01-土体工程第一篇第1章土的粒度成分与矿物成分-10

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1、第一篇土的工程性质第1章土的粒度成分与矿物成分1-1土的粒度成分研究土的固相成分可从土的粒度成分、矿物成分或化学成分等不同层面进行，其中土的粒度成分只需常规的土工试验便可分析，而测定土粒的矿物成分或化学成分则要复杂得多。分析土的粒度成分是用于描述组成土的各种不同大小土颗粒的分布特性，是研究土的固相部分的重要手段，因而是评价土的工程性质和划分土类的基本依据。天然土是由大小不同的颗粒组成的，土粒的大小称为土的粒度。土中各种不同大小的土粒的相对含量称为土的粒度成分。土粒的形状一般是不规则的，且细土粒的大小只有微米级，甚至更小，故很难直接测量土

2、粒的大小，只能用筛分析法或沉降分析法间接地定量描述土粒的大小。粗土粒能通过的最小筛孔孔径或与细土粒在静水中具有相同沉降速度的等代圆球体直径称为土的粒径。天然土的粒径通常是连续变化的，土颗粒的大小相差悬殊，有大于几十厘米的漂石，也有小于几微米的胶粒。实际工程中，不可能也不必要测定每一个土颗粒的粒径。工程上一般将大小相近、性质类似的土粒合并为组，这种按土粒粒径大小和工程性质归并、划分的组别称为粒组。土中各粒组的相对含量（各粒组质量占土粒总质量的白分比）称为土的颗粒级配。粒组间的分界线，即粒组的界限粒径是人为规定的。划分粒组时应使界限粒径与粒

3、组性质的变化相对应，并按一定的比例递减关系确定粒组的界限值。土的粒组的划分，各个国家甚至一个国家的不同行业部门往往采用不同的划分标准。粒组划分标准的差异将直接影响到土的分类。国家标准《土的工程分类标准》(GB/T50145-2007)中土的粒组划分见表。《土的分类标准》(GB/T50145-2007)中的粒组划分粒组颗粒名称粒径d的范围(mm)巨粒漂石(块石)d>2(X)卵石(碎石)6OVdW2OO粗粒砾粒粗砾20

4、.OO5VdWO.O75黏粒dW0.005行业标准《公路土工试验规程》(JTJ051-93)中土的粒组划分见表。《公路土工试验规程》(JTJ051-93)中的粒组划分粒组统称粒组名称粒径范围(mm)巨粒组漂石(块石)>2(X)卵石(小块石)60〜200粗粒组砾(角砾)粗20〜60屮5〜20细2〜5砂粗().5〜2屮().25〜().5细0.074〜0.25细粒组粉粒0.002〜0.074黏粒<0.002土的粒度成分，包括土颗粒的大小、形状、含量和级配等诸方面都对土的工程性质有着显著的影响。土中主要颗粒的大小是影响土的工程性质的最基本因素

5、，粗粒土与细粒土的性质各异，在于其主要颗粒的大小不同。土粒的形状是多种多样的，卵石接近于圆形或亚圆形而碎石颇多棱角，砂呈粒状而黏土颗粒大多为扁平状。由于土中颗粒粒径的变化一般是渐变的，各粒组的含量既反映了主要颗粒的粒径范围，也反映了土的级配。土的颗粒大小、形状、含量和级配等都将直接影响土的密实度、土颗粒间相互嵌挤和咬合的方式与程度，最终影响到土的力学性质O正是由于土的粒度成分的差异将使土的工程性质产生质的差异，故可用土的粒度成分作为土的分类指标。（2）土的粒度成分的表示方法常用的土的粒度成分表示方法有表格法、曲线图法和三角坐标法。1）表

6、格法是以列表形式直接表示土中各种粒度成分的相对含量。根据表格所列的内容不同，具体有两种列表方式：一种是列出各粒组的界限粒径和对应的累计质量百分数，即小于（或大于）各粒组界限粒径的颗粒质量百分数；另一种列出各粒组的粒径范围和对应的各粒组的颗粒质量百分数。小于各粒组界限粒径的质量百分数可直接由试验结果整理得到，用100减去小于各粒组界限粒径的质量百分数即为大于各粒组界限粒径的质量百分数，各粒组的质量百分数可由对应各粒组两个界限粒径的累计质量百分数之差求得。2）曲线图法是一种图形表示方法，在半对数坐标纸上，以颗粒粒径为横坐标（由于土粒粒径的值

7、域范围较广，达几个数量级，故采用对数坐标表示），以小于某粒径的颗粒质量百分数为纵坐标，绘制颗粒大小分布曲线，又称颗粒级配曲线或颗粒累计曲线，见图2-l-loItl颗粒级配曲线可求得各粒组的质量百分数和大于各粒组界限粒径的质量百分数。颗粒级配曲线另一重要用途是通过该曲线可确定两个土的级配指标，即不均匀系数和曲率系数。土的级配指标用于评价土的颗粒级配状况，并且作为粗粒土的分类指标。100d】o=0・14；djg=0.39;^60=0.84C咼帯=6.0C=—2-=——=1295山。・如0.14X0.8429080706050403020净«

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9、宅皿狐嫌鬥$102030(％)璃&旧-Hs&^t*扫4<405060708090100101・0“60〃30dioO.10土粒粒径（mm）0.010100巨粒组粗粒组细粒组卵石或碎石圆砾或角砾砂粒粉