土力學(xué)第二章土的三相組成

土的三相組成土的組成：土是由土顆粒和顆粒間的孔隙組成，孔隙中有水和氣體，

所以，土是由土顆粒、水、氣體三部分組成。其中：土顆粒——固相水——液相氣——?dú)庀嗤恋娜啵汗滔?、液相和氣相土的固相特點(diǎn)土的固相：指土體中的土顆粒，它是構(gòu)成土體的骨架。土顆粒的礦物成分：

包括原生礦物和次生礦物

原生礦物：如石英、長(zhǎng)石、云母等

次生礦物：主要有高嶺石類(lèi)礦物、蒙脫石類(lèi)礦物、

伊利石類(lèi)礦物。有機(jī)質(zhì)：土中還含有動(dòng)植物腐爛后的殘骸，稱(chēng)為有機(jī)質(zhì)。

作為工程用土，有機(jī)質(zhì)的含量應(yīng)<5%。土的液相特點(diǎn)-1土的液相：指土中的水土中水的分類(lèi)：

土中的水按與土顆粒結(jié)合的緊密程度，

分為結(jié)晶水、結(jié)合水和自由水三種。結(jié)晶水：

指存在于土體礦物內(nèi)部的水；

在常溫常壓條件下，它始終存在于土體礦物內(nèi)部；

一般作為土體礦物的一部分存在；

只有在高溫（105-110C）下，才能烘烤出來(lái)；

不服從靜水力學(xué)定律。

如：CaSO4.nH2O土的液相特點(diǎn)-2結(jié)合水：

指與土顆粒表面結(jié)合的薄膜水，

分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。

強(qiáng)結(jié)合水：包裹在土顆粒表面的薄膜水

弱結(jié)合水：強(qiáng)結(jié)合水外圍的薄膜水自由水：

指能在土中自由流動(dòng)的水，服從靜水力學(xué)定律。

分為毛細(xì)水和重力水。

毛細(xì)水：存在于地下水位以上連通孔隙中的水，

由表面張力引起；

重力水：存在于地下水位以下的水。孔隙特點(diǎn)孔隙分類(lèi)：

土體中的孔隙根據(jù)與外界大氣是否相連通，

分為連通孔隙和封閉孔隙兩種。連通孔隙：

指土體中的孔隙通道與外界大氣相連通，

毛細(xì)水就存在于連通孔隙中，

在外荷作用下易受壓縮；封閉孔隙：

指土體中的孔隙通道不與外界大氣相連通，

始終封閉于土體中，

增大土體的彈性，減小滲透性。

土的氣相特點(diǎn)土的氣相：指土體中的氣體。

土中的氣體分為自由氣體和封閉氣體兩種。自由氣體：

存在于連通孔隙中的氣體，與外界大氣相連通，

外荷作用時(shí)易被擠出，引起土體體積減?。环忾]氣體：

存在于封閉孔隙中的氣體，不與外界大氣相連通，

外荷作用時(shí)始終存在于土體內(nèi)部，占據(jù)一定空間。顆粒組成基本概念粒度：指土顆粒粒徑大小的變化范圍。

對(duì)給定的一個(gè)土體，有一個(gè)粒度。粒組：把土體中土顆粒大小相近、性質(zhì)相近的顆粒劃分

為一組。

對(duì)給定的一個(gè)土體，可以劃分為很多個(gè)粒組。分界粒徑：指相鄰兩粒組之間的顆粒。顆粒級(jí)配：指土體中的土顆粒構(gòu)成情況，

包括土顆粒的大小和含量。粒組含量：指粒組質(zhì)量與整個(gè)土體質(zhì)量之比小于某粒徑的顆粒累計(jì)含量：指小于某粒徑的顆粒累計(jì)質(zhì)量與整個(gè)土體質(zhì)量之比。土粒分組-1土粒分組：巨粒組：d>60mm粗粒組：d=0.075-60mm細(xì)粒組：d<0.075mm巨粒組：細(xì)粒組：漂石塊石組：d>200mm粉粒組：d=0.005-0.075mm卵石碎石組：d=60-200mm粘粒組：d<0.005mm膠粒組：d<0.002mm土粒分組-2粗粒組：礫粒組：d=2-60mm砂粒組：d=0.075-2mm

