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1、緒論24土力學(xué)需要研究和解決的工程中的三大類問題：土體：穩(wěn)定或強度問題土體：變形問題滲流：滲透變形與滲透穩(wěn)定強度問題變形問題滲透問題土力學(xué)作為一門系統(tǒng)的學(xué)科是以太沙基的1925年出版的《土力學(xué)》為標志。第1章土的組成土是松散顆粒的堆積物，是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物1.1土的形成母巖物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化原生礦物：石英、云母長石等次生礦物：粘土礦物、無定形氧化物膠體、可溶鹽等散粒體結(jié)晶作用膠結(jié)作用生物化學(xué)1.1土的形成物理風(fēng)化：巖石經(jīng)受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕，或受波浪的沖擊、地震等引起各種力的作用，溫度的變化、凍脹等因素使
2、整體巖石產(chǎn)生裂隙、崩解碎裂成巖塊、巖屑的過程。化學(xué)風(fēng)化：巖體（或巖塊、巖屑）與氧氣、二氧化碳等各種氣體、水和各種水溶液等物質(zhì)相接觸，經(jīng)氧化、碳化和水化作用，使這些巖石或巖屑逐漸產(chǎn)生化學(xué)變化，分解為極細顆粒的過程。特征：物理風(fēng)化：量變過程，形成的土顆粒較粗；化學(xué)風(fēng)化：質(zhì)變過程，形成的土顆粒很細。對一般的土而言，通常既經(jīng)歷過物理風(fēng)化，又有化學(xué)風(fēng)化，只不過哪種占優(yōu)而已。1.2土的特點大量孔隙非連續(xù)介質(zhì)巖石風(fēng)化的產(chǎn)物一、土具有碎散性二、土是三相體系固相—土骨架液相—水氣相—空氣多相介質(zhì)三、土有自然變異性土是自然界的產(chǎn)物
3、，性質(zhì)復(fù)雜1.3土的三相組成氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響土體次要作用土是固體顆粒、水和空氣的混合物，常稱土為三相系。土的顆粒、粒間膠結(jié)物土體孔隙中的水孔隙中的空氣當土骨架的孔隙全部被水占滿時，這種土稱為飽和土；當土骨架的孔隙僅含空氣時，就成為干土；一般在地下水位以上地面以下一定深度內(nèi)的土的孔隙中兼含空氣和水，此時的土體屬三相系，稱為濕土。根據(jù)土的粘性分：粘性土：顆粒很細；無粘性土：顆粒較粗，甚至很大。砂、碎石、甚至堆石（直徑幾十cm甚至1m）①顆粒大小粒度土粒的大小，通常以粒徑表示粒組按粗細進
4、行分組，將粒徑接近的歸成一類界限粒徑劃分粒組的分界尺寸1.4土中固體顆粒d(mm)d(mm)礫石砂粒粉粒粘粒膠粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗中細粗中細極細粗粒細粒0.075粒徑級配確定方法篩分法：適用于粗粒土(>0.075mm)水分法：適用于細粒土(<0.075mm)——各粒組的相對含量(土樣各粒組的質(zhì)量占土?？傎|(zhì)量的百分數(shù))，用質(zhì)量百分數(shù)來表示表述方法粒徑級配累積曲線1.4土中固體顆粒粒徑級配累積曲線粒徑級配累積曲線表示土的顆粒級配橫坐標為粒徑，用對數(shù)坐標表示縱坐標為小于(或大于
5、)某粒徑的土重(累計百分)含量特點：定量指標，級配好與差的比較曲線較陡粒徑相差不多，土粒較均勻，級配不良曲線平緩粒徑相差懸殊，土粒不均勻，級配良好1009080706050403020100105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒徑(mm)1.5土中水（液相）和土中氣廣義的水：結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水石膏Ca〔SO4〕·2H2O蘇打Na2〔CO3〕·10H2O土中水結(jié)合水吸附在土顆粒表面的水自由水電場引力作用范圍之外的水土中冰由自由水凍成，凍脹融陷自由水重力水毛細水在重力或水位差作用下可在
6、土中自由流動存在于液氣之間在重力與表面張力作用下可在土粒間空隙中自由移動結(jié)合水強結(jié)合水弱結(jié)合水1.6黏土顆粒與水的相互作用粘土礦物:由各種硅酸鹽礦物分解形成的水鋁硅酸鹽礦物。其結(jié)構(gòu)可分為晶體和非晶體，以晶體礦物為主。實際上是一種鋁—硅酸鹽晶體，由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組合而成。硅片(硅氧晶體)的結(jié)構(gòu)：基本單元是硅－氧四面體鋁片(鋁氫氧硅片)：鋁（鎂）－氫氧（氧）八面體高嶺石（氫鍵聯(lián)結(jié)）粘土礦物的晶格構(gòu)造蒙脫石伊利石?！ 矫浛s性滲透性強 度壓縮性大小大大小中中中中中小大小小大1.7土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)單粒結(jié)構(gòu)蜂窩
7、狀結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)第2章土的物理性質(zhì)及分類2.1土的三相比例指標土的物理性質(zhì)指標可分為兩類：一類是必須通過試驗測定的，如含水量、密度和土粒相對密度，稱為直接指標；另一類是根據(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。室內(nèi)測定的三個物理性質(zhì)指標WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積－土的密度、土粒的相對密度、土的含水量土的密度單位:kg/m3或g/cm3定義:單位體積土的質(zhì)量有時也稱土的天然密度表達式:土的密度常用環(huán)刀法測定土的重度單位:kN/m3土的重度亦稱為容重，定
8、義為單位體積土的重量.WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)量體積土粒相對密度?s土粒的密度，單位體積土粒的質(zhì)量單位:無量綱4?C時純蒸餾水的密度，1g/cm3土粒相對密度在數(shù)值上等于土粒的密度定義:土粒質(zhì)量與同體積4?C時純蒸餾水的質(zhì)量的比值表達式:土粒相對密度(也稱為土粒比重)常用比重瓶法測定WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm質(zhì)
