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1、注冊土木工程師(水利水電工程)資格考試水利水電工程專業(yè)基礎知識第二章巖土力學12.1土的組成和物理性質指標2.1.1土的組成與結構2.1.2土的三相比例指標2.1.3土的物理狀態(tài)指標2.1.4土的擊實特性2.1.5土的工程分類22.1土的組成和物理性質土的三相組成——土的固相顆粒級配——各粒組的相對含量,用質量百分數(shù)來表示?確定方法篩分法:適用于粗粒土(>0.075mm)水分法:適用于細粒土(<0.075mm)?表述方法顆粒級配曲線32.1土的組成和物理性質特征粒徑:土的三相組成——土的固相d50:平均粒徑d60:限制粒徑d土的顆粒級配曲線10:有效粒徑(%)100d3090粗細程度:
2、用d50表示8070不均勻程度:60Cu=d60/d105040—不均勻系數(shù)30C≥5,級配不均勻20u100d60d30連續(xù)程度:小于某粒徑之土質量占總質量的百分數(shù)105.01.00.5d50d10C=d2/(d×d)0.100.050.010.0050.001c306010粒徑(mm)—曲率系數(shù)4C=1~3,級配連續(xù)性好c2.1土的組成和物理性質2.1.2土的三相比例指標★天然密度ρ或天然重度γ試驗測定含水率w物理性質指標土粒比重Gs孔隙比e飽和度Sr換算物理性質指標孔隙率n(間接)飽和密度ρ或飽和重度γsatsat?。ㄓ行В┲囟圈谩涓擅芏圈鸦蚋芍囟圈胐d52.1土的組成和物理性質
3、2.1.2土的三相比例指標物理性質指標定義土粒比重土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度ms表達式:G=單位:無量綱測定方法:比重瓶法s4C°Vρsw土的含水率測定方法:烘干法ma=0AirVamwm?msmVv表達式:w(%)==wWaterVmwVmmssVvmsSolid孔隙比表達式:e=VsVsV質量體積v孔隙率表達式:n(%)=V三相圖V飽和度表達式:S=wrVv62.1土的組成和物理性質2.1.2土的三相比例指標各種密度重度的定義和大小關系:mm=0AirV=aa天然密度ρ測定方法:環(huán)刀法VmVvwWaterVmmwVs干密度ρd=ρsat≥ρ≥ρdVmm+ρVsSolidVswv
4、s飽和密度ρsat=V3質量體積單位:g/cm天然重度γ=ρg干重度γ=ρgddγ≥γ≥γ>γ′satd飽和重度γ=ρgsatsat浮重度γ′=γ?γsatw單位:kN/m3容重=重度72.1土的組成和物理性質2.1.3土的物理狀態(tài)指標孔隙比e試驗砂土的物理狀態(tài)指標相對密實度Dr確定標準貫入錘擊數(shù)N松密程度63.5塑限wP液(流)限wL粘性土的物理狀態(tài)指標塑性指數(shù)IP軟硬程度定義、意義液性指數(shù)IL82.1土的組成和物理性質2.1.3土的物理狀態(tài)指標砂土的物理狀態(tài)指標e?e(ρ?ρ)ρmaxddmindmax相對密實度D=D=rre?e(ρ?ρ)ρmaxmindmaxdmind判別標準:
5、D=1,最密狀態(tài)rD=0,最松狀態(tài)rD≤0.33,疏松狀態(tài)r0.330.67,密實狀態(tài)r92.1土的組成和物理性質2.1.3土的物理狀態(tài)指標粘性土的物理狀態(tài)指標稠度狀態(tài)固態(tài)或半固態(tài)可塑態(tài)液態(tài)(流態(tài))土中水的形態(tài)強結合水弱結合水自由水含水率wI=ww?界限含水率塑限w液限wPLPpL吸附弱結合強結合水膜最大出現(xiàn)自由水水的能力測定方法:液塑限聯(lián)合測定塑性指數(shù)粘性土的稠度反映土中水的形態(tài)102.1土的組成和物理性質2.1.3土的物理狀態(tài)指標粘性土的物理狀態(tài)指標塑性指數(shù)I=ww?去掉百PLP分數(shù)——分類定名的依據(jù)ww?pI=液性指數(shù)Lww?Lp——評價土體的軟硬程
6、度I0堅硬狀態(tài)0.00–0.25硬塑L≤I=0–1可塑狀態(tài)0.25-0.75可塑LI>1流塑0.75–1.00軟塑L112.1土的組成與物性2.1.4土的壓實性擊實試驗?針對擾動土?在一定擊實功下確定干密度ρ與含水率w關系d?求最大干密度ρ和最優(yōu)含水率wdmaxop?為工程設計和現(xiàn)場施工碾壓提供資料。122.1土的組成與物性2.1.4土的壓實性細粒土的壓實性擊實曲線2.0)飽3ρdmax=1.86和最大干密度曲1.8線最優(yōu)含水量(g/cmd特點:ρ①具有峰值1.6②位于飽和曲線之下干密度w=12.11.4opρ<(ρ)ddsat0481216202428含水量w(%)飽和曲線GρGρs
7、wswρ=S=1(ρ)=drdsat1+Gw/S1+Gwsrs132.1土的組成與物性2.1.5土的工程分類建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2002)分類法巖石碎石土砂土土天然土粉土粘性土人工填土142.1土的組成與物性2.1.5土的工程分類粉土(mo,silt)建筑規(guī)范分類法粒組含量d>0.075mm≤50%根據(jù)IpIp≤10的土粘性土(claysoil,cohesivesoil)塑性指數(shù)I>10的土根據(jù)Ipp10