公路土工试验规程宣贯释义精.ppt

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1、公路土工试验规程宣贯释公路土工试验规程宣贯释义义1 1第1页，本讲稿共91页联系：联系：联 系 人：王 园 博士联系地址：北京市海淀区西土城路8号 交通部公路科学研究院邮政编码：100088电 话：010-62078519传 真：010-62079556电子信箱： 或 2 2第2页，本讲稿共91页宣贯理解材料宣贯理解材料公路土工试验规程（JTG E402007）公路土工试验规程释义手册3 3第3页，本讲稿共91页讲解形式讲解形式 结合释义手册，讲解试验规程的修订内容，以及在理解和应用中应注意的问题。4 4第4页，本讲稿共91页修订的主要内容：修订的主要内容：修订的主要内容：修订的主要内容：1

2、1、增加了、增加了 “术语、符号术语、符号”一章。对各章内容及条文说明进行了局部修改和有效性确认。一章。对各章内容及条文说明进行了局部修改和有效性确认。2 2、土的工程分类中，对塑性图进行了部分调整。、土的工程分类中，对塑性图进行了部分调整。3 3、将、将“含水量含水量”名称修改为名称修改为“含水率含水率”。删除了。删除了“碳化钙气压法碳化钙气压法”。4 4、比重试验增加了浮力法。、比重试验增加了浮力法。5 5、颗粒分析试验增加了对密度计法的、颗粒分析试验增加了对密度计法的“刻度及弯液面的校正刻度及弯液面的校正”依据标准。依据标准。6 6、界限含水率试验增加了、界限含水率试验增加了76g76g

3、锥入土锥入土17mm17mm的液限试验方法和液限碟式仪试验方法。的液限试验方法和液限碟式仪试验方法。7 7、渗透试验修订了变水头渗透试验方法。、渗透试验修订了变水头渗透试验方法。8 8、规定了击实试验的土类和击实筒的匹配以及击实功能等。、规定了击实试验的土类和击实筒的匹配以及击实功能等。9 9、增加了标准吸湿含水率试验方法。、增加了标准吸湿含水率试验方法。1010、黄土湿陷试验方法中增加了自重湿陷系数试验、溶滤变形系数试验和湿陷起始压、黄土湿陷试验方法中增加了自重湿陷系数试验、溶滤变形系数试验和湿陷起始压 力试验。同时还明确了黄土指标试验的力试验。同时还明确了黄土指标试验的“单线法单线法”和和

4、“双线法双线法”的试验操作步骤。的试验操作步骤。1111、增加了冻土密度试验、冻结温度试验、冻土导热系数试验、未冻含水率试验、冻、增加了冻土密度试验、冻结温度试验、冻土导热系数试验、未冻含水率试验、冻 胀率试验和冻土融化压缩试验的冻土类试验方法。胀率试验和冻土融化压缩试验的冻土类试验方法。1212、增加了湿化试验方法。、增加了湿化试验方法。1313、在土的直接剪切试验中增加了排水反复直接剪切试验方法。、在土的直接剪切试验中增加了排水反复直接剪切试验方法。1414、在细粒土三轴压缩试验的固结不排水试验中，增加了固结后的土样几何尺寸计算、在细粒土三轴压缩试验的固结不排水试验中，增加了固结后的土样几

5、何尺寸计算 方法；增加了方法；增加了“一个试样多级加荷三轴压缩试验。一个试样多级加荷三轴压缩试验。”1515、增加了粗粒土直接剪切试验方法。、增加了粗粒土直接剪切试验方法。5 5第5页，本讲稿共91页1 总则总则规程规程P1P1手册手册P1P1P3 P3 目录目录P5P5规程规程总体包含：总体包含：3131个大类个大类 总则和术语、符号总则和术语、符号 土的分类标准土的分类标准 8787个试验方法个试验方法手册手册中的中的附录附录C C和和附录附录D D在数据整理时不可缺少在数据整理时不可缺少 几乎含盖了目前土工试验的所有内容。内容。6 6第6页，本讲稿共91页应当注意的是应当注意的是：手册手

6、册P21.1.对于粗粒土和巨粒土必须进行颗粒分析试验。提供对于粗粒土和巨粒土必须进行颗粒分析试验。提供土样的颗粒级配粒组数据和级配特征曲线。土样的颗粒级配粒组数据和级配特征曲线。2.2.对于细粒土除应进行颗粒分析试验，提供土样的颗粒对于细粒土除应进行颗粒分析试验，提供土样的颗粒级配粒组数据和级配特征曲线外，还应进行界限含水率级配粒组数据和级配特征曲线外，还应进行界限含水率试验，提供土样的液限、塑限和塑性指数等。试验，提供土样的液限、塑限和塑性指数等。3.3.对于特殊土还应提供描述特殊土基本特征的试验测试指对于特殊土还应提供描述特殊土基本特征的试验测试指标。标。这是可重复再现土工试验结果的基本条

