《工程岩土学》ppt课件

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1、工程岩土学王宝军南京大学地球科学与工程学院第一章土的物质组成成分土是还未固结硬化成岩石的疏松沉积物土由岩石经历物理、化学、生物风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用交错复杂的自然环境中所生成的各类沉积物soil;earth地球上只有很少的土成分的生成年代早于第三纪，大多数不会早于更新世工业原料生活用品地质灾害建筑基础土与人类的生产生活息息相关作物生长黄土黑土地红粘土成分差别导致宏观颜色不同膨胀土淤泥砂土成分不同导致工程性质差异盐渍土杂填土吹填土人类活动对土体的改造第一节土的基本特征土的成因类型与地质历史是判定土工程

2、性质的重要基础母岩类型沉积环境风化、沉积历史土是多相系组合体何谓相：土的三相：固相-土颗粒；液相-孔隙水；气相-孔隙气土的四相：有机质？收缩膜？饱和土；非饱和土；干土；湿土各相系相互关系复杂土是分散体系粗分散体系；细分散体系；胶体体系；分子体系土中的能量：内部能量+表面能砂土与粘土的表面能量差别很大土的矿物组成原生矿物:石英、长石、云母等硅酸盐矿物次生矿物：粘土矿物、倍半氧化物、次生二氧化硅第二节土的粒度组成粒径：土颗粒的直径（毫米，mm；微米，μ）最大直径（筛分法）平均直径（静水沉降法）粒度成分：不同粒径颗

3、粒在土体中的比例关系不同粒径对应不同的矿物成分不同粒径对应不同的性质自然土体的粒度成分影响土体的工程性质粒组：将大小近似的粒径归并成组：粒组不同，性质不同相邻粒组界限值的划分原则粒径的量变引起土性质发生质变与粒度分析技术水平相适应便于记忆粒组划分方案200----20----2-----0.05----0.005（mm）块石碎石砾石砂粉粘毛细现象粘着力胶体性质0.0740.002粒组划分粒度分析粒度分析：确定自然土各粒组百分含量的试验过程直接测量：用于砾岩，用尺直接测量砾石的直径，测量一定面积内的全部砾石不少

4、于100个筛分法（>0.1mm）：用于未固结的碎屑岩，用直径不同的筛子将砂过筛，分出不同的粒级组分，称出各自的重量，求出百分含量薄片粒度法：用于固结的岩石，在显微镜下，测量薄片中颗粒的直径静水沉降法(<0.1mm)：用颗粒沉降速度来划分粒级分布激光粒度仪法:采用光学原理，通过测量颗粒群的空间频谱来分析其粒度分布粒度分析试验---静水沉降法基本原理：Stokes不同粒径颗粒在静水中的沉降速度不同，因此可以计算得到试验样品制成的悬浮液在指定时刻某一粒组沉降的深度，而在该深度以上则认为已经没有小于该粒径的颗粒。集聚

5、体的分散集聚体：假集聚体、抗水集聚体、真集聚体半分散法（不分散真集聚体）：焦磷酸钠、六偏磷酸钠、草酸钠、氨水假设条件悬液浓度很小粘滞系数不变土粒比重相同土粒为球形土粒直径远远大于水分子土粒水化膜厚度等于零沉速很小h2h1制备悬液T时刻悬液粒度曲线直方图：横座标为颗粒粒径区间，纵座标表示粒级的百分含量频率曲线：是将直方图每个柱子的纵、横边的中点依次连成多边形频率曲线累积曲线：以累积百分含量为纵座标，以粒径Φ为横座标概率累积：在正态概率纸上绘制，横座标代表粒径；纵座标为累积百分数并以概率标度有效粒径：d10平均粒

6、径：d50限制粒径（控制粒径）：d60(不)均匀系数：曲线的陡度，值越大表示不同粒径颗粒连续分布，级配良好，分选性好，反之，颗粒粒径相对单一，均匀而不连续曲率系数（d30）：曲线平滑度，或曲线斜率的连续性粒度成分累计曲线（级配分布图）偏度：反映频率分布曲线的对称性单峰对称曲线：以峰为对称轴的对称曲线,曲线为正态分布，反映出：Mz（平均粒度）=Md（中值）=Mo（众数）。不对称正偏态曲线：曲线不对称，主峰偏粗一侧，即沉积物以粗组分为主不对称负偏态曲线：曲线不对称，主峰偏细一侧，即沉积物以细组分为主峰态（尖度）：

7、反映正态频率曲线尖度尖锐正态扁平粒度成分（频率）分布曲线三角坐标法第三节土的矿物组成土的矿物组成原生矿物（石英、长石、云母等最为常见）次生矿物不可溶可溶盐粘土矿物（高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石及混层矿物）倍半氧化物（Fe2O3；Al2O3）次生二氧化硅（SiO2）难溶中溶易溶有机质泥炭腐殖质粘土矿物的晶体结构层状结构含水硅酸盐硅氧四面体铝（镁）氧（氢氧）八面体四面体片八面体片硅氧四面体八面体四面体片氢氧铝片氢氧镁片同晶置换（类质同象）又称“同晶替代”矿物结晶时，晶体结构中由某种离子或原子占有的位置，部分被性

8、质类似、大小相近的其他离子或原子占有，但晶体结构型式基本不变。同晶置换的结果，晶形基本不变，但使晶体中电价不平衡，产生剩余负电荷，从而吸附阳离子。常见同晶置换方式：铝氧八面体中的Al3+被Fe2+，Mg2+，Ca2+置换；硅氧四面体中的Si4+被Al3+置换TO型（1：1）片状组合一层硅氧四面体与一层八面体组合，形成双层单元结构八面体与四面体需要轻微扭曲键角方能形成共价键同晶置换现象极少特征矿物：高