《土的物理力学性质》PPT课件

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1、第二章土的物理性质及工程分类防灾工程系王振宇土的物理性质及分类2.1概述2.2土的三相比例指标2.3无粘性土的密实度2.4粘性土的物理特征2.7土的压实原理2.8土（岩）的工程分类2.5粉土的密度和湿度2.6土的胀缩性、湿陷性和冻胀性土岩石风化、搬运、沉积地质成岩作用土的组成、结构和物理力学性质过程、条件2.1概述土中气体气相次要作用固体颗粒固相构成土体骨架起决定作用，大小和形状、矿物成分及其组成是决定土的物理力学性质的重要因素。饱和土：土体孔隙完全被水充满干土：土体孔隙完全被气充满非饱和土：孔隙中

2、水和气均存在土中水液相重要影响气相固相液相++土体2.1概述固体颗粒1.土粒的矿物成分原生矿物:母岩经物理风化而成,如石英、云母、长石；次生矿物：母岩经化学风化而成，如粘土矿物、铝铁氧化物、氢氧化物等。常见的粘土矿物有蒙脱石、伊里石、高岭石；由于粘土矿物颗粒很细，比表面积很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力，因此，土中含粘土矿物愈多，则土的粘性、塑性和胀缩性也愈大。2.1概述2.土粒粒度与粒组在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒组成的，土的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。土

3、粒的大小称为粒度，用粒径表示。将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。常用200、20、2、0.075、0.005mm把土粒分为六大粒组:漂石(块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、圆砾（角砾）颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。2.1概述1009080706050403020100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2.1概述结合水土中水液态水固态水：矿物晶体内的结合水（结晶水），矿物

4、的一部分，呈固态。自由水强结合水：紧靠土颗粒表面弱结合水：紧靠强结合水外围重力水：能形成水压力并能在土中流动的水，位于地下水位以下毛细水：受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水，存在于地下水位以上的透水层中。气态水：土中气的一部分由于电分子引力作用而紧密吸附于土粒表面的水土中的水：2.1概述土中的水与粘粒有着复杂的相互作用产生细粒土的可塑性、结构性、触变性、胀缩性、湿陷性、冻胀性等。2.1概述土固相液相气相三相组成物质的性质和三相比例指标的大小。三相组成物质的性质和三相比例指标的大小，必然在土的轻

5、重、松密、干湿、软硬等一系列物理性质有不同的反映。在一定程度上决定了土力学性质。土的物理状态粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态土的物理性质指标(三相间的比例关系)力学特性影响表示2.2土的三相比例指标表示土的三相组成比例关系的指标，称为土的三相比例指标,包括土粒比重、含水量，密度、孔隙比、孔隙率和饱和度等。三项成分的体积和质量间的比例关系也决定着土的物理、力学性质。★★★物理性质是土的最基本的工程特性。2.2土的三相比例指标2.2.1土的三相简图WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mw

6、msm质量体积九个物理量:VVvVsVaVwmsmwmam物性指标是比例关系:可假设任一参数为1物理量关系:空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积其它指标：三相草图法计算实验室直接测定土粒相对密度ds土的含水量w土的密度2.2土的三相比例指标定义：土粒的密度与4˚C时纯蒸馏水密度的比值表达式：单位:无量纲=1.0g/cm3土粒相对密度在数值上=土粒的密度空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积1.土粒相对密度测定：比重瓶法测定。变化幅度很小，通常按经验值选用。2.2土

7、的三相比例指标定义：土中水的质量与土粒质量之比，用百分数表示表达式：单位:无量纲一般范围：变化范围大2.土的含水量W空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积注意:其实是含水比,可达到或超过100％测定:烘干法2.2土的三相比例指标定义：土单位体积的质量表达式：单位:kg/m3或g/cm3一般范围:1.60~2.20g/cm33.土的密度和天然重度空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积相关指标:土的重度=g单位:kN/m3工程上更常用,用于计算土的自重应力土的

8、密度用环刀法测定:2.2土的三相比例指标土的孔隙比e和孔隙率n是反映土密实程度的重要物理性质指标，e或n越大，土越疏松，反之土越密实。一般e<0.6的土是密实的低压缩性土，e>1.0的土是疏松的高压缩性土。1.孔隙比e和孔隙率n2.2.2土的其他物理性质指标空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积砂类土：28-35%粘性土：30-50%，有的可达60-70%2.2土的三相比例指标2.土的饱和度Sr砂土根据饱和度的指标值分为稍湿、很湿与饱和三种湿度状态。