土力学第一章-土的物理性质

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1、第一章土的物理性质§1.1土的生成岩浆(magmaticrock)冷却〉岩石(“伙)风化作用〉土(妙7)土是地壳表层的岩石长期经受风化作用和水流、冰川、风等自然力搬运、剥蚀及堆积作用而生成的松散堆积物。—、风化作用(weathering)1物理风化：气温变化、机械破坏特征：机械破坏、成分相同。2化学风化：岩石与水、气、二氧化碳等化学作用。特征：化学成分改变。3生物风化：生物活动对岩石的破坏。特征：树根使岩石机械破坏，微生物使岩石成分改变。二、土的沉积(soilsedimentation)类型土的沉积类型：残

2、积土(residualsoil)>坡积土(slopewash)>洪积土(diluvialsoil)>湖沼积土、海积土(marinesoil)>冰川积土、风积土(Aeoliandeposit)等。土的类型、土的成分、土的结构、颗粒大小、力学性质都有很大差别。类型形成残积土经风化作用而残留地的碎屑堆积物坡积土在雨水、融雪将山处的岩石风化产t刷、剥蚀，顺坡向运的堆积物表1.1残积土、坡积土及洪积土的形成及其特征洪积土暂时性山洪将风化产物挟带到沟谷口或平原处而成的沉积物。谷口是含有泥砂的石块和粗颗粒，远处是细粒泥砂

3、。靠近山区，颗粒较粗，地下水位低，承载力高，离山区远处，细粒组成，周期性干旱，发生胶结作用，承载力高，屮间过渡段为沼泽地，承载力低。特殊土(specialsoil》沿海地区的软土(softclay)>黄土(loess)>膨胀土(expansivesoil)>冻土frozensoil),区域性强。一般生成年代越久，上覆土层越厚，压得越密，化学作用或胶结作用越强，土得强度也越大，压缩性就越小，反之新近沉积的土质较松软，工程性质较差。五、土的三相组成空气〜气相土颗粒〜固相§1-2土的粒径组成和矿物成分—、土的粒径

4、(grainsize)组成1.粒径(grainsize):颗粒的直径2.粒纨fraction)：大小相近的颗粒归为一组。3.颗粒级配：土中不同大小颗粒的相对含量。二、粒径分析(grainsizeanalysis)1.粒径分析方法粒径分析方法：筛分法(0.1mm

5、于某粒径的土粒重占全部土重的百分数只P=^xl00%式中％—小于某粒径d的土粒重W4—土粒总重(二mi+m2+m3+m4+m5+m6)d<0.d<().lmmP］二生X100%5mmP.=叫叫x100%叱以此类推d<2.0mm皆叫+®+叫+叫+叫x100%①比重计法(自学)2・粒径分布曲线(gniinsizedistributioncurve)(级配曲线)以粒径d的对数为横坐标lgd,小于某粒径的含量P为纵坐标，绘制P〜lgd关系曲线，即级配曲线。1009080706050403020100SS§SO土粒粒

6、径d(mm)OO黑曲俎栄-HS0型w+二、oO£O图1.5三种不同土的粒径分布曲线讨论(1)级配曲线比较陡时，表明颗粒比较均匀(2)级配曲线比较平缓时，表明颗粒比较不均匀，粒径范围变化大。3・粒径级配曲线的应用d60,di。，d30——分别为粒径分布曲线纵坐标p等于60%、10%、30%吋对应的粒径。其中dio称为有效粒径(effectivegrainsize)□(1)不均匀系数Cu(coefficientofuniformity)Cu越大，曲线越平缓，粒径分布不均匀。(2)曲率系数Cc(coefficie

7、ntofcurvature)(1)应用对于粗粒土常用不均匀系数G和曲率系数G来评价土的颗粒级配情况。①C岸5和Cc=l~3II寸，粒径分布不均匀口级配良好(well-gradedsoil),土易被压实，是适合的工程填料；相反，则为不良级配土(poorly-gradedsoil)②Cu<5,粒径分布均匀，颗粒大小相差不大。③Cc3,中间粒径颗粒偏多，较小粒径颗粒偏少。⑤如曲线上出现水平线，即缺少某种中间粒径的土。三、土中矿物成分(自学)§1.3土中的水和气体本

8、节主要自学土中水的类型和数量对土的状态和性质有重大影响。土中水包括矿物内部结合水和粒间孔隙水。孔隙水存在形式：冰(固态水)、水汽(气态水)、液态水。土中的气体主要是空气和水气。§1.4土的结构及联结(soilstructure)一、砂土的振动密实和液化土的结构性越强，灵敏度越大。1.松砂受振动时土粒在振动中调整相互位置，土的结构趋于更加密实、稳定。三、粘性土的触变性2.颗粒较细的砂土被水饱和，在突然振密而排水不畅