7、件，也是科学实这是可重复再现土工试验结果的基本条件，也是科学实验的基本要求。验的基本要求。7 7第7页，本讲稿共91页规程规程在修订中的参考文献：在修订中的参考文献：见手册P538546 在“文献”列表中可以查到各种与本规程有关的国家和行业标准以及著作等。便于同行对相关文献的了解和研读。8 8第8页，本讲稿共91页2 术语、符号术语、符号规程规程P2P25 5手册手册P4P41313 解释术语解释术语2121个。个。本章本章“术语术语”为新增加内容，为新增加内容，“符号符号”增列了新内容。增列了新内容。9 9第9页，本讲稿共91页应注意的几个名词应注意的几个名词应注意的几个名词应注意的几个名词

8、（1 1）土粒比重。）土粒比重。手册手册P5 P5 目前定义目前定义相对密度相对密度 （2 2）渗透系数。）渗透系数。手册手册P7 P7 断面平均渗透系数断面平均渗透系数（3 3）固结与压缩。）固结与压缩。手册手册P6P6 含义不同，侧限条件相同含义不同，侧限条件相同。饱和饱和非饱和非饱和（4 4）直剪与三轴。）直剪与三轴。手册手册P7P7 快剪、固结快剪、慢剪快剪、固结快剪、慢剪库仑强度理论库仑强度理论 不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪摩尔库仑强度理论摩尔库仑强度理论 总应力强度指标、有效应力强度指标总应力强度指标、有效应力强度指标（5 5）砂

9、的相对密度）砂的相对密度 与与 压实度、目前定义相对密度压实度、目前定义相对密度1010第10页，本讲稿共91页3 土的工程分类土的工程分类(1)粗粒与细粒的分界粒径 规程P6P6，P16P16 原0.074mm，现0.075mm(2)粉粒与黏粒的分界粒径 手册P15P15-P16P16 国标0.005mm，交通0.002mm(3)塑性图 规程P12，手册P24 原Ip=610，现Ip=47 推论抗剪强度为零 与碟式仪等效 注意：注意：IpIp小于小于1010，液限小于，液限小于15%15%区域数据不区域数据不 可用。原因是该范围液限值不准。可用。原因是该范围液限值不准。1111第11页，本讲

10、稿共91页(4)特殊土分类 国标删除该内容 分类准则：扰动土、颗粒级配、液塑限 （未考虑特殊土的特性指标）本规程：仍然列入，并增加冻土。手册还列出了各种特殊土的分类标准 P27341212第12页，本讲稿共91页4 土样采集和试样制备土样采集和试样制备规程P21-30手册P38-46新增对冻土的要求。规程P21，P22，P26 手册P38，P39，P43 注意：不同土类的饱和方法和效果。1313第13页，本讲稿共91页5 土的含水率试验土的含水率试验规程规程P31-37P31-37手册手册PP47-55PP47-55（1 1）含水率）含水率-含水量含水量 手册手册P47P47（2 2）土中水及

11、其特征）土中水及其特征 手册手册P47P47（3 3）删除：碳化钙气压法）删除：碳化钙气压法 可替代的方法：酒精燃烧法可替代的方法：酒精燃烧法 目前也有采用目前也有采用“微波炉法微波炉法”，但其加热往往不，但其加热往往不均匀，有待进一步总结经验。均匀，有待进一步总结经验。1414第14页，本讲稿共91页酒精燃烧法应特别注意安全酒精燃烧法应特别注意安全手册手册手册手册P50-51P50-51 在使用中应在使用中应在使用中应在使用中应分层次分装分层次分装分层次分装分层次分装酒精。如首先将桶装酒精分装在酒精。如首先将桶装酒精分装在酒精。如首先将桶装酒精分装在酒精。如首先将桶装酒精分装在5005005

12、005001000ml 1000ml 1000ml 1000ml 的大瓶中，使用时在将大瓶中的酒精分装在的大瓶中，使用时在将大瓶中的酒精分装在的大瓶中，使用时在将大瓶中的酒精分装在的大瓶中，使用时在将大瓶中的酒精分装在100ml 100ml 100ml 100ml 以下的小瓶以下的小瓶以下的小瓶以下的小瓶中，从小瓶中将酒精倒入土样，点燃酒精燃烧湿土。再次将酒精倒入土中，从小瓶中将酒精倒入土样，点燃酒精燃烧湿土。再次将酒精倒入土中，从小瓶中将酒精倒入土样，点燃酒精燃烧湿土。再次将酒精倒入土中，从小瓶中将酒精倒入土样，点燃酒精燃烧湿土。再次将酒精倒入土样前，必须确定土样中的火焰已经熄灭，否则将可能