礫粒組砂粒組粗礫組：d=20-60mm；粗砂組：d=0.5-2mm中礫組：d=5-20mm；中砂組：d=0.25-0.5mm細(xì)礫組：d=2-5mm；細(xì)砂組：d=0.075-0.25mm土的顆粒分析試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法：篩析法：d>0.075mm密度計(jì)法：d<0.075mm移液管法：d<0.075mm當(dāng)土中同時(shí)含有>0.075mm和<0.075mm的土顆粒時(shí)，幾種方法結(jié)合使用。篩析法包括：粗篩：60、40、20、10、5、2mm細(xì)篩：2、1、0.5、0.25、0.1、0.075mm篩析法基本原理1)篩前先稱(chēng)總土質(zhì)量；2)將篩子從粗到細(xì)疊起來(lái)，倒入土，振動(dòng)篩，

直到每個(gè)篩子上只留下大于該篩孔徑的土顆粒；3)稱(chēng)出留在每個(gè)篩上的土顆粒質(zhì)量及底盤(pán)質(zhì)量；4)各級(jí)篩上的土顆粒質(zhì)量與底盤(pán)質(zhì)量的總和與篩前的誤差應(yīng)<1%；5)計(jì)算各粒組含量；6)計(jì)算小于某粒徑的顆粒累計(jì)含量。篩析法舉例例：已知某砂土的總土質(zhì)量為1000g，倒入篩中振動(dòng)后稱(chēng)得各級(jí)篩上的土顆粒質(zhì)量及底盤(pán)質(zhì)量如下：孔徑20.50.250.10.075底盤(pán)篩上質(zhì)量g120250100180200150粒組mm>22-0.50.5-0.250.25-0.10.1-0.075<0.075粒組含量%122510182015<各粒徑累計(jì)質(zhì)量g880630530350150<各粒徑累計(jì)含量%8863533515密度計(jì)法基本原理1）泡：<2mm干土30g，倒入三角燒瓶中，加蒸餾水浸泡1天2）煮：將三角燒瓶放在電熱沙浴上煮沸后0.5-1小時(shí)左右3）磨：冷卻后倒入研缽中研散4）洗：倒入0.075mm的洗篩中

將洗篩下的懸液倒入1000ml量筒中5）加分散劑：加入六偏磷酸鈉10ml，使量筒懸液達(dá)到1000ml6）攪拌：用攪拌器在量筒中上下攪拌30次，使懸液均勻7）測(cè)讀：攪拌完計(jì)起始時(shí)間，將密度計(jì)放入量筒中，

測(cè)計(jì)1分、5分、30分、1小時(shí)、2小時(shí)、24小時(shí)密度計(jì)讀數(shù)8）計(jì)算：按斯托克斯定律，

計(jì)算顆粒粒徑及小于該粒徑的累計(jì)含量。級(jí)配曲線顆粒分析試驗(yàn)成果的表達(dá)：半對(duì)數(shù)坐標(biāo)：橫坐標(biāo)為對(duì)數(shù)表示土顆粒粒徑，

縱坐標(biāo)為一般，表示小于某粒徑的顆粒累計(jì)含量。級(jí)配曲線的特點(diǎn)級(jí)配曲線的意義：反映土體的顆粒構(gòu)成情況級(jí)配曲線的特點(diǎn)：級(jí)配曲線越緩，表示土顆粒越不均勻；

級(jí)配曲線越陡，表示土顆粒越均勻。土的級(jí)配指標(biāo)土的級(jí)配指標(biāo)：不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)不均勻系數(shù)：反映級(jí)配曲線的坡度曲率系數(shù)：反映級(jí)配曲線的形狀式中：d60、d10、d30──分別為粒徑曲線縱坐標(biāo)上小于該粒徑含量60%、10%、30%時(shí)對(duì)應(yīng)的粒徑。d10稱(chēng)為有效粒徑，d60稱(chēng)為控制粒徑。討論不均勻系數(shù)Cu越大，表示土中所含粒組越不均勻，

說(shuō)明土的粒徑范圍寬，累積曲線平緩。不均勻系數(shù)Cu越小，表示土中所含粒組均勻，

說(shuō)明土的粒徑范圍窄，累積曲線陡。土的