通常砂土为：1.6~2.0×103 kg/m3 粘土和粉土为：1.8~2.0×103 kg/m3
（二） 土的重力密度
见pg5
通常砂土为：16~20 kN/m3
粘土和粉土为：18~20 kN/m3
（三） 土的相对密度
见pg6
通常土颗粒比重见表1—2 （四） 土的含水量——重点
见pg7 表示土的湿度指标之一，
（五） 土的干密度
见pg6 土不含水
（六） 土的干重度
见pg6
（七） 土的饱和重度
见pg6 土孔隙充满水
（八） 土的有效重度
见pg7 土浸入水中
（九） 土的孔隙比——重点 见pg7
（十） 土的孔隙率——重点
见pg7 （十一） 土的饱和度
见pg7
作业：根据土的重度γ、含水量w和相对密度ds的试验结果，计算土的孔隙率n和孔隙比e值。 （十二）
土的密实度——重点
1、非粘性土（砂土、碎石土）——松密程度 1）天然孔隙比e 砾石、粗砂、中砂 细砂、粉砂 密实 e＜0.6 e＜0.7 中密 0.60≤e≤0.75 0.70≤e≤0.85 稍密 0.75＜e≤0.85 0.85＜e≤0.95 松散 e＞0.85 e＞0.95
用天然孔隙比e来表示砂土的密实度时，可能会因颗粒形状而导致结果不正确。如：均粒密砂、e较大。不均粒的松散砂、e较小。
2）相对密实度
见pg7~8
3）现场标准贯入试验锤击数
利用质量为63.5kg的穿芯锤，落距为76cm，直径为42mm的触探杆自由下落，将标准贯入器打入土层中15cm。以后，记录每打入土中30cm的锤击数。即为实测锤击数N。当触探杆长度超过3m时，应乘以校正系数。
现场标准贯入试验锤击数：N=aN/
结论：见表1—4，pg8
4
/
2、粘性土（粉质粘土、粘土）——软硬程度 1）界限含水量 粘性土处于四态：
固态： 半固态 塑态 流
态
含水量：含少量吸着水（强结合水）；含大量吸着水（结合水）；含薄膜水、少量自由水；含大量自由水
感 官：十分密实、不易分开； 较密实、外力作用下断裂；外力作用下不断裂、 颗粒间摩擦力减
只改变形状、不改变体积；小、土具
有流动性。
力学情况： 很好 好 较好 极差（无强度）
界限名称： 收缩界限 可塑界限 液性界限 简称： 缩限（ws） 塑限（wp） 液限（wl） 界限确定： 人工滚搓法 锥式液限仪法
2）塑性指数——粘性土分类
概念：Ip=wl-wp 粘土分类：
粘土Ip≥17；粉质粘土（亚粘土）10≤Ip＜17；轻亚粘土3≤Ip＜10 3）液性指数——粘性土软硬指标 见pg9，表1—5
（十三） 土的可松性——重点
土经挖掘后，颗粒间的相互连接遭到破坏，其体积一般比开挖前的自然体积要增大些。
挖掘后的回填土，其体积一般比开挖前的自然体积要增大些。
这些都是因为土具有可松性造成的。 其大小用：
最初可松性系数：K松=V2/V1
V1——开挖前土的自然密实体积； V2——开挖后土的松散体积； 最后可松性系数：K/松=V3/V1 V3——压实后土的体积。
以挖掘前的天然密实体积为准计算。
土方体积折算表 虚方体积 天然密实度体积 夯实后体积 1.00 0.77 0.67 1.30 1.00 0.87 1.50 1.15 1.00 1.20 0.92 0.80
（十四） 土的压实性
5
松填体积 0.83 1.08 1.25 1.00 1、非粘性土（砂土、碎石土）——松密程度 由于土中有孔隙，因此，土具有压实性。
通过施加外力——静压力、振动力、冲击力，使土中的孔隙减少的过程。称之为压密。 理论上讲：绝对密实的土，承载力大，当然，土中应不存在孔隙。事实上，这是办不到的。因此，工程上用最大干密度来表示。
1） 最佳含水量（最优含水量）
在对土进行压密过程中，输入一定压实能量，导致土能达到最大干密度时的含水量。称为最佳含水量。
为什么含水量的大小会影响土的压密性？
（1） 含水量大。水分排出困难，孔隙比较高，干密度较小；
（2） 含水量小。土中缺乏必要的润滑，压密能量消耗大，颗粒飞散，压不实，干密度较
小。 当回填土中自然含水量高于最佳含水量时，应在夯实前晾晒；
当回填土中自然含水量低于最佳含水量2%时，应在夯实前注水浸润。
作业：某回填土共有1000×103 kg，其含水量为10%，回填夯实时要求的最佳含水量为20%，试计算该回填土中应加多少水才能达到最佳含水量？
3
答案：91×10kg
2）最大干密度 ρmax
在最佳含水量下，达到的最大密实度。
最佳含水量和最大干密度可通过室内击实试验确定。见图1—5，6。Pg11。 值得注意的是：加大击实能量，最大干密度增大，最优含水量减少。 ρd max=η
?wds1?0.01wopds
ρd max——压实填土最大干密度
η——经验系数，粘土取0.95，粉质粘土取0.96，粉土取0.97 ρw——水的密度 ds——土粒相对密度
