土的物理性质和工程性质

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1、第二章土的性质及工程分类要求：1.了解土的生成和演变过程，了解土的矿物成分和土中水的种类以及粘土矿物的带电性质、土的结构性和灵敏度等。2.理解土的三相组成、土的三相比例指标的定义并掌握其计算方法3.掌握土的粒径级配的分析方法4.掌握土的物理状态判断指标和标准以及利用这些指标来判断其物理状态和工程性质好坏的方法。5.理解土的压实原理。掌握击实试验方法、最大干重度和最优含水量的概念以及影响土体压实的主要因素。6.了解土的工程分类的基本方法。重点：土的三相物理指标及换算关系，土的粒径级配及土的物理状态的判别。难点：土的三相物理指标的换算。需要掌握的基本概念:颗粒级配;不均匀系数/曲率

2、系数;液限/塑限/缩限;液性指数/塑性指数;土的灵敏度和触变形;最优含水量计算主要掌握:三相组成指标之间的换算及有关计算密实度判定液限/塑限等的计算及相关判断§2.1土的三相组成气相固相液相++构成土骨架，起决定作用重要影响土体次要作用§2土的性质与工程分类一.固体颗粒§2.1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§2土的物性与分类一.固体颗粒1.粒径级配颗粒大小各粒径成分在土中占的比例狭义的粒径级配影响土性的主因§2.1土的三相组成§2土的物性与分类颗粒大小粒组大小、性质相近的土粒合为一组称为粒组界限粒径：粒组的分解尺寸一.固体颗粒§2.1土的三相组成§2土的物

3、性与分类0.1d(mm)d(mm)砾石砂粒粉粒粘粒胶粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗中细粗中细极细粗粒细粒粒径级配确定方法筛分法：适用于粗粒土(>0.075mm)比重计法：适用于细粒土(<0.075mm)——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示表述方法粒径级配累积曲线一.固体颗粒§2.1土的三相组成§2土的物性与分类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(v∝D2)1009080

4、706050403020100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)土的粒径级配累积曲线105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%958778665536一.固体颗粒§2.1土的三相组成§2土的物性与分类1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒

5、径:d60:控制（限定）粒径d10:有效粒径d30:中值粒径不均匀系数：Cu=d60/d10曲率系数:Cc=d302/(d60×d10)Cu≥5,级配不均匀一.固体颗粒§2.1土的三相组成§2土的物性与分类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Cu愈大，表示土粒愈不均匀。d10、d30、d60小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况同时满足：Cu≥5和Cc=1～3时，为级配良好，否则级配不良曲线出现平直段反映什么情况？曲线出现竖直段反映什么情况？讨论2.土的矿物成分物理风化产物

6、，石英、长石、云母等。颗粒粗，为砂、砾组主要成分。（1）原生矿物化学风化产物，颗粒细，呈片状，为粘粒组的主要成分。（2）次生矿物颗粒大，比表面积小，与水的作用能力弱，其抗水性和抗风化作用都强，工程性质稳定。若级配良好，则土的密度大，强度高，压缩性低颗粒细，比表面积大，与水的作用能力强，能发生一系列复杂的物理、化学变化。活性大，亲水性强。粘土矿物复合的铝－硅酸盐晶体，片状。，根据铝片和硅片的排列不同分为：蒙脱石、伊利石、高岭石亲水性：蒙脱石>伊利石>高岭石蒙脱石粘土颗粒表面带负电比表面积As=∑A(表面积)/m(质量)是粘性土特征指标之一土中的水固态自由水气态液态结合水重力水毛细

7、水强结合水弱结合水二.土中的水和气体粘性土的性质1.土中的水强结合水：紧靠于土颗粒的表面，受电场作用很大，不能移动，表现出固态特性它的特征是：1）.没有溶解盐类的能力，2）.不能传递静水压力，3）.只有吸热变成蒸汽时才能移动。弱结合水：强结合水外，电场作用范围内的水，是一种粘质水膜它的特征是：1）受力时可以从水膜厚处向薄处移动，也可因电场引力从一个土粒周围转移到另一个土粒周围;2）不能传递静水压力，在重力作用下不会发生移动。是粘土具有塑性的原因毛细水------受到水与空气交界面处表面张力的