土力学复习笔记11

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1、第一章土的物理性质及工程分类土是三相体——固相(土颗粒)、液相(土中水)和气相(土中空气)。固相:是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。1.土粒颗粒级配(粒度)a.土粒大小及其粒组划分b.土粒颗粒级配(粒度成分)土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。粒径大于等于0.075mm的颗粒可采用筛分法来区分。粒径小于等于0.075mm的颗粒需采用水分法来区分。颗粒级配曲线斜率:某粒径范围内颗粒的含量。陡—相应粒组质量集中;缓--相应粒组含量少;平台--相应粒组缺乏。特征粒径:d50:平均粒径;d60:控制粒径;d10:有效粒径;d30粗细程度:用d50表示。

2、曲线的陡、缓或不均匀程度:不均匀系数Cu=d60/d10,Cu≤5,级配均匀,不好Cu≥10,,级配良好,连续程度:曲率系数Cc=d302/(d60×d10)。较大颗粒缺少,Cc减小;较小颗粒缺少,Cc增大。Cc=1~3,级配连续性好。粒径级配累积曲线及指标的用途:1)粒组含量用于土的分类定名;2)不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度:Cu≥5,不均匀土;Cu<5,均匀土;3)曲率系数Cc用于判定土的连续程度:Cc=1~3,级配连续土;Cc>3或Cc<1,级配不连续土。4)不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣:如果Cu≥5且Cc=1~3,级配良好的土;如果Cu<5或

3、Cc>3或Cc<1,级配不良的土。土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物(圆状、浑圆状、棱角状)次生矿物:原生矿物经化学风化后发生变化而形成。(针状、片状、扁平状)粗粒土:原岩直接破碎,基本上是原生矿物,其成份同生成它们的母岩。粘性土(细粒土)是由次生矿物组成,主要是粘土矿物。(粘土颗粒本身带负电)<二>、土中水土中水存在于土体的孔隙中或土粒表面,分为自由水和结合水。自由水就是我们通常所说的地下水,结合水是指受到电分子引力作用而吸附在土粒表面的水。结晶水——矿物内部的水结合水——吸附在土颗粒表面的水(强结合水和弱结合水)自由水——电场

4、引力作用范围之外的水(重力水和毛细水)重力水:在重力作用下可在土中自由流动。毛细水:存在于固气之间,在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动<三>.土中气体自由气体:与大气连通,对土的性质影响不大封闭气体:增加土的弹性;阻塞渗流通道,可能会形成“橡皮土”。粘性土的物理特性指标粘性土的界限含水量及其测定——粘性土所处的物理状态(软硬状态)与土的含水量密切相关。当含水量很小时,感觉较硬,外力作用下,将其压碎成粉沫状;我们称其处于固体状态,少加一点水,充分湿润加压后,感觉稍软,加力压碎后成边缘破裂的饼状,称其为半固态;再加水充分湿润,它就具有一定的可塑性;水加的过多,就成了流塑

5、状态的泥浆状。粘性土从一种状态转变到另一种状态,含水量应有一个分界值,我们称其为界限含水量,分别称为液限、塑限和缩限。1.液限WL——粘性土从可塑状态转变到流塑状态时含水量的分界值,称为粘性土的液限,记为WL。2.塑限Wp——粘性土从可塑状态转变到半固体状态时含水量的分界值,称为粘性土的塑限,记为Wp3.缩限Ws——从半固体状态转变到固体状态时含水量的分界值,称为粘性土的缩限,记为Ws。塑性指数Ip:粘性土液、塑限差值(去掉百分号)称为粘性土的塑性指数,记为Ip。Ip=WL-Wp塑性指数反映的是粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围;而粘性土与水作用能力的大小与粒径密切相关,这段

6、范围越大,说明土体中细粒土含量越多;土体中蒙脱土矿物含量越多;说明土体中弱结合水含量就越多,土粒表面吸附的阳离子层厚度就越厚,由此推断:土中低价离子含量就越多,土的渗透性就越差、阻水性就越好。因此,塑性指数Ip是粘性土各种影响因子作用后的一个综合反映,从一定程度上,反映了粘性土的工程性质。它是粘性土命名的依据。工程上,用塑性指数Ip对粘性土进行工程分类。Ip17粘土10Ip<17粉质粘土液性指数IL——粘性土的天然含水量与塑限的差值和塑性指数之比,记为IL。稠度指标,反映粘性土的软、硬程度即当天然含水量ω小于等于塑限Wp时,土体处于固态或者是半固态,此时IL小于或等于零;当天然

7、含水量ω大于等于液限WL时,土体处于流塑状态,此时IL大于或等于1.0;当天然含水量在液限WL和塑限Wp之间变化时,IL值处于0~1.0之间,此时粘性土处于可塑状态。各类规范根据IL值的大小,将粘性土的软硬状态分为土坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑等几种状态。液、塑限的测定1.液限测定:国家标准:锥式液限仪。凭经验调好土样(调成土湖状),分层放入盛土碗内,用刀抹平盛土碗表面将锥顶角30°、重76g的圆锥体锥尖对准土样表面,松手后让其在自重作用下下沉,5s沉入土中深度恰好为10mm时,土样含水量即

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