13、造成严重事故。在样前，必须确定土样中的火焰已经熄灭，否则将可能造成严重事故。在样前，必须确定土样中的火焰已经熄灭，否则将可能造成严重事故。在样前，必须确定土样中的火焰已经熄灭，否则将可能造成严重事故。在野外试验确定土样中火焰熄灭的方法是将手从远处慢慢移向燃烧土样的野外试验确定土样中火焰熄灭的方法是将手从远处慢慢移向燃烧土样的野外试验确定土样中火焰熄灭的方法是将手从远处慢慢移向燃烧土样的野外试验确定土样中火焰熄灭的方法是将手从远处慢慢移向燃烧土样的坩埚上部，体会是否有高温燃烧的感觉。如果没有燃烧火焰，则手可以坩埚上部，体会是否有高温燃烧的感觉。如果没有燃烧火焰，则手可以坩埚上部，体会是否有高温燃

14、烧的感觉。如果没有燃烧火焰，则手可以坩埚上部，体会是否有高温燃烧的感觉。如果没有燃烧火焰，则手可以盖在坩埚上；如果有燃烧火焰，则手有烧灼感，应立刻从坩埚上部移开盖在坩埚上；如果有燃烧火焰，则手有烧灼感，应立刻从坩埚上部移开盖在坩埚上；如果有燃烧火焰，则手有烧灼感，应立刻从坩埚上部移开盖在坩埚上；如果有燃烧火焰，则手有烧灼感，应立刻从坩埚上部移开手，反复测试，直至火焰确定燃灭。应当引起注意的是，白天燃烧酒精，手，反复测试，直至火焰确定燃灭。应当引起注意的是，白天燃烧酒精，手，反复测试，直至火焰确定燃灭。应当引起注意的是，白天燃烧酒精，手，反复测试，直至火焰确定燃灭。应当引起注意的是，白天燃烧酒精

15、，当燃烧的火焰较小时，人的肉眼很难观察到，此时应特别注意安全。在当燃烧的火焰较小时，人的肉眼很难观察到，此时应特别注意安全。在当燃烧的火焰较小时，人的肉眼很难观察到，此时应特别注意安全。在当燃烧的火焰较小时，人的肉眼很难观察到，此时应特别注意安全。在现场使用酒精燃烧法时，应做好试验操作现场使用酒精燃烧法时，应做好试验操作现场使用酒精燃烧法时，应做好试验操作现场使用酒精燃烧法时，应做好试验操作安全预案安全预案安全预案安全预案。1515第15页，本讲稿共91页采用烘干法应注意的问题采用烘干法应注意的问题手册手册手册手册P55P551 1 1 1）烘土期间烘箱不应频繁开启，以免影响箱内温度；）烘土期

16、间烘箱不应频繁开启，以免影响箱内温度；）烘土期间烘箱不应频繁开启，以免影响箱内温度；）烘土期间烘箱不应频繁开启，以免影响箱内温度；2 2 2 2）水分较多的土，不应与接近烘干的土在一个箱内混烘；）水分较多的土，不应与接近烘干的土在一个箱内混烘；）水分较多的土，不应与接近烘干的土在一个箱内混烘；）水分较多的土，不应与接近烘干的土在一个箱内混烘；3 3 3 3）因烘箱底层离热源较近，温度较高，故试样应距底层有一定距离；）因烘箱底层离热源较近，温度较高，故试样应距底层有一定距离；）因烘箱底层离热源较近，温度较高，故试样应距底层有一定距离；）因烘箱底层离热源较近，温度较高，故试样应距底层有一定距离；4

17、 4 4 4）将称量盒校正恒重后，筒化了试验过程中反复测量称量盒）将称量盒校正恒重后，筒化了试验过程中反复测量称量盒）将称量盒校正恒重后，筒化了试验过程中反复测量称量盒）将称量盒校正恒重后，筒化了试验过程中反复测量称量盒质量的手续。但使用一定时间后，称量盒的质量常有变化，质量的手续。但使用一定时间后，称量盒的质量常有变化，质量的手续。但使用一定时间后，称量盒的质量常有变化，质量的手续。但使用一定时间后，称量盒的质量常有变化，因此一般半年需要校正一次，以保正试验精度。因此一般半年需要校正一次，以保正试验精度。因此一般半年需要校正一次，以保正试验精度。因此一般半年需要校正一次，以保正试验精度。16

18、16第16页，本讲稿共91页6 土的密度试验土的密度试验规程P38-55手册P56-76 湿密度、干密度、饱和密度、浮密度 孔隙率、孔隙比、饱和度 土粒的密度、水的密度手册手册P536P536 三大试验指标：比重、密度、含水率关系：饱和密度湿密度干密度浮密度定义：手册P56-581717第17页，本讲稿共91页7 土的比重试验土的比重试验规程规程P56-66P56-66手册手册P77-87P77-87新增：浮力法试验新增：浮力法试验 基础：高精度、大称量、低感量天平技术的发展。基础：高精度、大称量、低感量天平技术的发展。各法适用范围：各法适用范围：比重瓶法比重瓶法小于小于5mm5mm 浮力法浮

