土的物理性質(zhì)及工程分類.ppt

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1、第一章土的物理性質(zhì)及工程分類§1.1土的成因及組成§1.2土的物理性質(zhì)指標(biāo)§1.3土的物理狀態(tài)指標(biāo)§1.4土的擊實(shí)性§1.5土(巖)的工程分類主要內(nèi)容一、土的成因巖石風(fēng)化（物理、化學(xué)）作用巖石破碎化學(xué)成分改變搬運(yùn)沉積大小、形狀和成分都不相同的松散顆粒集合體（土）土固體顆粒（固相）水（液相）空氣（氣相）土中顆粒的大小、成分及三相之間的相互作用和比例關(guān)系，反映出土的不同性質(zhì)§1.1土的成因及組成二、土的組成三相體系（一）土的固體顆粒土粒的大小、相關(guān)礦物成分以及大小搭配情況對(duì)土的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯影響1.土的顆粒級(jí)配工程上將各種不同的土粒按其粒徑范圍，劃分為若干粒組，為了表示土粒的大小及

2、組成情況，通常以土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量（即各粒組占土粒總量的百分?jǐn)?shù)）來(lái)表示，稱為土的顆粒級(jí)配試驗(yàn)方法篩分法：適用于0.075mm≤d≤60mm比重計(jì)法:適用于d＜0.075mm篩分法用一套孔徑不同的篩子，按從上至下篩孔逐漸減小放置。將事先稱過(guò)質(zhì)量的烘干土樣過(guò)篩，稱出留在各篩上的土質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)比重計(jì)法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來(lái)確定小于某粒徑的土粒含量顆粒粒徑級(jí)配曲線縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土粒含量百分比,橫坐標(biāo)表示土粒的粒徑(對(duì)數(shù)坐標(biāo)）顆粒級(jí)配的描述工程上常用不均勻系數(shù)Cu描述顆粒級(jí)配的不均勻程度d10、d30、d60小于某粒徑的土粒含量為10%、

3、30%和60%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑Cu愈大，表示土粒愈不均勻。工程上把Cu＜5的土視為級(jí)配不良的土；Cu＞10的土視為級(jí)配良好的土曲率系數(shù)Cc描述顆粒級(jí)配曲線整體形態(tài)，表明某粒組是否缺失情況對(duì)于礫類土或砂類土，同時(shí)滿足Cu≥5和Cc=1～3時(shí)，定名為良好級(jí)配砂或良好級(jí)配礫2.土粒的礦物成分礦物成分取決于母巖的礦物成分和風(fēng)化作用原生礦物：由巖石經(jīng)過(guò)物理風(fēng)化形成，其礦物成分與母巖相同次生礦物：巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后所形成的新的礦物，其成分與母巖不相同例：石英、云母、長(zhǎng)石等特征：礦物成分的性質(zhì)較穩(wěn)定，由其組成的土具有無(wú)粘性、透水性較大、壓縮性較低的特點(diǎn)例：粘土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石等特征：性質(zhì)

4、較不穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的親水性，遇水易膨脹的特點(diǎn)（二）土中的水土中水的含量明顯地影響土的性質(zhì)(尤其是粘性土)。土中水除了一部分以結(jié)晶水的形式吸附于固體顆粒的晶格內(nèi)部外，還存在結(jié)合水和自由水1.結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水：緊靠于顆粒表面、所受電場(chǎng)的作用力很大、幾乎完全固定排列、喪失液體的特性而接近于固體弱結(jié)合水：緊靠強(qiáng)結(jié)合水的外圍形成的結(jié)合水膜，所受的電場(chǎng)作用力隨著與顆粒距離增大而減弱2.自由水存在于土粒電場(chǎng)影響范圍以外，性質(zhì)和普通水無(wú)異，能傳遞水壓力，冰點(diǎn)為0℃，有溶解能力以兩種形式存在：毛細(xì)水、重力水（三）土中氣體土中氣體存在于土孔隙中未被水占據(jù)的部分，分為與大氣連通的非封閉氣體和與大氣不連通的

5、封閉氣體1.非封閉氣體：受外荷作用時(shí)被擠出土體外，對(duì)土的性質(zhì)影響不大2.封閉氣體：受外荷作用，不能逸出，被壓縮或溶解于水中，壓力減小時(shí)能有所復(fù)原，對(duì)土的性質(zhì)有較大的影響，使土的滲透性減小，彈性增大和延長(zhǎng)土體受力后變形達(dá)到穩(wěn)定的歷時(shí)三、土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造1、土的結(jié)構(gòu)在成土過(guò)程中所形成的土粒的空間排列及其聯(lián)結(jié)形式，與組成土的顆粒大小、顆粒形狀、礦物成分和沉積條件有關(guān)1）單粒結(jié)構(gòu)：粗礦物顆粒在水或空氣中在自重作用下沉落形成的單粒結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是土粒間存在點(diǎn)與點(diǎn)的接觸。根據(jù)形成條件不同，可分為疏松狀態(tài)和密實(shí)狀態(tài)密實(shí)狀態(tài)疏松狀態(tài)2）蜂窩結(jié)構(gòu)：顆粒間點(diǎn)與點(diǎn)接觸，由于彼此之間引力大于重力，接觸后，不再

6、繼續(xù)下沉，形成鏈環(huán)單位,很多鏈環(huán)聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu)3）絮狀結(jié)構(gòu)：細(xì)微粘粒大都呈針狀或片狀，質(zhì)量極輕，在水中處于懸浮狀態(tài)。當(dāng)懸液介質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，土粒表面的弱結(jié)合水厚度減薄，粘?；ハ嘟咏鄢尚鯛钗锵鲁?，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)2、土的構(gòu)造土的構(gòu)造是指土體中各結(jié)構(gòu)單元之間的關(guān)系。主要特征是土的成層性和裂隙性,即層理構(gòu)造和裂隙構(gòu)造，二者都造成了土的不均勻性1）層狀構(gòu)造：土粒在沉積過(guò)程中,由于不同階段沉積的物質(zhì)成分、顆粒大小或顏色不同,而沿豎向呈現(xiàn)出成層特征3）裂隙構(gòu)造：土體被許多不連續(xù)的小裂隙所分割,在裂隙中常充填有各種鹽類的沉淀物2）分散構(gòu)造：各部分土粒

7、無(wú)明顯差別，分布均勻，性質(zhì)也接近，如砂、卵石層§1.2土的物理性質(zhì)指標(biāo)一、土的三相圖氣水土粒msmwmVsVwVVa質(zhì)量m體積V二、土的三相基本指標(biāo)1.土的密度ρ：?jiǎn)挝惑w積土的質(zhì)量工程中常用重度?來(lái)表示單位體積土的重力重力加速度，近似取10m/s22.土粒相對(duì)密度ds（土粒比重）：土粒質(zhì)量與同體積的4℃時(shí)純水的質(zhì)量之比土粒相對(duì)密度變化范圍不大：細(xì)粒土（粘性土）一般2.70～2.75；砂土一般為2.65左右。土中有機(jī)質(zhì)含量增加，土粒相對(duì)密度減小Vv氣水土粒msmwmVs