土力学第一章1

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1、土力学与地基基础土木系第一章：土的物理性质与工程分类12021/10/71—本次授课内容—1、土的生成2、土的三相相组合关系2、土的组成成分：（固相）3、土中的水和气体4、土的基本物理性质指标概述：土的密度（容重）、土的含水量、土粒的比重…2021/10/72—、土的生成我们把地球最外层的坚硬固体物质称为地壳，地壳厚度一般为30-60km，人类生存与活动范围仅限于地壳表层。在漫长的地质年代中，由于内动力地质作用和外动力地质作用，地壳表层的岩石经历风化、剥蚀、搬运、沉积生成大小悬殊的颗粒，称之为土，在不同的自然环境中，由各种营力的地质作用生成了不同类型

2、的土；而土历经压密固结、胶结硬化也可再生成岩石。而现在所见到的土是近期地质历史--第四纪以来生成的尚未固结的松散物质。2021/10/73二、土的三相比例自然界中的土体结构组成十分复杂，为了分析问题方便，将其看成是三相，简化成一般的物理模型进行分析。表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标，称为土的三相比例指标。研究土的性质，不仅要研究单项，还要研究三相比例关系。下面，首先介绍各单项。2021/10/74第一节：土的三相组成土的三相，土粒为固相；土中的水为液相；土中的气为气相。2021/10/75一）、矿物成分：包括：原生矿物：次生矿物：有

3、机质。一、固相：包括：粒度成分、矿物成分石英、长石、云母等。蒙脱石、伊利石、高岭石等。2021/10/76二）、土的粒度成分：包括：颗粒大小级配关系一）、颗粒大小：以粒组划分。为了研究土中各种大小土粒的相对含量及其与土的工程地质性质的关系，就有必要将工程地质性质相似的土粒归并成组。2021/10/77粒组名称粒径范围（mm）漂石或块石颗粒>200卵石或碎石颗粒200-20圆砾或角砾颗粒20-10（大）10-5（中）5-2（小）砂粒2-0.5（大）0.5-0.25（中）0.25-0.075（小）粉粒0.075-0.005粘粒<0.0052021

4、/10/78二）、颗粒级配（粒度成分）工程上常以土中各个粒组的相对含量即各粒组占土粒总重的百分数表示土中颗粒的组成情况，这种相对含量称为颗粒级配。　　对于粒径大于0.075mm的粗粒组可用筛分法测定。粒径小于0.075mm的粉粒和粘粒难以筛分，一般可以根据土粒在水中勻速下沉时的速度与粒径的理论关系，用比重计或移液管法测得颗粒级配。2021/10/791、筛分法用一套不同孔径的标准筛，把已知质量的土样放入按孔径大小依次排列好的筛子顶层，振动筛子，粗粒留在筛子上，细粒漏下，将各粒组分离。称各筛上的土粒质量Wi,则各粒组的％即可求出：X=Wi/W*%粗筛

5、：孔径：100,80,60,40,20,10,5,2细筛：孔径：2,1,0.5,0.25,0.1,0.0742021/10/7102、静水沉降法大小不同的颗粒在静水中沉降的速度不同，大－快，小－慢。经过时间T后，粒径大于D的颗粒都沉淀到L深以下，吸出L段悬液烘干，即可得粒径

6、=d60/d10c：曲率系数:cc=d30×d30/（d10×d60）2021/10/714cu<5均匀土（级配不良的土）cu＝5～10，中等均匀土，cu>10不均匀土。对于缺少中间成分的土，还要辅助cc作为分类指标。一般认为，cu≥5，且cc＝1～3的土为级配好的土。2021/10/715二：液相－土中的水一）、土中的水的分类：1、结合水强结合水（吸着水）弱结合水（薄膜水）2、毛细水3、自由水2021/10/7162021/10/717结合水：极细的土粒表面一般带有负电荷，围绕土粒形成电场，由于水分子是极性分子，即一端为正电荷，另一端显负电荷，在土

7、粒电场范围内的水分子和阳离子一起吸附在土粒表面而定向排列形成一层薄的水膜，这层水就称为结合水。强结合水是指紧靠土粒表面的结合水，它没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力；弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。它仍然不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向邻近较薄的水膜缓慢移动。2021/10/718毛细水：毛细力作用下充满岩土空隙中。毛细孔主要存在于粉粘土中，直径小于1mm。自由水：（重力水）：在弱结合水的外层，重力>吸引力，主要存在砂粒孔隙中。2021/10/719三、土中的气体：1、自由气体：不影响土的性质。2、封闭气体：增加土的弹

8、性，减小土渗透性，突然溢出时，可引起土的附加沉降。2021/10/720第二节：土的三相比例指标一、直接测定