19、力法大于大于5mm5mm 浮称法浮称法大于或等于大于或等于5mm5mm 虹吸筒法虹吸筒法粒径大于或等于粒径大于或等于5mm5mm的土，且其中粒径大于的土，且其中粒径大于 等于等于20mm20mm土的含量大于、等于总土质量的土的含量大于、等于总土质量的10%10%。1818第18页，本讲稿共91页需要补充说明的是需要补充说明的是需要补充说明的是需要补充说明的是 手册手册手册手册P87P87 比重瓶法仅能用作细粒土（小于比重瓶法仅能用作细粒土（小于比重瓶法仅能用作细粒土（小于比重瓶法仅能用作细粒土（小于 5 mm5 mm）的比重测定，但天然土）的比重测定，但天然土）的比重测定，但天然土）的比重测定

20、，但天然土常为粗、细颗粒混合而成，尤其是在路堤填料中经常遇到。因此常为粗、细颗粒混合而成，尤其是在路堤填料中经常遇到。因此常为粗、细颗粒混合而成，尤其是在路堤填料中经常遇到。因此常为粗、细颗粒混合而成，尤其是在路堤填料中经常遇到。因此,大于大于大于大于5 5毫米的粗粒土用虹吸筒法测定土的比重。由于虹吸筒不能同时测定小于毫米的粗粒土用虹吸筒法测定土的比重。由于虹吸筒不能同时测定小于毫米的粗粒土用虹吸筒法测定土的比重。由于虹吸筒不能同时测定小于毫米的粗粒土用虹吸筒法测定土的比重。由于虹吸筒不能同时测定小于 5 5毫米颗粒的比重，这样对全粒径土体就需要采用联合测定的方法。毫米颗粒的比重，这样对全粒径

21、土体就需要采用联合测定的方法。毫米颗粒的比重，这样对全粒径土体就需要采用联合测定的方法。毫米颗粒的比重，这样对全粒径土体就需要采用联合测定的方法。即分别采用密度计法和虹吸筒法（或浮力法、浮秤法等）测定比即分别采用密度计法和虹吸筒法（或浮力法、浮秤法等）测定比即分别采用密度计法和虹吸筒法（或浮力法、浮秤法等）测定比即分别采用密度计法和虹吸筒法（或浮力法、浮秤法等）测定比重，然后再求其加权平均值。若用虹吸筒法测定全粒径土时，对重，然后再求其加权平均值。若用虹吸筒法测定全粒径土时，对重，然后再求其加权平均值。若用虹吸筒法测定全粒径土时，对重，然后再求其加权平均值。若用虹吸筒法测定全粒径土时，对于细土

22、粒易悬浮于水中而为虹吸管所吸出，同时在试验的过程中于细土粒易悬浮于水中而为虹吸管所吸出，同时在试验的过程中于细土粒易悬浮于水中而为虹吸管所吸出，同时在试验的过程中于细土粒易悬浮于水中而为虹吸管所吸出，同时在试验的过程中细粒部分易于丢失，此外细粒土过多时会影响排气。在确定采用细粒部分易于丢失，此外细粒土过多时会影响排气。在确定采用细粒部分易于丢失，此外细粒土过多时会影响排气。在确定采用细粒部分易于丢失，此外细粒土过多时会影响排气。在确定采用何种比重试验方法时，应考虑在不影响结果精度的原则下，尽量何种比重试验方法时，应考虑在不影响结果精度的原则下，尽量何种比重试验方法时，应考虑在不影响结果精度的原

23、则下，尽量何种比重试验方法时，应考虑在不影响结果精度的原则下，尽量一次测定。因此，当大于一次测定。因此，当大于一次测定。因此，当大于一次测定。因此，当大于5 5毫米土粒不多时可以直接用比重瓶法试毫米土粒不多时可以直接用比重瓶法试毫米土粒不多时可以直接用比重瓶法试毫米土粒不多时可以直接用比重瓶法试验。验。验。验。平行误差与试样的数量问题。平行误差与试样的数量问题。平行误差与试样的数量问题。平行误差与试样的数量问题。1919第19页，本讲稿共91页8 颗粒分析试验颗粒分析试验规程P67-84手册P88-1111）筛分法 粒径大于粒径大于0.075mm 0.075mm 筛号与筛径关系筛号与筛径关系手

24、册手册P93P932）密度计法 粒径小于粒径小于0.075mm 0.075mm 水的密度水的密度手册手册P536P5363）移液管法 粒径小于粒径小于0.075mm0.075mm2020第20页，本讲稿共91页9 界限含水率试验界限含水率试验规程P85-99手册P112-1311）液限和塑限联合测定法 增加：增加：76g76g锥入土锥入土17mm17mm液限方法。液限方法。各种液限值的经验换算。各种液限值的经验换算。手册手册P121P1212）液限蝶式仪法3）塑限滚搓法 塑性指数越大黏粒含量越多塑性指数越大黏粒含量越多手册手册P13P134）缩限试验 稠度界限图稠度界限图手册手册P13P132

