《土的组成土力学》PPT课件

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1、第一章土的组成§1.2土中固体颗粒§1.3土中水和土中气§1.4黏土颗粒与水相互作用§1.5土的结构和构造主要内容第一章土的组成土粒粒组的划分、结构、构造粒度成分分析方法三种亲水性的黏土矿物、土中水的类型熟悉土粒矿物成分与粒组的关系、黏土颗粒与水相互的作用、土的微观结构和构造重点掌握内容§1.1概述岩石岩石破碎化学成分改变搬运沉积大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体（土）土固相液相气相土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质物理风化化学风化生物风化气相固相液相++构成土骨架，起决定

2、作用重要影响土体次要作用土的三相组成土的物理状态土的结构土的形成影响从而决定土的渗透特性变形特性强度特性§1.2土中固体颗粒1.2.1土粒的矿物成分土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响土粒分析无机矿物颗粒—是构成土最基本性质有机质—腐殖质含量较多形成淤泥(质)土、泥炭土原生矿物—物理风化—粗粒土砂土粉土次生矿物化学风化生物风化细粒土长石云母单粒结构三氧化二铝Al2O3三氧化二铁Fe2O3碳酸钙CaCO3硫酸钙CaSO4次生二氧化硅氯化钠NaCI粘土矿物高岭石伊利石蒙脱石亲水性最小亲水

3、性低于蒙脱石亲水性最大胀缩性最强砾石石英1.2.2土粒粒度成分粒组界于一定粒度范围内的土粒粒度土粒的大小以粒径表示界限粒径划分粒组的分界尺寸粘粒粉粒砂粒园粒角粒卵石碎石漂石块石0.0050.075260200dmm粘土和砂土比较砂土物理原生粗无单粒大小大小液化土颗粒由粘土化学次生细有蜂窝小大小大不会生物絮壮土名风化矿物大小粘性结构透水压缩强度冻胀地震大小粗细无粘性粘性土的性质发生质的变化1、颗粒分析试验试验方法筛分法：适用于粗颗粒0.075mm≤d≤60mm比重计法:适用于细颗粒d＜0.075mm工程上将各种不同的

4、土粒按其粒径范围，划分为若干粒组土的颗粒级配土粒的大小及组成情况土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示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2、颗粒粒径级配累积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）1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.

5、50.100.050.010.0050.001粒径(mm)d60d50d10d30d（mm）A小于某粒径的土重含量%BCd10、d30、d60-----小于某粒径的土粒含量为10%、30%、60%时所对应的粒径曲率系数不均匀系数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)d60d50d10d30Cu描述颗粒级配曲线的坡度粒组的分布范围颗粒级配不均匀程度Cu愈大，坡度较缓，曲线连续，粒组分布越广，表示土粒愈不均

6、匀，土的级配良好不均匀系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态某粒组是否缺失曲率系数同时满足为级配良好Cu≥5Cu＞10在工程中Cc=1～3砾类土或砂类土同时满足为良好级配砂（砾）Cc=1～3Cu<5匀粒土为级配不良1.3土中水和土中气土中水含量变化明显影响土的性质(尤其是粘性土)结合水强结合水(吸着水)弱结合水(薄膜水)自由水毛细水重力水土中水液态水气态水固态水（冻结）1.3.1土中水薄膜水吸着水吸离土粒距离电分子引力土粒正电荷H+负电荷OH-颗粒表面的负电荷极化水分子结合水自由水水化阳离子（1）强结合水强结合水：紧靠于

7、颗粒表面、受电场强大作用力、几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体吸引力高达几千至几万个大气压1个大气压=1kg/cm2=100kpa=100kN/m2相当于10m的水柱高特征不传递静水压力不受重力的影响没有溶解盐类的能力水分子定向排列冰点-78度(过冷现象)密度1.2-2.4g/cm3具有极大粘滞性、弹性、抗剪强度阳离子浓度最大温度>105度吸热变蒸汽（2）弱结合水弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱不传递静水压力密度1.0-1.7g/cm3具有较大粘滞性、弹

8、性、抗剪强度特征较厚的水膜向较薄的水膜迁移自由水存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异能传递水压力特征冰点为0℃有溶解能力重力作用重力水毛细水毛细水上升高度饱和带重力水毛细水薄膜水吸着水吸离土粒距离电分子引力土粒正电荷H+负电荷OH-颗粒表面的负电荷极化水分子结合水自由水水化阳离子（3）毛细水是存在于地下水位以上的透水层中孔隙的自由水毛细水受到水与空气