第一章土的物理力学性质及其工程分类
岩土体组成建筑物的地基，土的物理性质指标是该课程的最基本内容，是后续学习的基础，要求熟练掌握三相组成比例和状态的各个指标的定义及试验和计算方法。土的类别和所处的状态是鉴别建筑物地基优劣的主要依据之
一，也是选择基础方案和基础类型的主要依据。
一、土的组成与土的结构构造
土中固体：固体颗粒大小、矿物成分、土粒形状对土的物理性质有着显著的影响。
土的颗粒级配概念：土中各种大小的粒组的相对含量。
通过级配曲线，判别土体级配的好坏。
土中水：结合水、自由水 土中气体：封闭气体、非封闭气体 土的结构：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构
二、土的物理性质指标 土的三相图
反映土的物理状态：干湿、软硬、松密等。表示土的三相组成比例关系的指标,统称为土的三相比例指标
土体的基本物理指标：
密度ρ：单位体积土体的质量，采用环刀法测定
相对密度Gs：土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积4oC纯水的质量之比，采用比重瓶法测定
含水量w：土中水的质量与土粒质量之比，采用烘干法测定 间接指标：孔隙比，孔隙率，饱和度，饱和密度，干密度，有效重度
利用土的三相图，进行指标之间的换算
三、土的物理状态指标
无粘性土的密实度：单位土体中固体颗粒的含量
评价指标：孔隙比 相对密度Dr
粘性土稠度：土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力
塑限(WP)——土从塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量 液限(WL)——土从液性状态转变为塑性状态时的分界含水量
粘性土的塑性指数IP和液性指数IL
塑性指数表示土处在可塑状态的含水量变化范围,其值的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,亦即与土中粘粒含
量有关。粘粒含量越多,土的比表面积越大,塑性指数就越高。
根据液性指数大小判定土的软硬状态。
四、土的工程分类
《建筑地基基础设计规范》（GB5007－2002）中地基土的分类
《土工试验规程》中土的分类
五、土的压实性 击实实验
影响土（粘性土）的压实性的因素：含水量，击实功能，土的类型和级配
第一节 土的组成与结构、构造以及土的颗粒级配
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一、土的组成
天然状态的土一般由固体、液体和气体三部分组成。 土中固体颗粒的矿物成分、颗粒级配、颗粒大小、颗粒形状对土的物理
性质影响显著：
1、矿物成分取决于母岩的矿物成分和所经受的风化作用
原生矿物：岩石经物理风化作用后破碎形成的矿物颗粒，其矿物成分与母岩相同，例如石英、长 石、云母等次生矿物：岩石经化
学风化作用所形成的矿物颗粒，其矿物成分与母岩不相同，例如高岭石、伊利 石、蒙脱石等
2、土的颗粒级配
定义：工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情 况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗
粒级配。 土的颗粒级配实验方法：
筛分法： 比重计法：
适用于0.075mm≤d≤60mm的土 适用于d＜0.075mm的土
土的颗粒级配的评价：
工程上应用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度，曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况。
Cu愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土； Cu＞10的土视为级配良好的土对于砾类土或砂类土，
同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，定名为良好级配砂良好级配砾。
土中水的含量明显地影响土的性质，土中水以结合水和自由水的形式存在。
土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体
二、土的结构
单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点
的接触。
蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,
多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。
絮状结构：粘粒呈针状或片状，质量轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的 弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构。
第二节 土的物理性质指标
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土是由固体颗粒、水、空气组成的三相体，通常三相都是均匀分布在土体中，为了研究方便，人为将三种不同组成
部分进行划分，得到土的三相图。
一、基本指标： 密度：单位体积天然土的质量
相对密度：土粒质量与同体积的4℃时纯
水的质量之比
含水量：土中水的质量与土粒质量之比，
以百分数表示
二、换算指标：
孔隙比：孔隙比为土中孔隙何种与土粒体积之比，是评价土的密实程度的重要物理性质指标
孔隙率：土中孔隙体积与土的总体积之比，用来表示同一种土的松、密程度
饱和度：土中所含水分的体积与孔隙体积之比, 饱和度可描述土体中孔隙被水充满的程度
饱和密度：土体中隙完全被水充满时的土的密度
干密度：单位体积中土粒的质量
有效密度（浮密度）：土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差
三、指标之间的换算
在土的物理性质指标中，天然密度，相对密度，含水量三个指标是通过试验测定的，其他相应各项指标可以利用土
中三相的关系换算推导得到换算公式。
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