土力学地基基础课件21第二章土的性质及工程分类

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1、土力学与地基基础姬凤玲深圳大学土木工程学院第二章土的性质及工程分类土的三相组成土的物理性质指标土的物理状态指标地基土的工程分类土的渗透及渗流土的压实特性土中气体气相次要作用固体颗粒固相构成土体骨架起决定作用土中水液相重要影响土体的三相构成饱和土：土体孔隙完全被水充满干土：土体孔隙完全被气充满非饱和土：孔隙中水和气均存在第一节、土的三相组成土样三相组成示意图AirSolidsWater第一节、土的三相组成一、土的固体颗粒固体颗粒的组成成分固体颗粒的大小无机矿物土颗粒有机质原生矿物次生矿物固体颗粒的组成成分矿物成分——原生矿物1、岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长

2、石、云母等。3、构成粗粒土，颗粒大、比表面积小，抗水性和抗风化作用强，工程性质稳定。2、一般颗粒较粗，呈粒状。有圆状、浑圆状、棱角状等。粗颗粒的形状岩浆的运移冷凝矿物成分——次生矿物1、原生矿物经化学风化作用后而形成的新矿物。主要为粘土矿物。3、是粘性土固相的主要成分，颗粒小、比表面积大，与水作用强。2、颗粒较细，多呈针状、片状、扁平状。粘土颗粒的形状粘土矿物粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和蒙特石三种类型。硅片铝片SiSi氧离子O2-硅离子Si4+硅-氧四面体硅片的结构硅片简图粘土矿物粘土矿物是

3、一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和蒙特石三种类型。OH1-铝离子Al3+铝-氢氧八面体铝片的结构铝片简图AlAl硅片铝片晶层间通过氢键联结，联结力强，晶格不能自由活动，水难以进入晶格间能组叠很多晶层，多达百个以上，成为一个颗粒。颗粒长宽约0.3-3m，厚约0.03-1m。主要特征：颗粒较粗，不容易吸水膨胀和失水收缩，或者说亲水能力差。粘土矿物依硅片和铝片组叠形式的不同，可分成如下三种类型：高岭石蒙特石伊利石SiSiAlAlSiSiAlAlSiSiAlAl高岭石微粒1:1的两层结构晶层间是O2-对O2-的

4、连结，联结力很弱，水很容易进入晶层之间。每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒大小约为0.1-1m，厚约0.001-0.01m。主要特征：颗粒细微，具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性，或者说亲水能力强。2:1的三层结构SiSiAlAlSiSiSiSiAlAlSiSi数层水分子粘土矿物依硅片和铝片组叠形式的不同，可分成如下三种类型：高岭石蒙特石伊利石粘土矿物是云母在碱性介质中风化的产物。与蒙特石相似，由两层硅片夹一层铝片所形成的三层结构，但晶层之间有钾离子连结。主要特征：连结强度弱于高岭石而高于蒙特石，其特征也介于两者之间。2:1的三层结构SiSiAlAlSiSiSiS

5、iAlAlSiSi钾离子依硅片和铝片组叠形式的不同，可分成如下三种类型：高岭石蒙特石伊利石粒组：工程上把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。d(mm)砾石砂粒粉粒粘粒胶粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗中细粗中细0.075粗粒细粒粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称无粘性土。细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称粘性土。巨粒60界限粒径固体颗粒的大小固体颗粒-粒组固体颗粒-粒径级配粒径级配：各粒组的相对含量，用质量百分数来表示分析方法：筛分法：适用于粗粒土孔径大小不同的筛子水分法：适用于细粒土常采用比重计法表述方法:

6、粒径级配累积曲线固体颗粒的大小固体颗粒-粒径级配孔径105.02.01.00.50.250.1(0.075)200g土筛余0101618242238721009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)P100958778665536土的粒径级配累积曲线水分法粒径(mm)0.050.010.005百分数P(%)2613.510筛分法固体颗粒的大小1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.01

7、0.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线固体颗粒–级配曲线d60d50d10d30特征粒径:斜率:某粒径范围内颗粒的含量陡-相应粒组含量多缓-相应粒组含量少平台-相应粒组缺乏d50:平均粒径d60:控制粒径d10:有效粒径d30固体颗粒的大小土的粗细度：用d50表示土的不均匀程度：用不均匀系数：Cu=d60/d10表示，Cu5，称为不均匀土，反之称为均匀土连续程度:用曲率系数Cc=d302/(d60×d10)度量,Cc=1~3为连续级配,>3或<1为不连续级配固体颗粒–级配曲线1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（