度IncreasingWatercontentSolid固态semiSolid半固态Plastic塑态Liquid液态Shrinkagelimit收缩限Plasticlimit塑限Liquidlimit液限WsWpWLVW•1.稠度：•粘性土由于含水量变化而表现出的稀稠程度•2.界限含水量（阿特堡界限Atterberglimits，1911）：•相应于从一种稠度状态向另一种稠度状态转变点的含水量•液限：土由可塑状态过渡到流动状态的界限含水量•塑限：土由可塑状态过渡到半固体状态的界限含水量•缩限：土由半固态过渡到固体状态的界限含水量•3.粘性土稠度状态的本质•Terzaghi，1952：当含水量降低到塑限之下时，孔隙中不再有自由水了。稠度状态相邻粒间孔隙中心土粒与其它物体间液流状态粘流状态粘塑状态稠塑状态半固体状态固体状态自由溶液扩散层重叠扩散层重叠扩散层重叠固定层及浓缩扩散层固定层重叠自由溶液自由溶液扩散层重叠扩散层重叠气体(扩散层开始浓缩)气体(扩散层很浓)自由溶液扩散层重叠扩散层重叠浓缩扩散层及气体气体气体粘性土稠度状态微观分析•Mitchell，1976：不管水的结构情况和粒间力如何，塑限是当土内表现出塑性性能时的含水范围的下限。•也就是说，在塑限之上，土的变形可以没有体积变化或产生裂纹，以及将保持它的已有的变形形状。•4.试验方法•1911年，Atterberg•1932年，Casagrande，碟式液限仪•1915年，瑞典，锥式液限仪•联合测定仪锥式液限仪光点联合测定仪天然稠度仪土壤硬度仪收缩仪5.天然土的稠度状态——液性指数（LiquidIndex）Solid固态semiSolid半固态Plastic塑态Liquid液态WpWLPLPL？IL与土的状态物理意义IL0固态0IL1塑态0IL0.25硬塑状态0.25IL0.75可塑状态0.75IL1软塑状态IL1流塑状态二、粘性土的塑性•1.塑性指数（PlasticIndex）PLPwwI2.影响因素矿物成分粒度成分活动性指数（Activity）IpCIpAc小于0.002mm颗粒含量C三、研究土的稠度与塑性的意义•（一）细粒土的分类•（1）按IP分类•（2）砂土中小于0.075mm的部分IP10冠以“含粘性土”•（3）按塑性图（IP—WL图）分类Casagrande，A。1948年研究发现：（1）黏土的塑性指数Ip与液限Wl之间大致呈直线关系；（2）砂质黏土则位于区域（2）（2）（3）含较多粉土和有机质的则位于（3）的范围之内（3）国家标准《土的分类标准》（GBJ145-90）中的塑性图IpwLA:Ip=0.63(wL-20)B:wL=40%Ip=10Ip=7L—lowliquidlimitH—highliqiudlimitC—clayM—miltO—organicCH(CHO)CL(CLO)MH(MHO)ML(MLO)国家标准《土的分类标准》（GBJ145-90）中的塑性图IpwLA:Ip=0.63(wL-20)B:wL=40%Ip=10Ip=7CH(CHO)CL(CLO)MH(MHO)ML(MLO)CH—高液限黏土CL—低液限黏土MH—高液限粉土ML—低液限粉土细粒土分类的进一步说明•1.有机质土：根据未完全分解的动植物残骸和无定形物质测定。有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，有弹性和海绵感，可采用手摸或嗅感判别。•直观不能判别时：将试样放入100-105°C烘箱内烘干,烘干后试样的wL小于烘烤前的75%时,判为有机土。•代号之后缀以Ｏ•ＣＨＯＣＬＯＭＨＯＭＬＯ•２.土中的粗粒组（大于0.075mm）质量为总质量的25-50％的土为含粗粒的细粒土•(1)粗粒中砾粒占优势，称含砾细粒土，加后缀G（Gravel）•CHGCLGMHGMLG•(2)粗粒中砂粒占优势，称含砂细粒土，加后缀S(sand)•CHSCLSMHSMLS细粒土分类的进一步说明土的分类土的分类与定名步骤1.首先按粒度成分分类确定大类–巨粒土（巨粒组60mm的50%）–粗粒土（粗粒组0.075mm的50%）–细粒土（细粒组0.075mm的50%）•2.再根据粗粒与细粒的相对含量细分•如粗粒土细分为砾类土、砂类土等•含细粒的粗粒土（或细粒土质粗粒土）•其中细粒依塑性图定名•粗粒土依粒度成分定名•含粗粒的细粒土•其中粗粒的名称依据含砂和砾的比例而定•细粒土依塑性图定名3.给出符号•（1）由两个代号构成时•如CH、ML等•前者—土的主要成分•后者—液限•如GW、SW等•前者—土的主要成分•后者—级配•如GC、SC等•前者—土的主要成分•后者—微含成分•（2）由三个符号构成时•如CHO、CHG、MHS等•前者—土的主要成分•中间—液限•后者—微含成分•（二）判断粘性土的状态•例：某地基中取一土样，质量为23.15g，烘干后质量为16.37g，并测得土样的液限为40%，塑限为24%，求土的塑性指数和液性指数，并对该土样的地基进行评价。•（三）评价土的承载力•（四）估算土的力学性质