土力学-第一章土的组成

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1、土力学土木工程系岩土教研室第1章　土的组成1.1概述1.2土中固体颗粒1.3土中水和土中气1.4粘土颗粒与水的相互作用1.5土的结构和构造第1章　土的组成1.1概述1.2土中固体颗粒1.3土中水和土中气1.4粘土颗粒与水的相互作用1.5土的结构和构造由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程物理风化量化学风化岩体与空气、水和各种水溶液相互作用使岩石成分发生变化，形成粘粒和可溶盐的过程量质水解、水化、氧化、溶解、碳酸化等搬运沉积岩石大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体土1.1概述洪积土冲积土海积土风积土成因类型湖积土冰积土残

2、积土坡积土指岩石经风化后未被搬运而残留于原地的碎屑堆积物。颗粒表面粗糙、多棱角、无分选、无层理残积土受重力和暂时性流水的作用，搬运到山坡或坡脚处沉积起来的土，坡积颗粒随斜坡自上而下呈现由粗到细的分选性和局部层理残积土和坡积土受洪水冲刷、搬运，在山沟出口处或山前平原沉积的土。分选性、磨圆度。河流的流水作用搬运到河谷坡降平缓的地带沉积下来的土，这类土经过长距离的搬运，颗粒有较好的分选性和磨圆度，常有层理在湖泊及沼泽等极为缓慢水流或静水条件下沉积下来的土，或称淤积土，含大量细微颗粒、有机物，成为具有特殊性质的淤泥或淤泥质土由河流流水搬运到海洋环境下沉积下来的土由风

3、力搬运形成的土，颗粒磨圆度好、分选性好。西北黄土由冰川或冰水挟带搬运形成的沉积物，颗粒粗细变化大，土质不均匀1.1概述1.1概述土的三个特点及三相体系特点：土固相液相气相土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质三相体系：土散体性多相性自然变异性颗粒之间无粘粒或一定的粘结，存在大量孔隙，可以透水透气土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系，相系之间质和量的变化直接影响工程性质土是在漫长的地质历史时期演化形成的多矿物组合体，性质复杂，不均匀，随时变化的材料第1章　土的组成1.1概述1.2土中固体颗粒1.3土中水和土中气1.4粘土颗粒与

4、水的相互作用1.5土的结构和构造1.2土中固体颗粒土粒的矿物成分1.2.2土粒的粒度成分1.2.11.2.1土粒的粒度成分1.土粒粒度与粒组土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示，以mm为单位。介于一定粒度范围内的土粒，称为粒组。以mm表示。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。粒组界限值力求服从简单的数学规律。200、60、2、0.075、0.005(mm)粘粒粉粒砂粒砾粒碎石块石0.0050.075260200巨粒粗粒细粒1.土粒粒度与粒组表1-1土粒粒组的划分粒组统称粒组名称粒径d范围（mm）分析方法主要特征巨粒漂石（块石）粒d>200直接测定透水性很大，压缩性

5、极小，颗粒间无粘结，无毛细水卵石（碎石）粒60

6、表示，称为土的粒度成分或颗粒级配试验方法筛分法适用于0.075mm≤d≤60mm沉降分析法适用于d＜0.075mm（虹吸比重瓶法、移液管法、比重计法）1.2.1土粒的粒度成分2.粒度成分分析试验筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置（如20、2、0.5、0.25、0.1、0.075mm）。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，即可求得各个粒组的相对含量。通过计算可得到小于某一筛孔直径土粒的累积重量及累计百分含量。1.2.1土粒的粒度成分2.粒度成分分析试验静水沉降分析原理：斯托克斯（Stokes）定律（1-1）式中：v—土粒的

7、沉降速度，cm/s；d—土粒直径，mm；（等效直径）ρs—土粒密度，g/cm3；ρw—水的比重，g/cm3；η—水的动力粘滞系数，10-3Pa∙s；g—重力加速度，981cm/s2“等效直径”是指土粒沉降速度与某一粒径的球形颗粒的沉降速度相等，那么这球形颗粒的直径即为该土粒的直径。1.2.1土粒的粒度成分2.粒度成分分析试验利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量比重计法1.2.1土粒的粒度成分3.粒度成分分布曲线粒径累计曲线纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(对数坐标）1.2.1土粒的粒度成分颗粒级配的描述工

8、程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度d10