25、121第21页，本讲稿共91页图2-G 土的稠度界限示意图2222第22页，本讲稿共91页图2-H 土的塑性指数与粘粒含量关系2323第23页，本讲稿共91页10 土的收缩试验土的收缩试验规程P100-104手册P132-136试验指标：体缩率、线缩率、缩限 该试验无修订内容2424第24页，本讲稿共91页11 土的天然稠度试验土的天然稠度试验规程P105-108手册P137-140修订：公式（T 0122-3）和的计算公式原公式错误。2525第25页，本讲稿共91页12 砂的相对密度试验砂的相对密度试验规程P109-114手册P141-149无修订内容砂的相对密度评价 手册P146-1492

26、626第26页，本讲稿共91页13 土的湿化试验土的湿化试验规程规程P115-117P115-117手册手册P150-152P150-152 该试验为新增试验内容该试验为新增试验内容该试验为新增试验内容该试验为新增试验内容 土的湿化是指粘性土体在水中发生崩解或强度减弱的现象，属于土体膨胀的另土的湿化是指粘性土体在水中发生崩解或强度减弱的现象，属于土体膨胀的另土的湿化是指粘性土体在水中发生崩解或强度减弱的现象，属于土体膨胀的另土的湿化是指粘性土体在水中发生崩解或强度减弱的现象，属于土体膨胀的另一种形态。土在膨胀过程中，使相邻土粒的距离超过土粒间的引力作用范围时，一种形态。土在膨胀过程中，使相邻土

27、粒的距离超过土粒间的引力作用范围时，一种形态。土在膨胀过程中，使相邻土粒的距离超过土粒间的引力作用范围时，一种形态。土在膨胀过程中，使相邻土粒的距离超过土粒间的引力作用范围时，或使粒间结构连接受到破坏时，都会使土体发生崩解现象。土在水中崩解的难易，或使粒间结构连接受到破坏时，都会使土体发生崩解现象。土在水中崩解的难易，或使粒间结构连接受到破坏时，都会使土体发生崩解现象。土在水中崩解的难易，或使粒间结构连接受到破坏时，都会使土体发生崩解现象。土在水中崩解的难易，表明了土对水的稳定程度。研究土的湿化性具有重要的实际意义，例如路堑边坡、表明了土对水的稳定程度。研究土的湿化性具有重要的实际意义，例如路

28、堑边坡、表明了土对水的稳定程度。研究土的湿化性具有重要的实际意义，例如路堑边坡、表明了土对水的稳定程度。研究土的湿化性具有重要的实际意义，例如路堑边坡、路堤河岸，当受水体浸湿时，就有可能湿化而失稳，发生崩解现象。在路堤的设路堤河岸，当受水体浸湿时，就有可能湿化而失稳，发生崩解现象。在路堤的设路堤河岸，当受水体浸湿时，就有可能湿化而失稳，发生崩解现象。在路堤的设路堤河岸，当受水体浸湿时，就有可能湿化而失稳，发生崩解现象。在路堤的设计与施工中，也需要了解土料湿化崩解的速度，作为取舍料场的依据。土湿化性计与施工中，也需要了解土料湿化崩解的速度，作为取舍料场的依据。土湿化性计与施工中，也需要了解土料湿

29、化崩解的速度，作为取舍料场的依据。土湿化性计与施工中，也需要了解土料湿化崩解的速度，作为取舍料场的依据。土湿化性质的指标有崩解量和崩解速度。质的指标有崩解量和崩解速度。质的指标有崩解量和崩解速度。质的指标有崩解量和崩解速度。2727第27页，本讲稿共91页14 土中毛细管水上升高度试验土中毛细管水上升高度试验规范P118-122手册P153-163该试验无修订内容评价土的毛细性的指标：1）毛细管水上升高度手册手册P160P160 2）毛细管水上升速度手册手册P161P1612828第28页，本讲稿共91页15 渗透试验渗透试验规程规程P123-131P123-131手册手册P164-182P1

30、64-182“变水头渗透试验变水头渗透试验”为新修订内容为新修订内容1 1）常水头渗透试验）常水头渗透试验 适用于渗透系数大于适用于渗透系数大于10-E4 cm/s10-E4 cm/s的土的土2 2）变水头渗透试验）变水头渗透试验原内容有误原内容有误 适用于渗透系数为适用于渗透系数为10-E4 10-E4 10-E7 cm/s10-E7 cm/s的土的土 标准渗透系数换算：标准渗透系数换算：土的动力黏滞系数表土的动力黏滞系数表 手册手册P526P5262929第29页，本讲稿共91页1）土的渗透规律）土的渗透规律达西定律达西定律 水流在中砂流动呈层流状态时，有下式 V=ki q=kiA 断面平

31、均流量断面平均流量 手册手册P172 P172 黏性土的渗透规律：v=k(i-i0 0)n 手册手册P174P174 iao if0 if io极限渗透稳定渗透初始渗透渗透流速v3030第30页，本讲稿共91页达西定律的适用范围达西定律的适用范围 由于达西定律只适用于层流的情况，故一般只适用于中砂、细砂、粉砂等。对粗砂、砾石、卵石等粗颗粒土就不适用，因为此时水的渗透流速较大，已不是层流而是紊流。3131第31页，本讲稿共91页常见土的渗透系数常见土的渗透系数 手册手册P175P175土的类别渗透系数渗透系数cm/sm/d粘土粉质粘土粉土黄土粉砂细砂中砂粗砂圆砾卵石610-6610-6110-4

