土力学与地基基础复习指导

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1、第一章　土的物理性质及分类1.1概述土是由固体颗粒、水、气体三部分组成的三相体系。土＝土粒（固相）＋水（液相）＋空气（气相）1．固相——包括多种矿物成分组成的土的骨架。2．液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)。3．气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼气等。各相的性质及相对含量的大小直接影响土体的性质，土粒大小和形状、矿物成分及排列和联结特征是决定土的物理力学性质的重要因素。土粒矿物成分与土粒大小有关：粗大土粒：往往保留原生矿物，多呈块状或柱状。细小土粒：主要是次生矿物，多呈片状。无粘性土——当土样中巨粒（土粒粒径大于60mm）和粗粒（60～0.075mm

2、）的含量超过全重50%时属无粘性土。土中水影响粉性土和粘性土的可塑性、胀缩性、湿陷性、冻胀性等物理特征。1.2土的组成一、固体颗粒（土粒）原生矿物：由岩石经物理风化生成的颗粒，它的成分与母岩的相同，如：石英、长石、辉石、角闪岩、云母等。特性：颗粒一般较粗，多呈浑圆形、块状或板状；吸附水的能力弱，性质比较稳，无塑性。次生矿物：由原生矿物经化学风化生成的新矿物，它的成分与母岩的完全不同。如：由长石风化成的高岭石、由辉石或角闪石风化成的绿泥石等。特性：颗粒极细，且多呈片状；性质活泼，有较强的吸附水能力（尤其是由蒙脱石组成的颗粒），具塑性。遇水膨胀。粗大土粒一般是化学

3、性质较稳定的原生矿物颗粒，有单矿物颗粒和多矿物颗粒两种形态。细小土粒主要是次生矿物颗粒和生成过程中介入的有机物质。87二、土粒粒度分析方法土是由大小不同的土粒组成的。土粒的大小、形状、矿物成分和级配对土的物理性质有明显影响。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发生变化。例如土的性质随着粒径的变细可由无粘性变化到有粘性。（一）几个概念粒度——土粒的大小称为粒度，常以粒径表示。粒组——界于一定粒度范围内的土粒，称为粒组。界限粒径——划分粒组的分界尺寸。常用粒组的界限粒径：（根据国标《土的分类标准》（GBJ145-90））200mm，60mm，2mm，0.0

4、75mm，0.005mm200、　　60、　　　2、　　　　　　0.075　　　0.005mm　　　　　20、5　　0.5、0.25、0.1　　　0.01漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾、砂砾、粉粒、粘粒。（二）土的颗粒级配1．土的颗粒级配（粒度成分）——土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总重的百分数)。土粒的组合情况——大大小小土粒含量的相对数量关系2．确定各粒组相对含量的方法（1）颗粒分析试验①筛分法，0.075mm粒径60mm的粗粒组将风干、分散的代表性土样通过一套自上而下孔径由大到小的标准筛，称出留在各个筛子上的干土重，经计算可得小于某一筛孔直径土

5、粒的累积重量及累计百分含量。②沉降分析法，比重计法和移液管法,粒径<0.075mm的细粒组（下沉速度）土粒下沉速度与粒径的理论关系，用比重计法或移液管法测得颗粒级配。（2）试验成果——颗粒级配累积曲线级配累积曲线采用半对数坐标：土粒粒径相差常在百倍、千倍以上，宜采用半对数坐标表示。半对数坐标曲线分析：曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，即级配良好。87判别土体级配好坏的指标（有效粒径）——小于某粒径的土粒质量累计百分数为10％时相应的粒径；（中值粒径）——小于某粒径的土粒质量累计百分数为30％时相应的粒径

6、；（限制粒径）——小于某粒径的土粒质量累计百分数为60％时相应的粒径。不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况。越大表示土粒大小的分布范围越大、其级配越好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。曲率系数描写累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。一般工程上为均粒土，属级配不良；的土，属级配良好。级配连续土：曲线平滑，没有台阶；采用指标即可判断级配好坏；级配不连续：曲线呈台阶状；采用单一指标难以判断级配好坏。砾类土和砂类土当同时满足≥5,=1~3时则为良好级配砾或良好级配砂。否则，级配不良。级配良好：曲线平缓，粒径大小相差悬殊，土粒不均匀。颗粒级配可以在

7、一定程度上反映土的某些性质。对于级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的强度和稳定性也较好．透水性和压缩性也较小，可用作堤坝或其它土建工程的填方土料。三、土中的水和气1．土中水结合水——是受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。强结合水（吸着水）——紧靠土粒表面的结合水膜，牢固地结合在土粒表面，其性质相当于固体。没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动。弱结合水（薄膜水）——紧靠强结合水外围的结合水膜，不能传递静水压力，但较厚的弱结合水膜能向邻近较薄的水膜缓慢转移。当土中有较多弱结合水时具有一定

8、的强塑性。弱结合水离土粒表面愈远，受到