土的物理性质及及工程分类

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1、土的物理性质及及工程分类土是由固体颗粒（又称固相）、水和气体所组成，故称为三相系，土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系，反映出土的不同性质。第一节土的生成与特性一、土的生成土是地球表层岩石经过风化（主要有三种：1、物理风化岩石经风霜雨雪的侵蚀，温度和湿度的变化，不均匀膨胀和收缩，使岩石产生裂隙，崩解为碎块。这种风化作用，只改变颗粒的大小和形状，不改变矿物成分。2、化学风化岩石碎屑与水、氧气、二氧化碳等物质接触，使岩石碎屑发生化学变化，改变了原来组成矿物的成分，产生一种新的成分----次生矿物，土的颗粒变得很细，具有黏结性。3、生物风化由动物、植物和人类活动对岩体的

2、破坏。其矿物成分没有变化。）、剥蚀、搬运、沉积，形成的固体矿物颗粒、水和气体的集合体。不同的风化作用，形成不同性质的土。二、土的结构和构造土的结构和构造,即物质成分间的联结特点、空间分布和变化规律反映了土物质的存在形式。土的结构指的是微观结构，而土的构造是指整个土层空间构成上特征的总和。（1）土的结构土的结构是指土颗粒的大小、形状、表面特征、相互排列及其联结关系的综合特征。一般有三种基本类型：单粒结构、蜂窝结构和絮状结构。1、单粒结构单粒结构是无黏性土的基本组成形式，由较粗的砾石、砂粒在重力作用下沉积形成。2、蜂窝结构当土粒较细在水中单独下沉，碰到已沉积的土粒，由于土

3、粒之间的分子引力大于颗粒自重，则下沉土粒被吸引不再下沉，形成具有很大孔隙的蜂窝结构。3、絮状结构细粒土（小于0.005mm）在水中长期处于悬浮状态，掺入某些电解质，凝聚成类似（2）土的构造1、层状2、分散、3、裂隙4、结核状三、土的常用指标土的物理性指标：含水率、比重、湿密度、干密度、饱和密度、浮密度、孔隙比、饱和度这九个指标。其中前三个为试验指标，后六个为计算指标。土的物理状态指标：液限、塑限、缩限、塑性指数、液性指数和砂的相对密度等。前五个指标描述的对象是细粒土，其中前四个指标是土样经过扰动后试验获得的。土的塑性指标越大，则黏粒含量越多。后一个指标描述的对象是砂土

4、，液性指数和砂的相对密度均用于评价天然土层的物理状态。土的力学性指标：压缩系数、压缩指数、固结系数、抗剪强度指标（凝聚力、内摩擦角）、承载比、回弹模量、无侧限抗压强度以及黄土湿陷性指标、土的膨胀指标、冻土特性指标等。通常“压缩”描述的是非饱和土体，“固结”描述的是饱和土体。常用土的水理性指标：渗透系数、湿化崩解量、毛细管水上升高度等。此外，还有土中化学成分的测定指标以及土中矿物成分的测定指标等。四、土的一般性术语含水率：土中水的质量与土颗粒质量的比值。ｗ单位%。密度：单位体积的质量。P单位g/cm3kg/m3孔隙率：土的孔隙与土总体积的比值。孔隙比：土的孔隙与固体颗粒

5、体积的比值。土颗比重：土颗粒的质量与4℃蒸馏水的质量的比值，其在数值上与土粒的密度相同，只是意义不同。级配：土料按颗粒粗细的不同，将粒径相似、工程性质相近的颗粒划分为若干个粒组，土中各粒组的相对含量，即为土颗粒的级配。它是以不均匀系数CU和曲率系数CC来评价构成土的颗粒粒径分布曲线状态的一种概念。不均匀系数CU反映粒径分布曲线上的土粒分布范围，曲率系数CC反映粒径分布曲线上的土粒分布形状。级配是反映土颗粒几何组成特征的重要指标，它是描述土的最基本组成的指标，是土的工程分类、定名的主要依据之一。稠度界限：黏性土随含水率的变化从一种状态变为另一种状态时的界限含水率。稠度通

6、常表现出的感观认识是黏性土的软、硬程度，基于土体的天然结构被破坏后的概念基础之上，土的不同稠度反映的是土所具有的不同状态。通常土的稠度状态分为固态、半固态、可塑态和液态（或流态），土的稠度状态常用五个稠度状态指标（缩限、塑限、液限、塑性指数和液性指数）来描述。缩限描述的是固态与半固态的界限含水率，塑限描述的是半固态与可塑态的界限含水率，液限描述的是可塑态与液态的界限含水率，该三个指标也称为土的稠度界限指标。塑性指数反映了黏性土具有可塑性的含水率变化范围，间接表明土的强度随含水率改变而变化，综合表明黏性土的粒度组成和矿物成分与水分之间相互作用的特征。塑性指数的大小反映了

7、土中黏粒含量的多少。液性指数反映了天然土体（地基土）的软硬程度。根据液性指数，可将天然地基土体的坚硬程度划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑。应注意，液、塑限是用天然结构破坏后扰动土样来测定的，不能将土的结构对强度的影响反映出来。固结：饱和土体地外荷载作用下，土体孔隙中水分逐渐排出，使土体体积减小、密度增长的过程。土的固结过程是饱和土中孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐增长的转换过程。《公路土工试验规程》中的固结是指饱和土体在侧限情况下的单向固结压缩变形。饱和土体根据历史受力情况的不同，常分为正常固结土、超固结土和欠固结土。压缩系数：在K0固结试验中，土