wop——最优含水量（%），按当地经验取；wp+2，粉土取14~18 对于，非粘性土ρd max=2.0~2.2×103 kg/m3
2、 压实系数 λc λc=ρd /ρd max
ρd ——土的控制干密度 ρd max——压实填土最大干密度 （十五） 土的力学状况
1、土的压缩性 地基土在压力作用下体积减少的性质。 1）土的压缩量 Δh
Δh=h·(e1-e2)/(1+e1)
式中：Δh——土的压缩量
h——土压缩前的厚度
e1——土压缩前的孔隙比
e2——土压缩后的孔隙比
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2）压缩系数 α
用来评价地基土压缩性高低的指标
α= Δe/Δp=( e1-e2)/( p2- p1) (MPa-1) 用土的孔隙比与压力曲线，e—p曲线求得。 工程上：p1=0.1 Mpa； p2=0.2 Mpa 当： α
0.1 Mpa-1≤α
α
3）压缩模量 Es
用来评价地基土压缩性高低的指标
土在完全侧限条件下：Es=ζz/εz ζz——竖向附加应力 ζz= p2- p1 εz——竖向应变 εz=(e1-e2)/(1+e1)
Es=(1+e1)/ α
压缩模量Es值越小，压缩性越高 工程上：
当： Es 1-2＜4 Mpa时，属高压缩性土
0.1 Mpa≤α
α
-1
1-21-21-2
＜0.1 Mpa-1时，属低压缩性土
-1
1-2＜0.5 Mpa时，属中压缩性土 ≥0.5 Mpa时，属高压缩性土
-1
1-2
＜0.5 Mpa时，属中压缩性土 ≥0.5 Mpa时，属高压缩性土
-1
-1
2、土中应力及其分布——重点 1）土的自重应力 ζ
当没有侧向变形和剪切变形时，由于土 体本身的质量引起的土中应力，称为自重应力。
nh
·
ζ=??ihi （kPa）
i?1式中：n——土层数；
γi——第i土层的土重度；
hi——第i土层的土厚度；
2）附加应力 p
构筑物等荷载作用于土层或地基，导致土层或地基土产生应力，这种荷载被称作附加荷载，这种应力称为附加应力。
其分布和大小定性的讲：
（1） 某一深度的附加应力为，距荷载作用点越远，其值越小。
（2） 荷载作用点下，不同深度的附加应力为，其值随深度的增加而减少。 （3） 荷载作用点外，最大值出现在 荷载影响线处，随深度的增加或减少，其值 减少。
3、土的抗剪强度
土抵抗剪切破坏的能力。
1）剪切试验
7
见图1—9 ，Pg13。
2）土的抗剪切强度（库仑定律） 根据抗剪曲线图（绘出） 可得：
砂土类土抗剪强度：τf=σtanυ （kPa） 粘土类土抗剪强度：τf=σtanυ+c （kPa）
式中：σtanυ——土的内摩擦力 （kPa）；来源于：颗粒间的摩擦阻力和咬合力 σ——土的法向应力 （kPa） υ——土的内摩擦角 （度） tanυ——土的内摩擦系数
c——粘性土的粘聚力（kPa）来源于：颗粒间天然胶结物的胶结作用和电分子引力 要点：（1）土的抗剪强度，随剪切面上的正应力（N）大小而变化；
摩擦系数和内摩擦角不变化 （2）砂性土的抗剪强度，由土的内摩擦力组成；
粘性土的抗剪强度，由土的内摩擦力+粘聚力组成； （3）常规压力下，τf ∝σ ；高压力下，τf ∝σ ； （4）粘性土的颗粒越细，塑性越大，粘聚力也越大。
4、土的边坡和边坡率n——重点
我们研究土的抗剪强度的目的是：确定地基承载力、评价土的稳定性。如何评价土的稳定性？ 1）自然倾角（安息角）
以干砂自由下落，自然堆放成： 这就是稳定性问题，由颗粒间的摩擦力 形成的，称α为安息角。 完全松散的砂土：α≈υ
2）边坡
在土方开挖时，为了保持土壁的稳定性， 人为地近似形成土的“安息角”，必须要挖成 一定的斜坡，这个斜坡叫做边坡。用1：n表示。
3）边坡率 n
表示边坡的陡缓用1：n；而n=a/h 称为边坡率 （4）边坡选择
α a 1: n h
α
原则：根据土的性质（υ、c），含水量、附加荷载情况、晾槽时间等确定。 ① 砂土的边坡缓，n值大；粘性土的边坡陡，n值小。
② 含水量较大的土，应留有较缓的边坡，n值大。 ③ 槽上有附加荷载（堆土、其他荷载），应留有较缓的边坡，n值大或加支撑。 ④ 临时性土方工程，可留较陡的边坡，n值小。 ⑤ 沟槽越深，边坡应缓，n值大。特别是沟槽上部。 ⑥ 晾槽时间过久会引起槽壁坍塌，边坡应缓，n值大。 ⑦ 雨季进行土方开挖，应留有较缓的边坡，n值大或加支撑。
（十六） 土的渗透性
他表示土的透水的性质、渗水能力。其大小取决于土的结构、颗粒大小形状、粒径级配状况、土的密实程度、土的温度等，还与胶质颗粒的含量、水中电解质含量有关。
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