32、110-4610-4310-4610-4610-4110-3110-3610-3610-3210-2210-2610-2610-2110-1110-1610-10.0050.0050.10.10.50.250.50.51.01.05.05.020.020.050.050.0100.0100.0500.03232第32页，本讲稿共91页影响渗透系数的因素影响渗透系数的因素手册手册手册手册P175-177P175-177）土粒的大小和级配土粒的大小和级配 ）土的孔隙比）土的孔隙比 ）水的动力粘滞系数）水的动力粘滞系数 ）土中封闭气体含量）土中封闭气体含量 ）土的结构构造的影响）土的结构构造的影响

33、）结合水膜厚度的影响）结合水膜厚度的影响 手册手册P175-177P175-1773333第33页，本讲稿共91页关于起始渗透坡降关于起始渗透坡降 在粘土中，土颗粒周围存在着结在粘土中，土颗粒周围存在着结合水，结合水因受到分子引力作用合水，结合水因受到分子引力作用而呈现粘滞性。因此，粘土中自由而呈现粘滞性。因此，粘土中自由水的渗流受到结合水的粘滞作用水的渗流受到结合水的粘滞作用(类似毛细水类似毛细水)产生很大阻力，只有产生很大阻力，只有克服结合水的粘滞阻力后才能开始克服结合水的粘滞阻力后才能开始渗流。我们把克服此粘滞阻力所需渗流。我们把克服此粘滞阻力所需的水头梯度，称为粘土的起始水头的水头梯度

34、，称为粘土的起始水头梯度。这样，在粘土中应按下述修梯度。这样，在粘土中应按下述修正后的达西定律计算渗流速度：正后的达西定律计算渗流速度：v=k(i-iv=k(i-i0 0)图2-B 土中毛细水示意图3434第34页，本讲稿共91页成层土的渗透系数成层土的渗透系数）水平渗透系数 手册手册P177-178P177-178决定于透水性最大那层土的渗透系数）垂直渗透系数 手册手册P178P178决定于透水性最小那层土的渗透系数3535第35页，本讲稿共91页渗透力渗透力手册手册手册手册P178P178定义：将渗透水流施于单位土体内土粒上的拖曳力称为渗透力。渗透力具有三种特征：(1)渗透力是一种体积力，

35、量纲为kN/m3；(2)渗透力与水力坡降成正比 J=w i；(3)渗透力方向与渗流方向一致。3636第36页，本讲稿共91页渗透变形渗透变形手册手册P178-181P178-1811）流土 手册手册P179-180P179-180 定义：定义：临界水利坡降：临界水利坡降：手册手册P180P180 流土可能性判别：流土可能性判别：手册手册P180P1802）管涌 手册手册P180-181P180-181 定义：定义：稳定型管涌与非稳定型管涌稳定型管涌与非稳定型管涌 临界水利坡降临界水利坡降:(:(很难推导出定式，多为经验很难推导出定式，多为经验)手册手册P181P181 管涌可能性判别：管涌可能

36、性判别：手册手册P181P1813737第37页，本讲稿共91页应当引起注意的是应当引起注意的是通常给出的渗透速度是一种假想的平均流速，因为它假定水在土中的渗透是通过整个土体截面来进行的。而实际上，渗透水流仅仅通过土体中的孔隙流动。因此，水在土体孔隙中的实际平均流速要比通常所求得的数值大得多，他们之间的关系近似为（）3838第38页，本讲稿共91页土按渗透系数分土按渗透系数分类 表表15-C类别强透水透水透水透水弱透水弱透水微透水微透水不透水不透水值(cm/s)(cm/s)1.161.1610104 41.161.161010-4-41.161.161010-5-51.161.161010-5

37、-51.161.161010-7-71.161.161010-7-71.161.161010-8-81.161.161010-8-8值（m/dm/d）101010101 11 10.010.010.010.010.0010.0010.0010.001手册手册1821823939第39页，本讲稿共91页16 土的击实试验土的击实试验规程P132-138手册P183-191修订内容：1)增加：大粒径试样与试筒的匹配 2)取消：“重复使用土”的试验内容思考：土体为什么在大于或小于最佳含水率时进行击实都不能达到最大干密度？4040第40页，本讲稿共91页修订增加内容修订增加内容修订增加内容修订增加内容

38、n n 当土中最大颗粒粒径大于或等于当土中最大颗粒粒径大于或等于40 mm40 mm，并且，并且大于或等于大于或等于 40 mm 40 mm 颗粒粒径的质量含量大于颗粒粒径的质量含量大于5%5%时，时，则应使用大尺寸试筒进行击实试验，或按则应使用大尺寸试筒进行击实试验，或按5.45.4条进条进行最大干密度校正。大尺寸试筒要求其最小尺寸行最大干密度校正。大尺寸试筒要求其最小尺寸大于土样中最大颗粒粒径的大于土样中最大颗粒粒径的 5 5 倍以上，并且击实倍以上，并且击实试验的分层厚度应大于土样中最大颗粒粒径的试验的分层厚度应大于土样中最大颗粒粒径的 3 3 倍以上。单位体积击实功能控制在倍以上。单位

