土力学一到四

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1、第一章土的物理性质一、内容简介土的力学性质由其物理性质所决定，而土的物理性质又取决于土的成分、结构和形成过程等。在本章中将介绍土的生成、矿物组成、结构及其联结、三相含量指标、土体状态、土（岩）的工程分类等。二、基本内容和要求1．基本内容（1）土的形成；（2）土的粒径组成及物质成分；（3）土中的水及其对土性的影响（粘粒与水的表面作用）；（4）土的结构及联结；（5）土的三相含量指标及换算关系；（6）土的物理状态及有关指标；（7）土（岩）的工程分类。2．基本要求★概念及基本原理【掌握】土的粒径组成（或颗粒级配、粒度成分）；粒组划分；粒径分析；粒径分布曲线（级配曲线）及其分析应用；土的三相含

2、量指标；砂土及粘性土的物理状态及相应指标；砂土的相对密实度及状态划分；粘性土的稠度和可塑性；稠度和稠度界限；塑性指数及液性指数；【理解】土的形成过程；粒径分析方法（筛分法、比重计法）；不均匀系数；曲率系数；土的矿物成分及相应的物理性质；土中水的形态及相应的性质；粗粒土、粉土、粘性土的结构及对土性的影响；重塑土；粘性土的灵敏度及触变性；标准贯入试验及标贯数；塑限及液限的确定方法；土（岩）的工程分类★计算理论及计算方法【掌握】土的三相含量指标关系的推导；土的三相含量指标的计算；相对密实度的计算；塑性指数及液性指数的计算；★试验【掌握】三个基本指标容重、比重、含水量的确定方法；塑限及液限的

3、确定（搓条法及锥式液限仪法）三、重点内容介绍1．土的生成土的多相性、分布不均匀性的主要原因就是因为其生成的原因和历史不同。总的来说，土是由地壳表层的岩石（完整的）经长期的变为碎屑，原地堆积或经风力水流等搬运后沉积而形成。与岩石相比，其形成的年代较短，多在一百万年以内，属第四纪沉积。其中：风化根据成因不同，土的沉积类型：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖沼积土、海积土、冰川积土、风积土等。此外，还有在特殊环境下形成的特殊土，如沿海的软土、陕甘晋的黄土、黔滇桂的红粘土等。2．土的粒径组成土的粒径组成及矿物组成是决定土的物理性质的最基本的因素，土的很多物理及工程工程性质都是由它决定的。其中

4、⑴粒组的概念：各粒组的界限粒径：200mm，20mm，2mm，0.075mm，0.005mm⑵确定各粒组相对含量的方法——颗粒分析试验试验成果——颗粒级配曲线⑶级配曲线（半对数坐标）由级配曲线，可从以下几方面分析颗粒的级配特点：曲线的起止范围反映了某土样中颗粒粒径的范围，范围越大，土中颗粒的大小就越不均匀，就越容易成为级配良好的土。定义不均匀系数（1-1）对级配良好的土，要求其Cu≥5。②若级配曲线上的某段较为平缓，则表明该段颗粒含量较少；反之，若较陡，则该段颗粒含量较多。引入曲率系数（1-2）对级配良好的土，要求其Cc=1~3。⑷判别土体级配好坏的指标当同时满足Cu≥5和Cc=1~

5、3时，土的级配良好，否则，级配不良。3．土的矿物成分（1）原生矿物物理风化产物，化学性质比较稳定，具有较强的水稳性。其中以石英砂粒强度最高，硬度最大，稳定性最好，而云母则最弱。是粗颗粒土的主要成分。（2）次生矿物化学风化的产物，颗粒细小，比表面积大，活性强。其中高岭石、伊利石、蒙脱石这三种复合的铝－硅酸盐晶体是最重要的次生矿物，具有很强的亲水性（蒙脱石>伊利石>高岭石），遇水膨胀，失水收缩。（3）有机质4．粘粒与水溶液的表面作用粘粒表面带负电，水分子有极性，故粘粒与水分子之间会发生相互作用。其中：强结合水：其水分子被粘粒紧密地吸附，很难分开。弱结合水：粘粒对水分子的吸附作用使其不能完

6、全自由运动，水可发生一定程度的变形，表现为粘性土的可塑性。自由水：水分子距粘粒较远，可自由运动。5．土的结构及其联结（1）土的结构土的结构是指土粒之间的相互排列和联结方式。可分为：（2）砂土的结构变化①受高频振动时，颗粒位置重新调整，使砂更趋密实。②饱和的粉砂、细砂在动荷载作用下，会失去强度，产生砂土液化。（3）粘性土的结构性和触变性粘性土的天然结构（原状土）被破坏后（扰动土），其强度通常会下降，称为土的结构性。其结构性的强弱用灵敏度表示，其定义为：原状土与重塑土无侧限抗压强度之比，或不排水抗剪强度之比。6．土的三相指标图1-2土的三相图（1）土的天然密度或重度单位体积土的质量（重量

7、）。（kg/m3）（1-3a）（kN/m3）（1-3b）且有关系（1-4）试验测定方法：环刀法等。（2）土的含水量（率）w土中水的质量（重量）与土粒质量（重量）之比，以百分数表示。（1-5）试验测定方法：烘干法（3）土粒相对密度（土粒比重）Gs土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积4oC纯水的质量之比。（无量纲）（1-6）试验测定方法：比重瓶煮沸法。由此还可得到（1-7）以下指标由基本指标导出。设土颗粒的体积为1，按照各指标的定义，可得到单元土的三相简图如图