土力學課件2014河海大學 土的物理性質及工程分類1

1、土的物理性質及工程分類

1.1土的形成1.2土的組成1.3土的結構1.4土的物理性質指標1.5土的物理狀態(tài)指標1.6土的工程分類1.1土的形成形成過程形成條件物理力學性質影響土是巖石經(jīng)過風化后,在不同條件下形成的自然歷史的產物搬運、沉積風化巖石地球土地球生物風化物理風化化學風化礦物成分未變無粘性土原生礦物礦物成分改變粘性土次生礦物

1.1.1風化作用分類有機質殘積土無搬運運積土有搬運土質較好殘積土強風化弱風化微風化母巖體顆粒表面粗糙多棱角粗細不均無層理母巖表層經(jīng)風化作用破碎成巖屑或細小顆粒后，未經(jīng)搬運殘留在原地的堆積物風化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運到遠近不同的地點所沉積的堆積物1.1.2搬運與沉積1.1.3運積土的特點運積土有搬運風：風積土重力:坡積土流水:洪積土沖積土湖泊沼澤沉積土海相沉積物冰川:冰積土土粒粗細不同，性質不均勻有分選性，近粗遠細渾圓度分選性明顯，土層交迭含有機物淤泥，土性差顆粒細，表層松軟，土性差土粒粗細變化較大，性質不均勻顆粒均勻，層厚而不具層理1.2土的三相組成氣相固相液相++構成土骨架，起決定作用重要影響土體次要作用土體三相組成示意圖濕土干土飽和。砂土或粉土在震動下易產生液化土的三相比例不同，其性質不同1.2.1土的固相

土的固體顆粒是土的三相組成中的主體，是決定土的工程性質的主要成分。

1.2.1.1土的成土礦物（1）原生礦物：石英、長石，云母。（2）次生礦物：按吸水性排序蒙脫石>伊利石>高嶺石。（3）腐植質：動植物殘體硅氧四面體晶片的結構表示粘土礦物:

由硅氧四面體和鋁氫氧八面體構成的晶胞所組合而成鋁氫氧八面體晶片的結構表示1.2.1.2土顆粒的大小與土的級配基本概念粒度：土粒的直徑。粒組：工程上把工程性質相近的一定尺寸范圍的土粒劃分為一組。土的級配：土中某粒組土粒質量占土?？傎|量的百分數(shù)來表示，稱為土的級配。（級配良好的土密實度高，透水性小，強度高，壓縮性低。反之亦反。）

其他的分類粒組名稱粒徑范圍／mm一般特征漂石、塊石顆粒>200透水性很大，無粘性，無毛細水卵石、碎石顆粒200～20圓礫、角礫顆粒粗20～10透水性大，無粘性，毛細水上升高度不超過粒徑大小中10～5細5～2砂粒粗2～0.5易透水，當混有云母等雜質時透水性減小，而壓縮性增大；無粘性，遇水不膨脹，干燥時松散；毛細水上升高度不大，隨粒徑變小而增大中0.5～0.25細0.25～0.1極細0.1～0.075粉粒粗0.075～0.01透水性小，濕時稍有粘性，遇水膨脹小，干時稍有收縮；毛細水上升高度較大較快，極易出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象細0.01～0.005粘粒<0.005透水性很小，濕時有粘性和可塑性，遇水膨脹大，干時收縮顯著；毛細水上升高度較大，但速度較慢1.2.1.3顆粒大小分析試驗1、篩分法（d>0.075mm的土）篩分法就是用一套標準篩子如孔直徑(mm)：20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075，將烘干且分散了的200g

有代表性的試樣倒入標準篩內搖振，然后分別稱出留在各篩子上的土重，并計算出各粒組的相對含量，即得土的顆粒級配。

由圖知：d<5.0mm的土粒質量占總土質量的95%；平均粒徑1.5mm的土粒質量占總土質量的9%。105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%9587786655362、密度計法（d<0.075mm的土）球狀的細顆粒在水中的下沉速度與顆粒直徑的平方成正比乙種比重計

1．小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分比，可按下式計算：

R′—乙種密度計讀數(shù)。

2．試樣顆粒粒徑按以下公式計算，即：

L--某一時間內的土粒沉降距離（cm）；

t--沉降時間（s）；

3、土的級配曲線（半對數(shù)坐標）（1）粒徑分布曲線縱坐標：小于某粒徑的土粒百分含量橫坐標：土的粒徑毫米數(shù)的對數(shù)值為橫坐標。（2）粒組頻率曲線縱坐標：某平均粒徑的土粒百分含量橫坐標：粒組的平均粒徑（對數(shù)值）-44粒徑分布曲線粒組頻率曲線特征粒徑:d60:控制粒徑；d10:有效粒徑；d30

:中值粒徑2、曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度；Cc=d302

/(d60×d10)—曲率系數(shù)Cc=1~3,

級配連續(xù)土；Cc>3或Cc<1,級配不連續(xù)土；曲線特點：曲線有平臺—顆粒不連續(xù)1、不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度；Cu=d60/d10—不均勻系數(shù)Cu≥5,不均勻土；Cu<5,均勻土曲線特點：陡—均勻；緩—不均勻1.2.1.4顆粒分析試驗曲線用途4、判定土的級配優(yōu)劣：

如果Cu≥5且

Cc=1~3，級配良好的土；如果Cu<5或

Cc>3或Cc<1,級配不良的土作業(yè)1-1，圖做在書上p10-11的圖上3、粒組含量用于土的分類定名；1.2.2

土中水（1）結合水強結合水、弱結合水（2）自由水重力水、毛細水（3）氣態(tài)水（4）固態(tài)水雙電層結合水概念強結合水、弱結合水雙電層概念

1.2.3

土中氣體