土力学第二章：土的物理性质及工程分类全解

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1、第2章土的物理性质及工程分类§2.1土的生成与特性§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地基土的工程分类第2章土的物理性质及工程分类本章重点土的三相组成与颗粒特征，土的物理性质指标，土的物理状态指标，地基土的工程分类。本章难点土的物理性质指标与物理状态指标。2.1土的生成与特性第2章土的物理性质及工程分类岩石地球搬运、沉积风化土地球土是由岩石，经物理化学风化、剥蚀、搬运、沉积，形成固体矿物、流体水和气体的一种集合体。2.1.1土的生成第2章土的物理性质及工程分类（1）物理风化岩石经风、霜、雨的侵蚀，温度、湿度的变化，发生不均匀膨胀与收缩，使

2、岩石产生裂隙，崩解为碎块。特点：矿物、岩石的物质成分不发生变化，只是碎裂成为大小不等的碎块。类型：①温差风化；②冰劈作用；③其它物理风化作用：盐类的结晶与潮解、层裂或卸载作用。2.1土的生成与特性2.1.1土的生成2.1土的生成与特性第2章土的物理性质及工程分类（1）物理风化①温差风化：由于温差变化，岩石在热胀冷缩过程中逐渐破碎的过程，常发生在温差较大的干旱气候地区。2.1.1土的生成2.1土的生成与特性第2章土的物理性质及工程分类（1）物理风化②冰劈作用：充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石裂解的过程。水结成冰时其体积可增大9.2％。冰体将对裂缝壁产生2000kg／cm2

3、的巨大压力。2.1.1土的生成2.1土的生成与特性第2章土的物理性质及工程分类（1）物理风化③其它物理风化作用：盐类的结晶与潮解：充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶液，因水溶液浓度的变化，盐类出现结晶与溶解使岩石破碎的过程(类似于冰劈作用)。2.1.1土的生成2.1土的生成与特性2.1.1土的生成第2章土的物理性质及工程分类（1）物理风化由物理风化生成的土为粗粒土，如块碎石，砾石和砂土等，总称为无粘性土砾石料卵石砂2.1土的生成与特性第2章土的物理性质及工程分类（2）化学风化岩石的碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质相接触时，逐渐发生化学变化，原来组成矿物发生变化，产生一种新的成分——

4、次生矿物。粘土2.1.1土的生成2.1土的生成与特性第2章土的物理性质及工程分类（3）生物风化2.1.1土的生成2.1土的生成与特性2.1.2土的结构与构造第2章土的物理性质及工程分类1.土的结构：土颗粒之间的相互排列及其联结形式。①单粒结构：凡粗颗粒土（如卵石与砂土等），在沉积过程中，每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳定状态，其特点是土粒间存在点与点的接触。密实状态疏松状态2.1土的生成与特性2.1.2土的结构与构造第2章土的物理性质及工程分类1.土的结构：土颗粒之间的相互排列及其联结形式。②蜂窝结构：当土颗粒较细（粒径在0.02mm以下）时，在水中单个下沉，碰到已沉积的

5、土粒被吸收不再下沉（彼此之间引力大于重力），依次一粒粒被吸收，形成很大孔隙的蜂窝状结构。（适用于粉土）蜂窝结构2.1土的生成与特性2.1.2土的结构与构造第2章土的物理性质及工程分类1.土的结构：土颗粒之间的相互排列及其联结形式。③絮状结构（二级蜂窝结构）：那些粒径极细的粘土颗粒（粒径小于0.005mm）在水中长期悬浮，相互碰撞而吸引形成小链环状的土集粒，它们互相接近吸引，不断扩大形成大链环状，称为絮状结构。（适用于粘土）絮状结构2.1土的生成与特性2.1.2土的结构与构造第2章土的物理性质及工程分类1单粒结构工程性质好于蜂窝结构和絮状结构2土的结构受力后会产生变化，饱和粉砂细

6、砂（振动液化），粘性土受扰动后强度变低气相固相液相++构成土骨架，起决定作用重要影响土体次要作用第2章土的物理性质及工程分类2.2土的三相组成物理状态力学特性粒径级配矿物成分颗粒形状第2章土的物理性质及工程分类2.2.1土的固体颗粒2.2土的三相组成2.2土的三相组成第2章土的物理性质及工程分类2.2.1土的固体颗粒原生矿物物理风化作用产物（如：石英、长石、云母），构成粗粒土的主要矿物成分次生矿物化学风化作用产物，主要是粘土矿物，倍半氧化物等，构成细粒土的主要矿物成分高岭石、伊里石、蒙脱石1.土粒的矿物成分粘土矿物:由硅片和铝片构成的晶包所组合而成2.2土的三相组成第2章土的物

7、理性质及工程分类硅片的结构基本单元：硅-氧四面体2.2.1土的固体颗粒1.土粒的矿物成分2.2土的三相组成第2章土的物理性质及工程分类铝片的结构基本单元：铝-氢氧八面体2.2.1土的固体颗粒1.土粒的矿物成分高岭石（氢键联结）粘土矿物的晶格构造蒙脱石伊利石粒　　径亲水性胀缩性压缩性大小小小中中中中小大大大2.2土的三相组成第2章土的物理性质及工程分类2.2.1土的固体颗粒1.土粒的矿物成分2.2土的三相组成第2章土的物理性质及工程分类2.2.1土的固体颗粒2.土颗粒的大小与形状0.0050.