土的物理性质

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1、主讲人：王旭主讲人：王旭兰州交通大学兰州交通大学岩土与地下工程系岩土与地下工程系第一章土的物理性质与工程分类§1.1土的形成§1.2土的三相组成§1.3土的物理状态§1.4土的结构§1.5土的工程分类§1.6土的压实性§§1.11.1土的形成土的形成形成过程物理力学影响形成条件性质土是岩石经过风化后在不同条件下形成的松散堆积物岩石风化土地球地球搬运、沉积一.风化岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的过程中因碰撞和摩擦而破碎作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物量变物理风化原生矿物

2、无粘性土质变化学风化次生矿物粘性土生物循环有机质动植物的活动二.搬运与沉积母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物颗粒表面粗糙土残积土残积土多棱角质无搬运粗细不均较强风化无层理好弱风化微风化母岩体运积土风化所形成的土颗粒，受自然力的作用有搬运搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物重力:坡积土土粒粗细不同，性质不均匀洪积土有分选性，近粗远细冲积土浑圆度分选性明显，土层交迭流水:运积土湖泊沼泽沉积土含有机物淤泥，土性差有搬运海相沉积物冰川:冰积土土粒粗细变化较大，性质不均匀风：风积土颗粒均匀，层厚而不具层理§§1.21

3、.2土的三相组成土的三相组成土体固相+液相+气相构成土骨架，起决定作用重要影响次要作用一.固体颗粒粒径级配矿物成分颗粒形状物理状态力学特性1.粒径级配各粒径成分颗粒大小在土中占的比例影响土性的主因狭义的粒径级配颗粒大小•粒组按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类•界限粒径0.1粗粒细粒砾石砂粒粉粒粘粒胶粒d(mm)粗中细粗中细极细2050.50.256020.050.0050.002粒径级配——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示•确定方法筛分法：适用于粗粒土(>0.1mm)水分法：适用于细粒土(<0.1mm)•表述方法粒径级配累积曲线20

4、0g土的粒径级配累积曲线P10010%（％）90P5.010809570162.087601.018507840240.566300.25222055100.138036105.01.00.572小于某粒径之土质量百分数0.100.050.010.0050.001粒径(mm)水分法粒径(mm)0.050.010.005百分数P(%)2613.510特征粒径:d土的粒径级配累积曲线50:平均粒径100d60:控制粒径90d10:有效粒径80d703060粗细程度：用d50表示5040不均匀程度：30C=d/du601020—不均匀系数100

5、d60d50d30d10Cu≥5,级配不均匀小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)连续程度:C=d2/(d×d)d60d10d30CuCcc306010—曲率系数0.330.0050.063662.41斜率:某粒径范围内颗粒的含量土的粒径级配累积曲线100陡—相应粒组质量集中90缓--相应粒组含量少80平台--相应粒组缺乏7060连续程度:50C=d2/(d×d)c30601040—曲率系数3020较大颗粒缺少C减小c10较小颗粒缺少C0d60d30d10增大c105.

6、01.00.5小于某粒径之土质量百分数（％）0.100.050.010.0050.001粒径(mm)曲线dddCCC=1~3,级配连续性好601030uccL0.0813.98M0.330.0050.063662.41R0.0300.545粒径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C用于判定土的不均匀程度：uC≥5,不均匀土；C<5,均匀土uu3）曲率系数C用于判定土的连续程度：cC=1~3,级配连续土；C>3或C<1,级配不连续土ccc4）不均匀系数C和曲率系数C用于判定土的级配优劣：uc如果C≥

7、5且C=1~3，级配良好的土；uc如果C<5或C>3或C<1,级配不良的土ucc2.矿物成分原生矿物石英、长石、云母等次生矿物主要是粘土矿物，包括三种类型高岭石、伊里石、蒙脱石粘土矿物:由硅片和铝片构成的晶包所组合而成基本单元：硅-氧四面体硅片的结构粘土矿物的晶格构造比表面积：单位质量土（氢键联结）颗粒所拥有的总表面积9克蒙脱土的总表面积大约与一个高岭石伊利石蒙脱石粒径足球场一样大大中小比表面积10-20m2/g80-100m2/g800m2/g胀缩性小中大渗透性大中小强度大中小压缩性小中大粘土矿物的带电性质研究表明：粘土颗粒的表面有电荷

8、，净电荷通常为负电荷粘土颗粒-+--+------------水分子-----+-+-阳离子3.颗粒形状•原生矿物圆状、浑圆状、棱角状•次生矿物针状、片状、扁平状二.土中水（液相）结晶水矿物内