1.5 黏性土的物理性质

1.5.1 黏性土的软硬状态

黏性土，是指吸水和保水能力较强，具有较强黏性的一种土。这种土，随着含水率的逐渐增加，其强度逐渐降低，状态逐渐变软。根据其软硬程度的不同，依次分为固态、半固态、可塑状态和流动状态四种类型（图1-12）。

图1-12  黏性土状态与含水率的关系

  黏性土各种状态各有不同特点：①固态的含水率较低，土粒间主要以强结合水联接，土质坚硬，强度高，土体形状和大小固定。②塑态的含水率比固态高，粒间主要以弱结合水联接，在外力作用下容易产生变形，可揉塑成任意形状不破裂、无裂纹，去掉外力后不能恢复原状。③流态的含水率比塑态高，粒间主要以液态水为主，联接极微弱，强度极低，不能维持一定的形状，土体呈泥浆状，受重力作用即可流动。1.5.2 界限含水率

界限含水率是黏性土从一种状态变到另一种状态的分界含水率，如图1-12所示。界限含水率包括液限w_L、塑限w_p、缩限w_s。下面主要介绍常用的液限和塑限。

可塑状态与流动状态之间的界限含水率称为液限（w_L），即粘性土可塑状态的上限含水率。半固态与可塑态之间的界限含水率称为塑限（w_P），也就是可塑状态的下限。含水率小于塑限时，粘性土不具有可塑性。

1.5.3 塑性指数

黏性土具有塑性。塑性，是指物体在外力作用下，可被塑成任何形态，而仍然保持整体性，不产生裂隙，外力去除后，物体能保持所塑成形状的现象。

为了表示黏性土塑性的大小，引入塑性指数I_P，即：

        I_p=w_L－w_p        （1-14）

塑性指数表示粘性土具有可塑性的含水率变化范围，习惯上采用去掉%的数值来表示，如I_p＝w_L-w_p＝38%-16%＝22%，通常写为I_p＝22。塑性指数的大小与土颗粒大小与粘性矿物含量及水中高价阳离子浓度成正比，土中粘粒含量越多，土处于可塑状态的含水率范围也愈大，塑性指数愈大，土的塑性愈强。

塑性指数是土体工程分类的依据之一。通常把I_P>10的土称为黏性土，其中10<I_P≤17的称为粉质黏土，I_P>17的称为黏土。Ip≤10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全质量的50%的土，称为粉土。

1.5.4 液性指数

黏性土的软硬程度，通常用液性指数I_L表示:

                               （1-15）

式中：w—天然含水率；w_L—液限；w_p—塑限

   黏性土的物理状态可以用液性指数来判别，根据液性指数把黏性土的物理状态划分为：坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种状态，见表1-5。

表1-5 黏性土的物理状态分类