土的工程性质与分类

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1、第四章土的工程性质与分类土木工程地质§4.1土的组成与结构、构造§4.2土的物理力学性质及其指标§4.3土的工程分类§4.4土的成因类型特征§4.5特殊土的主要工程性质退出§4.1土的组成与结构、构造4.1.1土的粒度成分1、粒组划分、组成与土的工程性质关系粒组名称粒径范围一般特征漂石或块石颗粒卵石或碎石颗粒>200200~20透水性很大；无粘性；无毛细作用圆砾或角砾颗粒粗中细20~1010~55~2透水性很大；无粘性土；毛细水上升高度不超过粒径大小砂粒粗中细极细2~0.50.5~0.250.25~0.10.1~

2、0.075易透水；无粘性；无塑性，干燥时松散；毛细水上升高度不大（一般小于1m）粉粒粗细0.075~0.010.01~0.005透水性较弱；湿时稍有粘性（毛细力连结），干燥时松散，饱和时易流动；无塑性和遇水膨胀性；毛细水上升高度大；湿土振动有水析现象（液化）粘粒<0.005几乎不透水；湿时有粘性、可塑性、遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速度缓慢2、粒度成分对土工程性质影响的实质①组成土的颗粒大小不同，土的比面积不同，则土粒与水作用的表面能大小不同②天然土中不同大小颗粒的组成矿物类型不同，直接影响土的

3、工程特性3、粒度分析及其成果表示颗粒级配累计曲线——纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(对数坐标）试验方法（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试验方法（密度计法）——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工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度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Cu愈大，表示土粒愈不均

4、匀。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土；Cu＞10的土视为级配良好的土曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况对于砾类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，定名为良好级配砂或良好级配砾颗粒级配的描述4.1.1土的矿物成分1、原生矿物—颗粒粗大，物理、化学性质一般比较稳定，对土的工程性质影响比其它几种矿物小得多，他们对土的工程性质影响的差异主要在于其颗粒形状、坚硬程度和抗风化稳定性等因素2、不溶于水的次生矿物①粘土矿物—含水硅酸盐、主要有高岭石；伊利石、水云母；蒙脱石②次生siO2（胶

5、态和准胶态）③倍半养化物（Al2O3和Fe2O3）3、可溶盐类及易分解的矿物①易溶盐—主要有NaCl，CaCl2，Na2SO4.10H2O，Na2CO3.10H2O②中溶盐—主要有CaSO4.2H2O，MgSO4③难溶盐—主要有CaCO3和MgCO34、有机质—当有机质在粘性土中的含量达到或超过5％（在砂土中的含量达到或超过3％）时，开始对土的工程性质有显著的影响4.1.3土中水和气体及其与土粒的相互作用1、土中水结晶水结合水自由水弱结合水强结合水气态水液态水固态水毛细水重力水2、土中气体封闭气体游离气体4.1.

6、4土的结构和构造土颗粒本身特点—土颗粒大小、形状和摩圆度及表面性质等土颗粒之间相互关系——粒间排列及其连结性质1.单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态密实状态疏松状态1、土的结构—土颗粒本身的特点和颗粒间相互关系的综合特征2.蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构3.絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处

7、于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构蜂窝结构絮状结构4、软粘土的触变性和灵敏度触变性—土体经过扰动致使结构破坏时，土体强度剧烈减小，但如果将其静置一定的时间，该土体强度又随静置时间的增大而逐渐有所增长、恢复的特性。软粘土的触变性用灵敏度（st）指标做定量评价低灵敏度土14①土体构造特征反映土体在力学性质和其它工程性质的各向异性或土体各部位的不均匀性②土体的构造特征是决定勘察、取样或原位测

8、试布置方案和数量的主要因素之一1.对于碎石土，粗石状构造和假斑状构造是最普遍的2、土的构造粗石状构造冰积层的假斑状构造2.对于砂土和砂质粉土，各种不同形式的夹层、透镜体或交错层构造较为普遍3.粘性土中，常见的有层状、显微层状构造及各种节理构造浅海沉积砂夹粘土层构造风积砂的交错层构造膨胀土体表层的裂隙构造§4.2土的物理力学性质及其指标4.2.1土的三相比例指标上一节下一节