土质学与土力学 土的物理性质及工程分类课件.ppt

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1、第一章：土的物理性质及工程分类边晓亚PhysicalConditionsandEngineeringBehaviorofaSoilMass第一章土的物理性质及工程分类§1.1土的三相组成§1.2土的颗粒特征§1.3土的三相比例指标§1.4黏性土的界限含水率§1.5无黏性土的密实度§1.6土的工程分类主要内容土的物理性质概述岩石风化（物理、化学）作用岩石破碎化学成分改变搬运沉积大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体（土）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岩石破碎后的岩石化学成分改变松散的颗粒集合体（土）风化、搬运、堆积地质成岩作用岩石的风化土的

2、形成渗透特性变形特性强度特性土的三相组成土的物理状态土的结构土的工程分类土的压实性决定影响如何获得较好的土便于研究和应用6土岩石风化、搬运、沉积地质成岩作用土的颗粒特征和物理力学性质过程、条件固体颗粒（固相）土中水（液相）土中气（气相）§1.1土的三相组成固体颗粒固相构成土体骨架，起决定作用土中水液相重要影响土中气体气相次要作用饱和土：土体孔隙完全被水充满干土：土体孔隙完全被气充满非饱和土：孔隙中水和气均存在一、土的固相矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同。例：石英、云母、长石

3、等特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点。例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等。特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易膨胀的特点。土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质。固体成份矿物质有机质原生矿物次生矿物石英长石云母∶粘土矿物Fe2O3Al2O3SiO2碳酸盐白云母磷灰石石膏石英正长石蒙脱石三种粘性土矿物的形状特性二、土中的水土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水1.结合水强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近

4、于固体弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱2.自由水存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能传递水压力，冰点为0℃，有溶解能力以两种形式存在：毛细水、重力水土中的水结合水自由水强结合水弱结合水毛细水重力水三、土中气体土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体1.非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大2.封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时一、土粒粒组的划

5、分粒组按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类界限粒径d(mm)d(mm)砾石砂粒粉粒粘粒胶粒6020.050.0050.0020.250.5520粗中细粗中细极细0.1粗粒细粒§1.2土的颗粒特征18粒组名称粒径范围／mm一般特征漂石、块石颗粒>200透水性很大，无粘性，无毛细水卵石、碎石颗粒200～20圆砾、角砾颗粒粗20～10透水性大，无粘性，毛细水上升高度不超过粒径大小中10～5细5～2砂粒粗2～0.5易透水，当混有云母等杂质时透水性减小，而压缩性增大；无粘性，遇水不膨胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大中0.5～0.25细0.25～0.1极细0.1～0.075粉粒粗0.0

6、75～0.01透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小，干时稍有收缩；毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象细0.01～0.005粘粒<0.005透水性很小，湿时有粘性和可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度较大，但速度较慢巨大的砾石—漂石描述土的粒度的方法－粒组(1)粗粒组：砾粒组、砂粒组(2)细粒组：粉粒组、粘粒组1.表格法2.累积(累计)曲线法(grainsizeaccumulationcurve)3.三角坐标法二、土粒组成的表示方法累积曲线分析与应用(1)判断各粒组的分布情况曲线陡,粒度变化范围窄,颗粒均匀,级配不好曲线缓,粒度变化范围宽,颗粒不均匀,级配良好(2)求任一累积百分

7、含量Xd对应的粒径dX有效粒径d10特征（中间）粒径d30平均粒径d50控制（界限）粒径d60用Cu和Cc表示土的级配Cu<5,级配不良Cu>5,Cc=1-3,同时满足,级配良好不同时满足,级配不良不均匀系数Cu=d60/d10曲率系数Cc=d302/（d10•d60）3.三角坐标法三角坐标为一等边三角形，可以表示三种粒组的含量，一般为砂粒组、粉粒组、粘粒。3．粒度成分及其表示方法（6）三角坐标法