2.7 土的分类
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2.1 概述
1、物理性质指标：
三相间的比例指标（轻重、松密、干湿程度）。土为 三相体，三相间的比例对土的工程性质具有重要影响。
2、物理状态与特征
无粘性土的松密与粘性土的稠度——土粒大小是影 响土性质最主要的因素。
3、土的工程分类
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2.2 土的三相比例指标
m (g / cm3 )
V
（环刀法 ）
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ma=0 mw
m ms
质量
气 水 土粒
Va Vw Vv V Vs
体积
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2、导出指标
干密度：
d

ms V
(g / cm3 )
ma=0 mw
饱和密度：
sa t

ms
Vv w
V
(g / cm3 )
m
有效密度或浮密度： ms Vs w (g / cm3 )
某饱和土体，土粒相对密度为 ds 2.7 ， 19.5kN / m3 。 试求（1）推
导干重度的表达式；（2）计算干重度。
已知条件分析： Sr 1.0 ds 2.7 sat 19.5kN / m3 (sat 1.95 g / cm3 )
解法1： (1) 绘三相图
IL<0 IL=0 – 1
坚硬状态 可塑状态 流态
0.00 – 0.25硬塑 0.25 - 0.75 可塑 0.75 – 1.00软塑
wL 与 wp 都是采用重塑土测IL>定1，因而液性指数并不能完全反映结构
性粘土的物理状态。
3、天然稠度
取原状土样测试（联合测定），反映路基的干湿状态 。
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（1）绘制Vs＝1的三相图，计算各相质量与体积
Sr 1.0 wds e
sat
1.95
(1 w)ds 1 e
1.95
解得：
w 0.292
e 0.788
（2）计算干重度或其他指标
wds w
水
(1 w)ds w
dsw
土
d

d g
ds 1 e
g
2.7 10 15.1kN / m3 1 0.788
土的物理性质及分类
基本要求：
掌握土的三相比例指标及相互换算，各物理指标的概念 及测定方法； 熟悉土的分类原则； 了解三种特殊土的概念。
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本章内容
2.1 概述
2.2 土的三相比例指标
2.3 粘性土的物理特征
2.4 无粘土的密实度
2.5 粉土的密实度和湿度
2.6 土的胀缩性、湿陷性和冻胀性
（1）绘三相图，计算并标出各相质量及体积
设V＝1cm3
ms mw 1.95 mw ms / ds 1.0

解得：
ms 1.51 mw 0.44
标出各相质量与体积
mw 0.44
1.95
ms 1.51
水 Vw 0.44 1.0
土 Vs 0.56
（2）根据定义求指标
d
e wdsw (Sr 1.0)
分 析
sat (1 w)dsw /(1 e)
e未知
wds w
水
e
(1 w)ds w
dsw
土
1
d ds w /(1 e)
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推 e wdsw (Sr 1.0)
导
sat (1 w)dsw /(1 e)
ms
V
重度即重力密度： g
质量
★ sat d
孔隙比：
e

Vv Vs
孔隙率：n Vv 100%
V
也即
sat d
饱和度：Sr

Vw Vv
100 %
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气 水 土粒
Va Vw Vv V Vs
体积
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2.2.3 指标的换算
1、绘制的三相图
令 Vs 1
Vv eVs e
V Vs Vv 1 e
ms Vs ds w ds w
mw wms wds w
m ms mw (1 w)dsw
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2、指标间关系的推导（对照三相图）
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例题2-1
wc

wL w wL wP
烘干法测含水量，联合测 定仪法测液、塑限。
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2.3.3 粘性土的活动度、灵敏度和触变性
1、活动度
实际中可能有两种土的塑性指数很接近，但性质却有很大差 异，这主要是由于粘粒的胶体活动性不同。活动性与矿物成 分有关，例如在三种主要粘土矿物中，蒙脱石的活动性最高， 高岭石的最低。

d g

ms V
g

1.51 10 1
15.1kN / m3
e Vv Vw 0.44 0.79 Vs Vs 0.56
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解法3： Sr 1.0 ds 2.7 sat 19.5kN / m3 (sat 1.95 g / cm3 )
w 1.0g / cm3
e (ds sat ) /(sat 1)
d ds /(1 e) ds (sat 1) /(ds 1)
d d g ds ( sat w ) /(ds 1)
(2) 代入已知指标计算重度
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解法2： Sr 1.0 ds 2.7 sat 19.5kN / m3 (sat 1.95 g / cm3 )
（液塑限联合测定仪：圆锥入土深度与土样含水量的双 对数坐标，2mm及17mm对应的含水量）
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2.3.2 粘性土的物理状态指标
1、塑性指数 反映土的塑性大小的指标，用于土分类。
2、液性指数
IP wL wP
反映土的软硬程度的指标，判定土状态 。
IL

w wP wL wP
2.2.1 三相图
在研究三相物质量的比例关系时，可以假想把它们分别集中在一起。
ma=0
气
Va
m
mw
Vv
水
Vw
V
ms
土粒
Vs
质量
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体积
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2.2.2 指标的定义
1、三个基本指标（实测指标）
土粒比重：
ds

ms
Vs w1
（比重瓶法）
含水量： w mw 100 % ms
（烘干法）
密度：
ds 1 g 2.7 1 10 9.5kN / m3 1 e 1 0.788
n e 0.788 100% 44.07% 1 e 1 0.788
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e
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2.3 粘性土的物理特征
2.3.1 粘性土的可塑性与界限含水量
1、可塑性
2、界限含水量