图 1-2 土的三相图
（ 1 ）土的天然密度 或重度
单位体积土的质量（重量）。
（ kg/m3 ） （ 1-3a ）
（ kN/m3 ） （ 1-3b ）
且有关系
（ 1-4 ）
试验测定方法：环刀法等。 （ 2 ）土的含水量（率） w
土中水的质量（重量）与土粒质量（重量）之比，以百分数表示。
（ 1-5 ）
试验测定方法：烘干法
（ 3 ）土粒相对密度（土粒比重） G s
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。
（无量纲） （ 1-6 ）
试验测定方法：比重瓶煮沸法。由此还可得到
（ 1-7 ）
以下指标由基本指标导出。设土颗粒的体积为 1 ，按照各指标的定义，可得到单元土的三相简图如图 1-3 所示。
图 1-3 单元土的三相简图 （ 4 ）孔隙比 e
孔隙比为土中孔隙何种与土粒体积之比，用小数表示。
（ 1-8 ）
（ 5 ）孔隙率 n
土中孔隙体积与土的总体积之比。
（ 1-9 ）
且有
或 （ 1-10 ）
（ 6 ）饱和度 Sr
土中所含水分的体积与孔隙体积之比 , 反映了土体中孔隙被水充满的程度。
（ 1-11 ）
（ 7 ） 土的饱和容重 和浮重度（有效重度）
饱和重度为土处于饱和状态时的重度，浮重度为土浸入水中受到浮力时的重度。
（ 1-12 ）
亦可理解为：γsat=γd（干密度）+e（孔隙率）*γw（水重度）/（1+e）
（ 1-13 ）
（ 8 ）干重度
土中颗粒的重量与土体积之比。
（ 1 － 14 ）
（ 9 ）各重度之间的比较
（ 1 － 15 ）
（ 10 ）最大干容重和最优含水量
同一种土，采用同一种方法压密击实时，所能达到的最大干容重与其含水量有关，达到最大干容重时所对应的含水量称为最优含水量，显然干容重最大时，填土的密实度最高。 7 ．土的物理状态 土的物理状态主要是指：
无粘性土：密实程度，疏松或密实。粘性土：稠度，即土的软硬程度。 土的干湿软硬松密等状态。 （ 1 ）无粘性土密实程度指标 ① 孔隙比
孔隙比愈大，则土愈松散，反之越密实。
孔隙比仅适用于级配相近的土的密实度的比较，且取原状土样测定孔隙比 比较困难。 ② 相对密度 D r
（ 1 － 16 ）
其中， e 为原状土的孔隙比， 和 分别为该种土所能达到的最大、最小孔隙比。
同样，它也存在着原状土孔隙比 较难测定的问题。 ③ 标准贯入系数 N 63.5
通过现场标准贯入试验确定，适用范围较广。 （ 2 ）粘性土的状态及可塑性
即粘性土的软硬程度，或称稠度状态，如图 1-4 所示。其中：
图 1-4 粘性土的物理状态
液 态：含水量较大，颗粒之间有自由水，且粒间联结很弱。宏观上表现为粘土处于粘滞流动状态。
可塑态：颗粒之间的主要为外层间的结合水，土粒之间有一定的联结力。宏观上表现为土的形状可任意改变而不裂不断，外力解除后，土仍保持改变后的形状，这种性能称为可塑性，是粘性土区别于无粘性土的重要特征。
半固态：颗粒间的水主要是强结合水和扩散层的内层结合水，粒间联结比较牢固，土失去可塑性。
固 态：土间之水为强结合水，粒间联结非常牢固，土体积已不随含水量的减少而减少。 它有以下几个稠度界限（粘性土由一种状态变为另一状态的分界含水量）：
液限：由液性状态转变为塑性状态时的分界含水量。由锥式（碟式）液限仪法或液塑限联合测定法确定。
塑限：由塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量。由搓条法或液塑限联合测定法确定。 缩限：由半固态转变为固态的分界含水量。
（ 3 ）塑性指数
（ 1 － 17 ）
反映粘性土的可塑性的大小，综合 反映出该种土的固有特性（指颗粒组成、矿物成分、结构性等），可作为粘性土分类的指标。
（ 4 ）液性指数
（ 1 － 18 ）
由此可判断粘性土所处的物理状态：
，半固态或固态；
5 ．土（岩）的工程分类
，可塑态； ，液 态
以《建筑地基基础设计规范》（ GB5007 － 2002 ）为例，作为建筑地基的土 ( 岩 ), 可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等六类。其中，岩石按强度、完整程度等分类，粗粒土按其级配（及颗粒是否圆滑）分类，细粒土按塑性指数分类。 （ 1 ）岩石
按强度：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。 按完整程度：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。 （ 2 ）碎石土
碎石土是指粒径大于 2mm 的颗粒含量超过总质量的 50% 的土，由大到小，包括：漂石（块石）、卵石（碎石）、圆砾（角砾）砾。 （ 3 ）砂土
砂土是指粒径大于 2mm 的颗粒含量不超过总质量的 50% ，粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过总质量的 50% 的土，由大到小，包括：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。 （ 4 ）粉土
粉土是指粒径大于 0.075mm 的颗粒含量不超过总质量的 50% 且塑性指数 IP ≤ 10 的土。 （ 5 ）粘性土
粘性土是指塑性指数 的土。其中： ，粉质粘土； ， 粘土。
土的物理化学性质
种类 沙土 粉土 粉质粘土 粘土 天然含水量% 6.67-21.80 21.33-31.67 种类 砂岩、砂砾岩 砂土的密实度 密实度 密实 中密 稍密 松散 标贯击数 N>30 30>=N>15 15>=N>10 N<=10 粘性土软硬状态的划分 状态 坚硬 IL
硬塑 可塑 软塑 流塑 IL <=0 0< IL <=0.25 025< IL <=0.75 0.75< IL <=1 IL >1 比重 2.652.69 2.722.73 2.742.76 密度 2.35-2.58 ～干密度g/m3 1.57-1.76 1.47-1.68 天然孔隙比 内摩擦角 凝聚力kpa 湿容重g/m3 1.85 1.81 饱和容重g/m3 1.91 1.99 软化系数 0.5-0.68 浮容重g/m3 0.91 0.99 抗拉强度 1.0-1.5mpa 水上摩擦角 22 21 水下摩擦角 28 27 承载力特征值fak 400kpa 水上凝聚力kpa 24 24 水下凝聚力kpa 18 19 渗透系数cm/s 2.16*10-4 1.86*10-5 承载力特征值fak 120kpa 120kpa 标准贯入锤基数 10-13击/30cm 15-19击/30cm 2.7～2.71 ～～0.537-0.729 26.7-30.5 21-45 0.624-0.869 18-24.6 比重 2.68 26-51 饱和抗压强度 4-20mpa 岩石物理化学性质
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