39、体积击实功能控制在2677.22677.22687.0 2687.0 kJ/m3kJ/m3范围内。范围内。n n 当细粒土中的粗粒土总含量大于当细粒土中的粗粒土总含量大于40%40%或粒径大于或粒径大于 0.005 mm0.005 mm颗粒的含量大于总土重的颗粒的含量大于总土重的 70%70%（即（即3030 0.005 mm0.005 mm）时，还应做粗粒土最大干密度试验，其）时，还应做粗粒土最大干密度试验，其结果与重型击实试验比较，最大干密度取两种试验结果与重型击实试验比较，最大干密度取两种试验结果的最大值。结果的最大值。4141第41页，本讲稿共91页有关问题的讨论（争论的问题）有关问题

40、的讨论（争论的问题）轻型击实与重型击实）规范击实标准（最大干密度）与规范压实度4242第42页，本讲稿共91页击实特征规律与最佳压实方式击实特征规律与最佳压实方式）黏性土的压实规律）黏性土的压实规律单峰型曲线静力压实单峰型曲线静力压实若：动压气体压缩并溶解水中若：动压气体压缩并溶解水中）无黏性土的压实规律）无黏性土的压实规律双峰型曲线动力压实双峰型曲线动力压实若：静压能量小效率低若：静压能量小效率低粉土：具有无黏性土的压实特征粉土：具有无黏性土的压实特征当黏粒含量当黏粒含量151540%40%性质可改变性质可改变4343第43页，本讲稿共91页影响土压实特性的因素影响土压实特性的因素）土类和级

41、配(静与动考虑不同)未考虑）含水率（土类不同最佳值的初判不同）部分考虑）压实功能 (原理与设备考虑不同)考虑4444第44页，本讲稿共91页17 土的承载比土的承载比(CBR)试验试验规程P139-147手册P192-201未进行修订 文字错误：规程P147手册P194545第45页，本讲稿共91页18 土的回弹模量试验土的回弹模量试验规程P148-155手册P202-209未进行修订个别公式有误进行了修正4646第46页，本讲稿共91页19 土固结试验土固结试验规程P156-171手册P210-229未进行修订个别公式有误进行了修正4747第47页，本讲稿共91页20 土的标准吸湿含水率试验

42、土的标准吸湿含水率试验规程P172-175手册P230-232新增加内容系中交第二公路勘察设计研究院20022004年交通部西部交通建设科技项目“膨胀土地区公路勘察设计技术研究”成果。4848第48页，本讲稿共91页试验方法试验方法）干燥缸法）恒温恒湿箱法建议：采用干燥缸试验方法该试验主要针对“膨胀土”4949第49页，本讲稿共91页21 黄土湿陷试验黄土湿陷试验规程P176-193手册P233-258 修订和新增加内容单线法双线法1)相对下沉系数试验 修订2)自重湿陷系数试验 增加3)溶滤变形系数试验 增加4)湿陷起始压力试验 增加5050第50页，本讲稿共91页单线法与双线法单线法与双线法

43、内容内容单线法单线法双线法双线法试样（个）试样（个）加压加压分别在个试样分别在个试样上加压到各级规上加压到各级规定压力并达各级定压力并达各级变形稳定变形稳定一个试样分一个试样分级加压并各级级加压并各级变形稳定，至变形稳定，至最后一级压力最后一级压力另一个试样施加第另一个试样施加第一级压力达变形稳一级压力达变形稳定定浸水浸水浸水，至变形稳浸水，至变形稳定定浸水，至变形浸水，至变形稳定稳定浸水，至变形稳定浸水，至变形稳定加压加压在浸水状态下，施在浸水状态下，施加第二级及其后各加第二级及其后各级规定压力，并分级规定压力，并分别至各级变形稳定别至各级变形稳定各级规定压力各级规定压力将总压力分级（如：将

44、总压力分级（如：50,100,150,200,400KPa）5151第51页，本讲稿共91页黄土分类黄土分类）按湿陷性分类 手册P238-239）按黄土的物理和化学变化分类 手册P2585252第52页，本讲稿共91页22 土的直接剪切试验土的直接剪切试验规程P149-222手册P259-291增加：排水反复直接剪切试验试验数据整理：库仑强度理论手册手册P259P2595353第53页，本讲稿共91页应力应变曲线与试验结束标准应力应变曲线与试验结束标准应力应变软化型曲线：取峰值强度应力应变软化型曲线：取峰值强度,点点应力应变硬化型曲线：取稳定值强度应力应变硬化型曲线：取稳定值强度,点点应力应变

