8.1 地基土的物理性质及工程分类（课件）-高一《建筑结构》（高教版 第4版）

8 地基基本知识与建筑基础 （a）粉土 （b）砂土 （c）黄土 （d）地下独立基础 （e）梁板式筏形基础 学习目标： 1.了解土的组成成份及地基土的工程分类和各类土的特征； 2.理解土的物理性质及指标； 3.掌握地基承载力的概念; 4.掌握基础的类型，及其基本构造要求； 5.了解浅基础设计原理。 建筑物都要建造在土层（或岩石）上，建筑物荷载通过墙、柱传递给土层，会造成土层压缩下沉，为减小建筑物下沉和保证稳定，就应把墙或柱与土接触部分的断面尺寸扩大。 将结构所承受的各种作用传递 到地基上的结构组成部分称为基础， 为支承基础的岩土层称为地基，如 图所示。 地基不需要处理就可满足设计 要求所需承载力的称为天然地基， 凡需经过人工加强才能达到设计要 求的称为人工地基。 地基与基础的示意图 第一节 地基土的物理性质及工程分类 一、土的组成 土是一种松散物质，由固体颗粒（固相）、水（液相）和空气（气相）组成，也称为土的三相体系。固体颗粒构成土的骨架，水和空气则填充于固体颗粒的孔隙中。当孔隙完全被水充满时为饱和土，孔隙被气体充满时称为干土。饱和土和干土均系二相体系。 二、土的物理性质指标 土是一种三相体。土中固体颗粒、水、气体三部分之间比例的变化，能反映出土处于各种不同的物理状态，如软或硬、干或湿、松或密、轻或重，因此我们可用三相比例关系作为评定土的工程性质的定量指标。为了方便说明和计算，将三相体系中分散交错的土颗粒、水和空气分别集中在一起，用质量和体积来表示，即土的三相简图。 上图中： m－土的总质量；ms－土中颗粒质量；mw－土中水的质量 V－土的总体积；Vs－土中颗粒体积；Vw－土中水的体积 Vv－土中孔隙体积；Va－土中空气的体积 土的三相简图 1、土的含水量特征指标 ⑴土的含水量 土中水的质量与颗粒质量之比的百分率，称为土的含水量，用ω表示 （1） ω是表示土的湿度的一个指标。含水量小的土较干，强度就高。对于黏性土，随着含水量的增加，土由较干的坚硬状态变化为可塑状态，甚至为流塑状态。 ⑵土的饱和度 土中水的体积与孔隙总体积之比的百分率，称为土的饱和度，用Sr表示 （2） Sr表示土的潮湿程度，当Sr=100%，表示土的孔隙中完全充满水，土处于完全饱和状态；当Sr=0时，土是完全干燥的。 2、土的孔隙特征指标 ⑴土的孔隙比 土中孔隙体积与土的颗粒体积之比，称为土的孔隙比，用e表示 （3） e是表示土的密实程度的一个很重要的指标。一般e<0.6的土属密实低压缩性土；e>1的土是疏松的高压缩性土，一般黏性土e在0.4~1.20，砂土e在0.3~0.9的范围内。 ⑵土的孔隙率 土中孔隙的体积与土的总体积之比的百分率，称为土的孔隙率，用n表示 （4） 黏性土的孔隙率一般为30%~60%，砂土的孔隙率一般为25%~45%。   土的三相简图   三、黏性土的特征 黏性土颗粒细，单位体积的颗粒总表面积大，粒间存在粘聚力，而含水量的大小对黏性土的影响很大，黏性土的特征和状态随着含水量的增减而发生变化。 黏性土由某一状态转入另一种状态的分界含水量称为界限含水量。图9-4所示为黏性土的物理状态与含水量的关系。 黏性土随着含水量不同可处于固体、塑性、流动三种状态。 界限含水量是评价黏性土类型及工程性质的重要依据。 塑限ωp 液限ωL 含水量ω（%） 固体状态 塑性状态 流动状态 黏性土状