土的粒径级配

一、土的粒度成分（粒径级配）

自然界中土一般都是由大小不等的土粒混合而组成的，也就是不同大小的土颗粒按不同的比例搭配关系构成某一类土，比例搭配（级配）不一样，则土的性质各异。

土颗粒大小，通常以其直径大小表示，简称粒径，单位为mm。

所谓土的颗粒大小组合情况在工程上就是按土颗粒（粒径）大小分组，称为粒组。每个粒组都以土粒直径的两个数值作为其上下限，并给以适当的名称，简言之，粒组就是一定的粒径区段，以毫米表示。

粒组划分的三个原则：

1.符合粒径变化所引起的质的变化规律，即每个粒组的成分与性质无质的变化，具相同或相似的成分与性质；

2.与粒组的分析技术条件相适应，即不同大小的土粒可采用不同的适用方法进行分析；

3.粒组界限值力求服从简单的数学规律，以便于记忆与分析，即各粒组界限值是200、20、2、1/20、1/200mm。

根据工程实际中总结的土的工程性质，我国习惯采用的粒组划分方案如表1-1所示。

表1-1 土的粒组划分方案

土的粒度成分（颗粒级配）是指土中各粒组的相对含量，通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示。

二、土的粒径级配的测定方法

颗粒分析的方法可分为筛分析方法和静水沉降方法两大类。

筛分法是将风干、分散的代表性土样通过一套筛孔直径与土中各粒组界限值相等的标准筛，称出经过充分过筛后留在各筛盘上的土粒质量，即可求得各粒组的相对百分含量。目前我国采用的标准筛的最小孔径为0.075mm（或0.1mm）。

筛分法动画演示

静水沉降法首先应将土中集合体分散制成悬液，然后根据不同粒径的土粒在静水中的沉降速度不同的原理（斯托克斯定律），测定细粒组的颗粒级配。

静水沉降法测定粒径级配的原理

目前测定细粒土的颗粒级配的方法有虹吸比重瓶法、移液管法、比重计法。各种方法的仪器设备有其自身特点，但它们的测试原理均建立在斯托克斯定律基础上。

三、粒径级配累积曲线

常用的粒度成分的表示方法是累积曲线法，它是一种图示的方法，通常用半对数纸绘制，横坐标（按对数比例尺）表示某一粒径，纵坐标表示小于某一粒径的土粒的百分含量，如下图所示。

图1-1 土的累积曲线

根据累积曲线图可以确定土的有效粒径(d₁₀)，平均粒径(d₅₀)， 限制粒径(d₆₀与d₃₀)和任一粒组的百分含量。用它们确定两个描述土的级配的指标：

不均匀系数

C_u值越大，土粒不均匀，累积曲线越平缓；反之，C_u值越小，则土粒越均匀，曲线越陡。工程实际中，将C_u<5的土视为级配不良的均粒土，而C_u>5的土称为级配良好的非均粒土。

曲率系数

工程中常采用C_c值来说明累积曲线的弯曲情况或斜率是否连续，累积曲线斜率很大，即急倾斜状，表明某一粒组含量过于集中，其它粒组含量相对较少。经验表明，当级配连续时，C_c=1—3；当C_c<1或C_c>3时，均表示级配曲线不连续，这种土一般认为是级配不良的土。

 

 

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