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1、第四章土的工程性質(zhì)與分類土(soil)是各種巖石礦物顆粒組成的松散集合體。土體(soilmass)是由一定的土體材料組成,具有一定的土體結(jié)構(gòu),賦存于一定地質(zhì)環(huán)境中的地質(zhì)體。固相土液相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)土的三相組成：§4.1土的組成與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造一、土的固相土粒的大小、相關(guān)礦物成分以及大小搭配情況對土的物理力學(xué)性質(zhì)有明顯影響1.土的顆粒級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組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量（即各粒組占土?？?/p>
2、量的百分數(shù)）來表示，稱為土的顆粒級配試驗方法篩分法：適用于d≥0.075mm比重計法:適用于d＜0.075mm土的粒組劃分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。將事先稱過質(zhì)量的烘干土樣過篩，稱出留在各篩上的土質(zhì)量，然后計算其占總土粒質(zhì)量的百分數(shù)比重計法：利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來確定小于某粒徑的土粒含量顆粒粒徑級配曲線：縱坐標表示小于某粒徑的土粒含量百分比,橫坐標表示土粒的粒徑(對數(shù)坐標）顆粒級配的描述工程上常用不均勻系數(shù)Cu描述顆粒級配的不均勻程度Cu愈大，表示土粒愈不均勻。工程上把
3、Cu＜5的土視為級配不良的土；Cu＞5的土視為級配良好的土曲率系數(shù)Cc描述顆粒級配曲線整體形態(tài)，表明某粒組是否缺失情況對于礫類土或砂類土，同時滿足Cu≥5和Cc=1～3時，定名為良好級配砂或良好級配礫d10、d30、d60小于某粒徑的土粒含量為10%、30%和60%時所對應(yīng)的粒徑2.土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)過物理風(fēng)化形成，其礦物成分與母巖相同例：石英、云母、長石等特征：礦物成分的性質(zhì)較穩(wěn)定，由其組成的土具有無粘性、透水性較大、壓縮性較低的特點次生礦物：巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后所形成
4、的新的礦物，其成分與母巖不相同例：粘土礦物有高嶺石、伊利石、蒙脫石等特征：性質(zhì)較不穩(wěn)定，具有較強的親水性，遇水易膨脹的特點二、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)合水和非結(jié)合水1.結(jié)合水強結(jié)合水：緊靠于顆粒表面、所受電場的作用力很大、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：緊靠強結(jié)合水的外圍形成的結(jié)合水膜，所受的電場作用力隨著與顆粒距離增大而減弱2.非結(jié)合水存在于土粒電場影響范圍以外，性質(zhì)和普通水無異，能傳遞水壓力，冰
5、點為0℃，有溶解能力以兩種形式存在：毛細水、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封閉氣體1.非封閉氣體：受外荷作用時被擠出土體外，對土的性質(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，壓力減小時能有所復(fù)原，對土的性質(zhì)有較大的影響，使土的滲透性減小，彈性增大和延長土體受力后變形達到穩(wěn)定的時間四、土的結(jié)構(gòu)在成土過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
6、在自重作用下沉落形成的單粒結(jié)構(gòu)，其特點是土粒間存在點與點的接觸。根據(jù)形成條件不同，可分為疏松狀態(tài)和密實狀態(tài)密實狀態(tài)疏松狀態(tài)2.蜂窩結(jié)構(gòu)：顆粒間點與點接觸，由于彼此之間引力大于重力，接觸后，不再繼續(xù)下沉，形成鏈環(huán)單位,很多鏈環(huán)聯(lián)結(jié)起來，形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)3.絮狀結(jié)構(gòu)：細微粘粒大都呈片狀或針狀，質(zhì)量極輕，在水中處于懸浮狀態(tài)。當懸液介質(zhì)發(fā)生變化時，土粒表面的弱結(jié)合水厚度減薄，粘粒互相接近，凝聚成絮狀物下沉，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)五、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
7、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.層理構(gòu)造：土粒在沉積過程中,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2.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§4.2土的物理力學(xué)性質(zhì)及其指標一、土的三相比例指標所謂土的物理性質(zhì)就是表示土中三相比例關(guān)系的一些物理量。土的物理性質(zhì)指標不僅可以描述土的物理性質(zhì)和它所處的狀態(tài)，而且在一定程度上反映了土的力學(xué)性質(zhì)。土的物理性質(zhì)指標的分類一類是必須通過試驗測定的，如含水量、密度和土粒比重，稱為直接指標一類
8、是根據(jù)直接指標換算的，如孔隙比、孔隙率、飽和度等，稱為間接指標土的三相圖為便于說明這些物理性質(zhì)指標的定義和它們的換算關(guān)系，常用三相圖表示土體內(nèi)三相的相對含量。1.試驗直接測定的物理性質(zhì)指標～土的密度ρ和重度γ密度定義：單位體積土的質(zhì)量，用ρ表示單位：kg/m3或g/cm3表達式：定義：單位體積土的重量，用γ表示單位：KN/m3表達式：重度土的密
