土力学课件第一章

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1、哈尔滨工程大学建筑工程学院第一章土的物理性质及其工程分类一、岩石的风化⒈概念地表岩石长期在不同温度、水、大气、生物活动及其他外力作用的影响下，不断破碎，并发生化学变化，这种变化称为岩石的风化。⒉岩石的风化种类⑴物理风化由于温度变化，岩石胀缩开裂，裂隙中水的冻胀以及盐类物质的结晶而使岩石发生机械破碎作用。⑵化学风化由于水溶液，大气等因素影响下，引起岩石破碎和成分发生质的变化。⑶生物风化由于生物活动过程中产生对岩石的机械破碎以及生物新陈代谢分泌排泄物对岩石的化学侵蚀。二、土⒈概念就是岩石在长期风化作用下产生大小不同的松散颗粒，经过各种地质作用而形成的沉积物。⒉土的种类根据其地质成因的条件

2、不同分为：⑴残积物：岩石经风化作用而残留在原地的屑碎堆积物。⑵坡积物：高处的风化物在雨水、雪水或本身的重力作用下搬运后，沉积在较平缓的山坡上的堆积物。⑶洪积物：在山区或高地由暂时性山洪急流作用而形成的山前堆积物。⑷冲积物：由河流流水的作用在平原河谷或山区河谷中形成的沉积物。⑸淤积物：在静水或缓慢的水流作用下的沉积物。⑹冰积土：是由冰川或冰水作用形成的沉积物。⑺风积土：是由风力搬运形成的堆积物。⒊土有如下特征：⑴土的固体颗粒之间是分散的，其间联结是无粘结或弱粘结的，因此它具有散粒性和孔隙性；⑵颗粒间孔隙是连续的，因此土具有透水性；⑶固体颗粒的连结强度比颗粒的本身强度小得多，因此土具有压

3、缩性和土颗粒之间的相对可移动性。三、土的三相组成矿物颗粒（固相）—是土的骨架。水（液相）—填充孔隙。空气（气相）—填充孔隙。或土的组成由①三相体系——固相，液相，气相构成②二相体系——孔隙完全被水充满时称饱和土。即固相，液相构成。孔隙完全被气体充满时称干土，即固相，气相构成土。⒈矿物颗粒⑴粒组的划分将物理性质接近的土粒归为一组，称粒组。1第一章土的物理性质及其工程分类①依粒径的大小将土粒划分为六大粒组：d>200mm为块石（漂石）20

4、的名称颗粒分析表小于某粒径的土粒重量累计百分数为10％时，相应的粒径称为有效粒径d10。当小于某粒径的土重量累计百分数为60％时，该粒径称为限定粒径d60。d60与d10之比值反映颗粒级配的不均匀程度，所以叫做不均匀系数Cu。颗粒分析级配曲线—反映颗粒组成的均匀程度。d60不均匀系数C=ud10C<5表示粒径较均匀、级配不好、曲线较陡、粒径相差较小、土不密实。uC>10表示粒径不均匀、级配良好、曲线平缓、粒径相差较大、土密实。u颗粒级配在一定程度上可以反映土的某些性质(例如透水性等)。z土的粒组划分z粒度成分及其表示方法z粒度成分分析方法③土粒的形状土粒形状对于土的密实度和土的强度有

5、显著的影响，棱角状的颗粒能形成比较稳定的结构，强度较高；磨圆度好的颗粒之间容易滑动，土体的稳定性比较差。描述土粒的形状一般用肉眼观察鉴别的方法。6V体积系数V=c3πdm3式中V——土粒体积，mm；dm——土粒的最大粒径，mm。AC形状系数F=2B式中A、B、C——分别为土粒的最大、中间和最小粒径。⑵土的矿物成分①块石、碎石、角砾等粗大土粒的矿物成分—原生矿物。②砂粒的矿物成分—原生矿物的单矿物颗粒。③粉粒的矿物成分—原生矿物的石英。次生矿物的难溶岩类，CaCO3，MgCO3。④粘土粒的矿物成分—次生矿物（粘土矿物、氧化物与难溶岩类等）及腐殖质。粘土矿物高岭土—膨胀性、可塑性小。

6、伊利土—膨胀性、可塑性极大。蒙脱土—性质介于两者之间，接近蒙脱土。2哈尔滨工程大学建筑工程学院⒉土中水⑴固态水：指土中的水在温度低于0℃时结成的冰冻土。⑵气态水：指土中出现的水蒸气，如地窑打开后蒸气。⑶液态水：包括化学结合水：矿物颗粒的一部分。表面结合水：包括：强结合水：内层（固定层）吸力大。弱结合水：外层（扩散层）吸力小。自由水：在结合水膜以外有两种：重力水：存在地下水位以下；毛细水：存在地下水位以上。⒊土中气体：存在于土孔隙中未被水所占据的部位，包括：自由气体（与大气连通）封闭气泡（与大气不连通）。四、土的三相比例指标⒈土的三相图土的三相图表示气体、水、颗粒间的数量关系，并可计

7、算各项物理指标。2.土的三相比例指标试验指标3⑴密度ρ（g/cm）：单位体积土的质量称为土的质量密度，简称密度。mρ=V3一般土的密度为（1.6～2.20g/cm），土的密度一般用“环刀法”测定。重力密度（kN/m）：单位体积土所受的重力称为土的重力密度，简称重度。Gmgγ===ρgVV⑵土粒相对密度ds：土粒密度（单位体积土粒质量）与4℃时水密度ρw之比，称为土粒相对密度。ms1ds=⋅Vsρw土粒相对密度可在试验室内用比重瓶法测定。⑶土的含水量w：土中