45、曲线无峰值或稳定值：取最大位移为试样直径的应力应变曲线无峰值或稳定值：取最大位移为试样直径的1/151/151/10,1/10,点点图22-B 剪应力与剪切位移关系曲线5454第54页，本讲稿共91页直接剪切试验直接剪切试验与试验两阶段土样中水及其压力与试验两阶段土样中水及其压力直剪试验直剪试验直剪试验直剪试验固结阶段固结阶段固结阶段固结阶段剪切阶段剪切阶段剪切阶段剪切阶段慢剪慢剪慢剪慢剪排水稳定排水稳定孔隙水压力为零孔隙水压力为零排水排水孔隙水压力为零孔隙水压力为零固结快剪固结快剪固结快剪固结快剪排水稳定排水稳定孔隙水压力为零孔隙水压力为零不排水不排水孔隙水压力不为零孔隙水压力不为零快剪快剪

46、快剪快剪不排水不排水孔隙水压力不为零孔隙水压力不为零不排水不排水孔隙水压力不为零孔隙水压力不为零5555第55页，本讲稿共91页直剪试验的缺点直剪试验的缺点）不能有效控制排水条件；）剪切面人为规定；）剪切过程中土样内部的垂直应力分布不均匀；手册手册P291P291）剪切面积随剪切位移的增加而减少；）不能量测试样中的孔隙水压力5656第56页，本讲稿共91页直剪仪的类型直剪仪的类型）应力控制式应力控制剪切不能测出残余剪切强度）应变控制试应变控制剪切可以测出残余剪切强度5757第57页，本讲稿共91页直剪试验的相关问题直剪试验的相关问题）试验中的垂直压力 应优先考虑先期固结压力应优先考虑先期固结压

47、力）试样的固结稳定标准 垂直变形每小时不大于垂直变形每小时不大于0.005mm0.005mm。）剪切速率快剪应在快剪应在3 35 min5 min内剪损，而慢剪可能需要在内剪损，而慢剪可能需要在3 35 h5 h剪损剪损）适用土类渗透系数大于渗透系数大于10-E6 cm/s10-E6 cm/s的土不适宜的土不适宜5858第58页，本讲稿共91页使用应变控制式直剪仪应注意的事项使用应变控制式直剪仪应注意的事项1 1作用于上下两盒上的方向相反的外力作用线要与剪切面作用于上下两盒上的方向相反的外力作用线要与剪切面上的中轴线相吻合，如外力不通过剪切面的中轴线时，须上的中轴线相吻合，如外力不通过剪切面的

48、中轴线时，须设法保证上下盒沿水平方向移动，不发生转动。设法保证上下盒沿水平方向移动，不发生转动。2 2下盒下面两滑槽的刚球个数及直径应相等，并须均匀分布。下盒下面两滑槽的刚球个数及直径应相等，并须均匀分布。3 3所有滑动部分必须加润滑剂。所有滑动部分必须加润滑剂。4 4下盒前后滑动应均匀平稳，不应发生扭动现象。下盒前后滑动应均匀平稳，不应发生扭动现象。5959第59页，本讲稿共91页23 土的三轴压缩试验土的三轴压缩试验规程规程P223-270P223-270手册手册P292-349P292-349增加：增加：）在固结不排水试验中，增加了固结后的土样）在固结不排水试验中，增加了固结后的土样几何

49、尺寸计算方法；几何尺寸计算方法；）一个试样多级加荷三轴压缩试验。）一个试样多级加荷三轴压缩试验。试验数据整理：摩尔试验数据整理：摩尔库仑强度理论库仑强度理论手册手册P293P2936060第60页，本讲稿共91页三轴压缩试验三轴压缩试验与试验两阶段土样中水及其压力与试验两阶段土样中水及其压力直剪试验直剪试验直剪试验直剪试验固结阶段固结阶段固结阶段固结阶段剪切阶段剪切阶段剪切阶段剪切阶段固结固结固结固结排水剪排水剪排水剪排水剪排水稳定排水稳定孔隙水压力为零孔隙水压力为零排水排水孔隙水压力为零孔隙水压力为零固结固结固结固结不排水剪不排水剪不排水剪不排水剪排水稳定排水稳定孔隙水压力为零孔隙水压力为零

50、不排水不排水孔隙水压力不为零孔隙水压力不为零不固结不固结不固结不固结不排水剪不排水剪不排水剪不排水剪不排水不排水孔隙水压力不为零孔隙水压力不为零不排水不排水孔隙水压力不为零孔隙水压力不为零6161第61页，本讲稿共91页三轴仪的类型三轴仪的类型）应力控制式应力控制垂直压缩不能测出残余抗剪强度指标）应变控制试应变控制垂直压缩可以测出残余抗剪强度指标6262第62页，本讲稿共91页三轴压缩仪的优点三轴压缩仪的优点（1）能够严格控制试样排水条件；（2）试样所受到的应力情况为已知；（3）可以测定试样内的孔隙压力和体积变化；（4）可以测定土的静止侧压力系数和非饱和土的固结系数等。6363第63页，本讲稿