液性指数

土力学术语

液性指数是表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标。土塑状态的土的液性指数在0到1之间，液性指数越大，表示土越软；液性指数大于1的土处于流动状态；小于 0 的土则处于固体状态或半固体状态。根据数值大小可把土分为流动、软塑、可塑、硬塑和坚硬等状态。

简介

液性指数是判断土的软硬状态的指数，用于确定粘性土的状态和极限承载能力。液性指数与土的类别及含水量有关，同一种土，含水量越大则液性指数越大，土质越软。液性指数可以用以下公式计算：

。

其中，ω：土的实际含水量，ωp：塑性界限含水量，即粘性土处于塑性状态与半固体状态之间的界限含水量

ωL：粘性土的液限。根据液性指数大小，对土的状态分类如下，液性指数≤0 为坚硬；0< 液性指数≤0.25 为硬塑；0.25< 液性指数≤0.75为可塑；0.75<液性指数≤1为软塑；液性指数>1 为流塑。《市政公用工程管理与实务》对土的液性指数定义如下：液性指数<0为坚硬、半坚硬状态；0 ≤液性指数<0.5 为硬塑状态；0.5≤ 液性指数 <1为软塑状态；>=1 流塑状态。

液性指数在工程中已得到广泛应用，在《建筑桩基技术规范》及《公路桥涵地基与基础设计规范》都采用液性指数来确定地基土的承载力，有些学者利用液性指数结合孔隙比来研究地基土的承载力，研究液性指数与孔隙比、天然含水量、粘聚力、压缩系数及压缩模量等参数之间的相关性。

塑性指数

可塑性是粘性土区别于砂土的重要特征。一般用塑性指数 Ip 来表示。可塑性的大小用土处在塑性状态的含水量变化范围来衡量，从液限到塑限含水量的变化范围愈大，土的可塑性愈好。塑性指数习惯上用不带%的数值表示。塑性指数是粘土的最基本、最重要的物理指标之一，它综合地反映了粘土的物质组成，广泛应用于土的分类和评价。塑性指数综合反映了土的颗粒大小、矿物成分，在工程中常用于细粒土的分类，如 Ip >17，为粘土；10

粘性土的稠度状态

粘性土最主要的物理状态特征值是它的稠度，液性指数是表征土的稠度状态的指标。粘性土的稠度是指土的软硬程度或对外力引起变形或破坏的抵抗能力。随着含水量的变化，粘性土处在不同的物理状态。当含水量很小时，粘性土处于固态或半固态；随着土中含水量的增大，土逐渐变软，并在外力作用下可任意改变形状，处于可塑状态；若含水量继续增大，土变得越来越软，甚至不能保持一定的形状，呈现流塑～流动状态。土颗粒间的的连结关系可分为：颗粒间的直接接触、胶结、结合水及冰连结，土体受外力作用时要引起变形需抵抗颗粒与颗粒间的连结。饱和软粘土间的颗粒主要以结合水相连结，由于弱结合水在外力的作用下可以移动，所以颗粒周围的结合水膜厚度是不同的，颗粒连结处结合水膜厚度最小。当土颗粒之间的连结为强结合水时，土呈固态或半固态；土颗粒间的连结为弱结合水时，土为可塑状态；当土颗粒或颗粒组之间被自由水隔开时，土为流态。土的稠度状态从本质上讲是土抵抗外力变形的能力，而这一能力从微观结构上分析由土颗粒的组成、排列及颗粒间的连结决定。从前面的分析可知，饱和软粘土含有相当数量的自由水，其稠度状态并不取决于孔隙中所有水的状态，而是取决于颗粒连接处的水膜状态。原状土和重塑土具有相同的液性指数，但是其抵抗外力的强度是不同的。

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