第2章 土的物理性质和工程分类

《第2章 土的物理性质和工程分类》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章绪论第二章土的物理性质及工程分类第三章土中应力第四章土的压缩性与地基沉降第五章土的抗剪强度与地基承载力第六章土压力与土坡稳定第七章浅基础第八章桩基础第八章地基处理课程内容第2章土的物理性质和工程分类学习要求：了解土的成因和三相组成，掌握土的物理性质和物理状态指标的定义、物理概念、计算公式和单位。要求熟练地掌握物理指标的三相换算。了解地基土的工程分类依据与准确定名。基本内容：2.1土的形成与特征2.2土的三相组成2.3土的物理性质指标2.4土的物理状态指标2.5土的工程分类2.1土的形成与特征2.1.1土的形成2.1.2土的结构与构造2.2.3土的工程特性2.2.4土的形成

2、与工程特性的关系岩石风化（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2.1土的形成与特征2.1.1土的形成“土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木工程领域而言，土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物。土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的强弱。物理风化——指岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，温度湿度的变化、不均匀膨胀与收缩，使岩石产生裂隙，崩解为碎块。这种风化仅改变颗粒大小与形状，不改变原来矿物成分。生成的土呈松散状态，无粘性土。化学风化——

3、指岩石碎屑与空气、水和各种水溶液相接触，经氧化、碳化和水化作用，改变原来矿物成分，形成新的矿物（次生矿物）。生成的土为细粒土，粘性土。生物风化——由动物、植物和人类对岩体的破坏称~。2.1.2土的形成与工程特性的关系由于各类土的生成条件不同，它们的工程特性往往相差悬殊：1.搬运、沉积条件通常流水搬运沉积的土优于风力搬运沉积的土。2.沉积年代通常土的沉积年代越长，土的工程性质越好。3.沉积的自然地理环境自然地理环境不同所生成的土的工程性质差异也很大。2.1.3土的工程特征土与其它连续介质的建筑材料，具有下列三个显著的工程特征：1.压缩性高反映材料压缩性高低的指标弹性模量E(土称变

4、形模量),随着材料的不同而有极大的差别,例:钢筋E1=21万Mpa;C20混凝土E2=2.6万Mpa;卵石E3=50Mpa;饱和细砂E4=10Mpa.2.强度低为抗剪强度，而非抗压、抗拉强度；3.透水性大颗粒之间有无数孔隙。2.2土的三相组成土是由固相、液相、气相组成的三相分散系。固相——包括多种矿物成分组成土的骨架，骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空隙是相互连通的，形成多孔介质；液相——主要是水；气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼气等。2.2土的三相组成●土的三相组成是指土由固体颗粒、液体水和气体三部分组成。土中的固体矿物构成土的骨架,骨架之间贯穿着大量的孔隙,孔隙中充

5、满着液体水和气体。●土体三相比例不同，土的状态和工程性质也随之各异，例如：固体+气体（液体=0）为干土，此时粘土呈坚硬状态，砂土呈松散状态；固体+液体+气体为湿土，此时粘土多为可塑状态；固体+液体（气体=0）为饱和土，此时粉细砂或粉土遇强烈地震，可能产生液化，而使工程遭受破坏；粘土地基受建筑物荷载作用发生沉降需几十年才能稳定。2.2.1土的固体颗粒（一）土的颗粒级配1.土颗粒的大小直接决定土的性质；2.粒径——颗粒直径大小，界限粒径——划分粒组的分界尺寸。3.粒组——将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归并为若干组别即称为粒组。可划分：2002020.0750.005mm漂

6、石卵石砾石砂粒粉粒粘粒4.颗粒级配——土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。●级配的测室方法：—筛析法（>0.075mm)比重计法(<0.075mm)粘土细砂粗砂碎石卵石碎石粘土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。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，然后计算其占总土粒质量的百分数比重计法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级配良好纵坐标表示小于某粒径的土重占总土重的百分数，横坐标用对数坐标表示土的粒径。颗粒级配的描述工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度d10、d3

7、0、d60小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径Cu愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土；Cu＞10的土视为级配良好的土曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况对于砾类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，定名为良好级配砂或良好级配砾2.土粒的矿物成分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