土力学与地基基础(土的物理性质及工程分类).ppt

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1、第二章土的物理性质及工程分类一、土的成因（一）土的定义地球岩石圈经风化形成的散粒堆积物。特点是压缩性大、强度低、渗透性大。（二）土的成因类型1、形成过程：风化、剥蚀、搬运及沉积2、成因类型（1）残积物残积物断面（2）坡积物(3)洪积物（4）冲积物坡积物断面洪积物断面平原冲积物山区冲积物二、土的组成、结构与构造（一）土的三相组成：土一般由颗粒(固相)、水(液相)和空气(气相)所组成的三相体系。饱和土和干土为二相体系。1、矿物颗粒土中的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。

2、粒组：把不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干个组，同一组内的土具有相似的工程性质。界限粒径：划分粒组的分界尺寸（1）粒组的划分漂石组卵石组砾粒组粉粒组砂粒组粘粒组200mm60mm2mm0.005mm0.075mm（2）颗粒级配概念：土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示。级配测定：筛分法（粗粒土）；密度计法（细粒土）级配表达方式：表格法；颗粒级配累积曲线（见图）颗粒级配累积曲线的意义：由曲线的坡度可判断土的均匀程度，越缓越不均匀，级配良好；越陡，土粒越均匀，级配不

3、好级配指标：不均匀系数:不均匀系数越大表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度．大于10级配良好；小于5级配不好曲率系数：1~3，且不均匀系数≧5级配良好颗粒级配曲线孔径（mm）520.50.250.075底盘留筛土重（g）202010152510留筛土重（%）202010152510大于某粒径土重百分比小于某粒径土重百分比例：土样总质量100g，根据下表土工试验结果，判断该土样的级配情况Cu=d60/d10=(3)土粒的矿物成分土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所

4、经受的风化作用。漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒与原生矿物成分相同；砂粒是原生矿物的单矿物颗粒；粉粒主要是石英,MgCO3,CaCO3；粘粒几乎都是次生矿物。2、土中水土中水可以处于液态、固态或气态。液态水可分为结合水和自由水两大类，主要介绍液态水（1）结合水结合水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。分为强结合水和弱结合水结合水分子的定向排列（2）自由水重力水、毛细水3、土中气体自由气体和封闭气泡（二）土的结构和构造1、土的结构指土粒间的相互排列和联结形式。一般分为单粒结构（粗大土粒）、蜂窝结构（粉粒）和絮状结构（粘粒

5、）三种基本类型。2、土的构造在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征称为土的构造分层理构造、分散构造和裂隙构造。土的单粒结构土的蜂窝结构土的絮状结构三、土的物理性质指标土是由三相组成的即土粒(固相)、土中水(液相)和土中气(气相)，三部分不同的比例，反映土的不同状态，影响土的物理性质V=Vs+Vv=Vs+Va+Vwm=ms+mw土的三相组成示意图基本指标土的重度：单位体积土所受的重力每个密度相对应有自己的重度，都是在密度基础上乘以重力加速度，大小关系为反映紧密程度，达到1.5~1.65t/m

6、3土就比较密实e和n反映土的密实程度，孔隙比<0.6良好地基，e>1土的工程性质较差基本指标与其他指标的关系例：某土样V=100cm3,m=187g,ms=167g，ds=2.66求w、ρ、γ、γde、Sr、γsat、γ/答案:依次为11.98%,1.87g/cm3,18.7kN/m3,16.7kN/m3,0.593,53.7%,20.4kN/m3,10.4kN/m3例、某完全饱和粘性土的含水量40%，土粒比重为2.7，求土的孔隙比e和干密度ρd答案:分别为1.08和1.30g/cm3四、无粘性土的密实度无粘性土的密实

7、度与其工程性质有着密切的关系，呈密实状态时，强度较大，压缩性低，可作为良好的天然地基，呈松散状态时，则是不良地基。以下介绍砂土和碎石土密实度的判定方法。（一）砂土的密实度1、以孔隙比e评定。分为密实、中密、稍密和松散。孔隙比越大越疏松。2、相对密实度Dr评定密实中密松散3、标准贯入试验划分分为密实(N＞30)、中密(15＜N≤30)、稍密(10＜N≤15)和松散(N≤10)。标准贯入试验锤击数越多越密实。（二）碎石土的密实度1、野外鉴别方法根据骨架颗粒含量和排列、可挖性、可钻性，分为密实、中密和稍密。骨架颗粒含量越多，

8、排列交错连续，挖掘困难，钻进困难，密实性越好。2、重型圆锥动力触探试验划分分为密实(N＞20)、中密(10＜N≤20)、稍密(5＜N≤10)和松散(N≤5)。动力触探试验锤击数越多越密实。五、粘性土的物理特征（一）粘性土的界限含水量（主要是液限和塑限）粘性土由于其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态粘性土由一种