根据饱和度可将砂土分为三种湿润状态：Sr≤50%为稍湿；50%＜Sr≤80%为很湿；Sr＞80%为饱和。......
2023-08-28
砂土的物理状态的指标
【摘要】：击数越大，土层越密实，根据《规范》规定可由表5.2-2判定土层中原位砂土的密实状态。图5.2-4 黏性土的稠度状态及界限含水量界限含水量 土体液态和可塑态的界限含水量称为液限或流限，以wL表示。土体的可塑态与半固态的界限含水量称为塑限，以wP表示。由图5.2-4可见，塑性指数表示土体的可塑状态的范围大小，塑性指数越大，土的可塑性范围越广，土中的结合水越多，土与水之间的作用越强烈。
1.砂土的密实状态
砂土的松密状态由土体中孔隙体积决定，因此孔隙比是确定土体的密实状态的简便指标，对于同一土体孔隙比越大则土体中的孔隙体积越多，土体越松。但根据孔隙比评定土体的密实度没有考虑级配的影响，级配不同的土体，e值相同，它们变密的趋势却不相同。因此常用相对密实度Dr判定砂土的密实度，即
式中 emax、ρdmin——砂土在最疏松状态的孔隙比和干密度，即最大孔隙比及最小干密度；
emin、ρdmax——砂土在最密实状态的孔隙比和干密度，即最小孔隙比及最大干密度；
e、ρd——砂土在天然状态的孔隙比和干密度。
显然，当Dr=1时，e=emin，土体处于最密实状态；当Dr=0时，e=emax，土体处于最疏松状态。根据相对密实度，砂土的松密状态可按下列标准确定
Dr＜0.33时 疏松
Dr=（0.33～0.67）时 中密
Dr＞0.67时 密实
用相对密实度表示砂土密实状态，可综合反映土粒级配、形状和结构等因素的影响，但由于天然孔隙比不易确定，实验室确定emax和emin时人为误差也较大，故工程部门常采用现场标准贯入试验（SPT）所获得的标准贯入锤击数N63.5来判定砂土的密实度。击数越大，土层越密实，根据《规范》规定可由表5.2-2判定土层中原位砂土的密实状态。
2.黏性土的稠度状态
（1）黏性土的稠度状态 黏性土随着含水量的变化，可具有不同的状态。当含水量很大时，土粒被自由水隔开，土可呈现液体状态的泥浆；随着含水量的减少，多数土粒间存在弱结合水，土粒在外力作用下相互错动而颗粒间的结构联结并不丧失，变成可塑的土膏；含水量再减少，弱结合水膜变薄，黏滞性增大，土呈半固态；若土中主要含强结合水时，结构联结强，土则处于固态。土体的这种软硬状态即稠度状态，如图5.2-4所示。将土体从一种状态过渡到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。
黏性土处于可塑状态时，土具有可塑性，是区别黏性土与无黏性土的重要特征之一。可塑性是土体在外力作用下形状可以发生变化而不产生裂缝，外力移去后形状仍能保持不变的特性。
表5.2-2 砂土的密实度
注：当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时，可根据当地经验确定。
图5.2-4 黏性土的稠度状态及界限含水量
（2）界限含水量 土体液态和可塑态的界限含水量称为液限或流限，以wL表示。土体的可塑态与半固态的界限含水量称为塑限，以wP表示。液限和塑限的测定方法均可采用液、塑限联合测定仪测定。
（3）塑性指数与液性指数
1）塑性指数。土体液限和塑限的差值称为塑性指数，以IP表示
IP=wL-wP （5.2-18）
塑性指数常以百分率的绝对值表示。由图5.2-4可见，塑性指数表示土体的可塑状态的范围大小，塑性指数越大，土的可塑性范围越广，土中的结合水越多，土与水之间的作用越强烈。因此，塑性指数大小与黏粒含量多少有关，黏粒含量越高，IP越大，故塑性指数是能综合反映土的矿物成分和颗粒大小影响的重要指标，被广泛用于细粒土的分类定名。
2）液性指数。它是判别黏性土软硬程度，即稠度状态的指标，也称稠度，以IL表示
式中 w——天然含水量。
按表5.2-3的标准可判别天然土的软硬程度。
表5.2-3 黏性土的状态
【例5.2-5】 某饱和砂层天然密度为2.04g/cm3，相对密度Gs=2.68，试验测得该砂最松状态时装满1000cm3容器需干砂1550g，最紧状态需干砂1750g，其相对密实度Dr和松密状态与下列哪项最符合？
（A）0.575，密实 （B）0.575，中密 （C）0.675，密实 （D）0.675，中密
答案：（B）
解答：设Vs=1，Vv=e，V=1+e，ms=Gsρw=2.68g
由式（5.2-10）：
，即
，得到e=0.615
由式（5.2-15）：
由试验
，
，代入式（5.2-17），得
Dr=（0.33～0.67），属于中密状态。
【例5.2-6】 已知饱和黏性土的塑性指数IP=25%，液限wL=55%，液性指数IL=1.5，含水量（%）及稠度状态与下列哪项最吻合？
（A）67.5，流态 （B）67.5，可塑 （C）67.5，流塑 （D）67.5，软塑
答案：（C）
解答：由IP=wL-wP，25%=55%-wP，得到wP=30%。
由
，
，得到w=67.5%。
IL＞1，处于流塑状态。
【例5.2-7】 从甲、乙两地黏性土层中各取出土样进行界限含水量试验，两土样液、塑限相同：wL=40%，wP=25%。但甲地天然含水量w=45%，而乙地天然含水量w=20%，甲、乙两地的液性指数IL结果及判断与下列哪项最符合？
（A）1.33，-0.33，乙地作为地基更佳 （B）1.33，-0.33，甲地作为地基更佳
（C）-0.33，1.33，乙地作为地基更佳 （D）-0.33，1.33，甲地作为地基更佳
答案：（A）
解答：甲地：
，IL＞1，流塑状态。
乙地：
，IL≤0，坚硬状态。
显然，乙地作为地基更佳。
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