长安大学土力学知识点讲解.doc

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1、长安大学岩土工程、防灾减灾及防护工程专业基础知识点框架梳理及其解析第一章土的物理性质及工程分类本章节包括6个知识点土的形成（地质背景）、土的组成、级配、土的结构特征、土的物理状态指标、土的工程分类。其中必须掌握的知识点是2个，土的物理性质及工程分类。要求掌握土的基本物理性质指标的定义、应用及计算方法，熟悉土的工程分类。基础阶段，复习时间是从5月份至8月份，需要掌握的知识点是土的组成，土的三相比例指标，土的物理特性及其指标，地基土的分类及分类依据。在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟

2、悉并分析理解教材内容，记忆相关的定义、分类并掌握其内涵，结合自己生活实践经验并通过相关试验操作，深刻理解把握本章内容，熟悉相应知识点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应知识点的掌握过程。本章知识点以记忆为主，要求概念明确清晰，内容要求深刻理解并掌握。【知识点1】土的形成（地质背景）在土木工程中，土是指覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而破碎后，形成形状不同、大小不一的颗粒。这些颗粒受

3、各种自然力的作用，在各种不同的自然环境下堆积下来，就形成通常所说的土。堆积下来的土，在很长的地质年代中发生复杂的物理化学变化，逐渐压密、岩化最终又形成岩石，就是沉积岩或变质岩。因此，在自然界中，岩石不断风化破碎形成土，而土又不断压密、岩化而变成岩石。这一循环过程，永无止境地重复进行着。【知识点2】土的组成、级配自然界的土体由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（土中气体）组成，通常称为三相分散体系。1.土中的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。

4、粗大土粒往往是岩石经物理风化作用形成的碎屑，或是岩石中未产生化学变化的矿物颗粒。土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要。漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是岩石的碎屑，它们的矿物成分与母岩相同。砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如石英、长石和云母等。其中石英的抗化学风化能力强，在砂粒中尤为多见。粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等难溶盐的颗粒。粘粒的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各

5、种难溶盐类(如碳酸钙等)，它们都是次生矿物。粘土矿物的颗粒很微小，在电子显微镜下观察到的形状为鳞片状或片状，经X射线分析证明其内部具有层状晶体构造。粘土矿物基本上是由两种原子层(称为晶片)构成的。一种是硅氧晶片，它的基本单元是SlO四面体；另一种是铝氢氧晶片，它的基本单元是Al—OH八面体。由于晶片结合情况的不同，便形成了具有不同性质的各种粘土矿物。其中主要有蒙脱石、伊利石和高岭石三类。除粘土矿物外，粘粒组中还包括有氢氧化物和腐植质等胶态物质。在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。土粒的

6、粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发生变化，土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示，称为土的颗粒级配。表7.1提供的是最常用的土粒粒组的划分方法，表中根据界限粒径200、60、2、0.075和0.005mm把土粒分为六大粒组：漂石(块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。表7.1土粒粒组的划分方法粒组名称粒径范围(mm)一般特征漂石或块石颗粒>200透水性很大，无粘性，无毛细水卵石或碎石颗粒200～60圆砾或角砾颗粒粗6

7、0～20透水性大，无粘性，毛细水上升高度不超过粒径大小中20～5细5～2砂粒粗2～0.5易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，而压缩性增加，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0.075～0.01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、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著,毛细水上升高度大，但速度

8、较慢2.土中的水和气，在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处于液态、固态或气态。土中细粒愈多，即土的分散度愈大，水对土的性质的影响也愈大。研究土中水，必须考虑到水的存在状态及其与土粒的相互作用。存在于土粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造中的水称为矿物内部结合水，它只有在比较高的温度(80～680℃，随土粒的矿物成分不同而异)下才能化为气态水而与土粒分离。从土的工程性质上分析，可以把矿物内部结合水当作矿物颗粒的一部分。存在于土中的液态水可分为结合水和自由水两大类：结合水是指受电