土力学-第二章-土的工程性质及工程分类

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1、土力学第二章土的性质及工程分类主讲教师：张成兴第二章土的性质及工程分类§2.1概述§2.2土的三相组成及土的结构§2.3土的物理性质指标§2.4无粘性土的密实度§2.5粘性土的物理特性§2.6土的渗透性§2.7土的压实原理§2.8地基土的工程分类土是指：连续坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。风化岩石地球颗粒堆积物地球搬运、沉积2.1概述什么是土？卵石粘土砂砾石料一般固体：液体：土体（散粒）：可保持固定的形状不具有特定的形状具有一定但不固定的形状碎散性土有哪些特点？非

2、连续介质受力以后易变形体积变化主要是孔隙变化剪切变形主要由颗粒相对位移引起强度低岩石风化的产物多相介质三相性（三相体系）土有哪些特点？固相—土骨架液相—水气相—空气天然性（自然变异性）自然界的产物土有哪些特点？非均匀性各向异性结构性时空变异性碎散性三相性天然性力学特性复杂变形特性强度特性渗透特性土有哪些特点？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2.2土的三相组成及土的结构一.固体颗粒物理力学特性组成情况矿物成分大小和形状2.2土的三相组成及土的结构2.2.1土的固体颗粒－矿物成分原生矿物石英、长石、云母次生矿物

3、主要是粘土矿物，包括三种类型高岭石、伊利石、蒙脱石粘土矿物:复合的铝-硅酸盐晶体，颗粒程片状。由硅片和铝片构成的晶胞所组合而成土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质硅片的结构基本单元：硅-氧四面体2.2.1土的固体颗粒－矿物成分铝片的结构基本单元：铝-氢氧八面体2.2.1土的固体颗粒－矿物成分高岭石（氢键联结）粘土矿物的结晶格架蒙脱石伊利石粒　　径比表面积胀缩性强　　度压缩性大10-20m2/g小大小中80-100m2/g中中中小800m2/g大小大9克蒙脱石的总表面积大约与一个足球场一样大砂粒与粘粒原生矿物圆状、浑圆状、棱角状次

4、生矿物针状、片状、扁平状2.2.1土的固体颗粒－颗粒形状2.2.1土的固体颗粒－粒组粒径：颗粒的大小通常以直径表示。称为粒径（mm）或粒度。粒组：工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。2.2.1土的固体颗粒－粒组土颗粒巨粒(>200mm)粗粒(0.075~200mm)细粒(<0.075mm)卵石或碎石颗粒(20~200mm)圆砾或角砾颗粒(2~20mm)砂(0.075~2mm)粉粒(0.005~0.075mm)粘粒(<0.005mm)粘土细砂粗砂碎石卵石碎石粘土2.2.1土的固体颗粒－颗

5、粒级配土的颗粒级配土由不同粒组的土颗粒混合在一起所形成，土的性质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。土的颗粒级配定义：土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示，称为土的颗粒级配。土的颗粒级配分析方法列表法（P7）颗粒级配曲线法2.2.1土的固体颗粒－颗粒级配试验结果可绘制在半对数坐标上纵坐标：小于某粒径的土粒质量百分数横坐标：使用对数尺度表示土的粒径，可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来，尤其能把占总重量少，但对土的性质可能有主要影响的颗粒部分清楚地表达出来。2.2.1土的固体颗粒－颗粒级配2.2.1土的固体颗粒－颗粒级配不

6、均匀系数：曲率系数：小于某粒径的土粒含量占总土颗粒质量的60%时的粒径-限定粒径（d60）。小于某粒径的土粒含量占总土颗粒质量的30%时的粒径-中值粒径（d30）。小于某粒径的土粒含量占总土颗粒质量的10%时的粒径-有效粒径（d10）。2.2.1土的固体颗粒－颗粒级配不均匀系数：可以反映大小不同粒组的分布情况，Cu越大表示土粒大小分布范围广，级配良好。曲率系数：描述累积曲线的分布范围，反映曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。Cu>5，Cc＝1～32.2.1土的固体颗粒－颗粒级配分析方法颗粒分析试验筛分法：粒径60~0.0

7、75mm静水沉降法（沉降分析法）：粒径<0.075mm2.2.1土的固体颗粒－－筛分法筛分法筛析机2.2.1土的固体颗粒－－比重瓶法2.2.1土的固体颗粒－－比重瓶法105.02.01.00.50.250.1200g101618242238721009080706050403020100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)P%958778665536土的粒径级配累积曲线水分法颗粒级配粒径级配累积曲线及指标的用途：1）粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数Cu

8、用于判定土的不均匀程度：Cu≥5,不均匀土；Cu<5,均匀土3）曲率系数Cc用于判定土的连续程度：Cc=1~3,级配连续土；Cc>3或Cc<1,级配不连续土4）不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：如果Cu≥5且Cc=1~