土力学课件20111土的组成.ppt

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1、第1章土的组成第1章土的组成土广泛存在于地表，工程性质差别大：土的成分与结构导致，取决于土的成因；土是岩石风化的产物，主要是物理风化和化学分化；根据成因分为七类土；土具有散体性、多相性、自然变异性。土中固体颗粒的及颗粒级配分析、土中水、土中气、粘土颗粒与水的相互作用、土的结构与构造。第1章土的组成掌握：土粒粒组的划分、粒度成分分析方法、三种亲水性粘土矿物、土中水类型；熟悉：矿物成分与粒组的关系、粘土颗粒与水的相互作用，土的三种微观结构、土的层理构造、裂隙及大孔隙等宏观结构；了解：土中气在细粒土中的作用。土的来源1.1概述土的形成：地质历史的产物，是地球表面的整体岩石在大气中经受

2、自然力和自然环境的长期风化作用形成。反向过程：土经过很长的地质年代，发生复杂的物理化学变化，逐渐压密、岩化，最终又可形成岩石。循环演变：岩石土岩石土……。重复进行。地质概念：第四纪地质：（1）更新世：从2588000年前到12000年前（2）全新世：12000年前至现在新近代沉积土：第四纪全新世中近期（文化期以来）沉积的土层。一般呈欠固结状态，具有较高的压缩性和较低的强度，结构不稳定（GB50021-2001规范）。1.1.1土的生成和演变（1）物理风化地质构造力；温度变化；冰冻作用；碰撞作用颗粒大小发生改变，化学成分保持不变。（2）化学风化水解作用；水化作用；氧化作用；

3、溶解作用矿物化学成分变化，形成次生矿物。正长石高岭石(水解)（3）生物风化植物根分泌有机酸；遗体腐烂；微生物作用动植物或人类活动的影响。1.1.2风化作用使某一化合物裂解成两个或多个较简单化合物的化学过程。小结：（1）物理风化（2）化学风化（3）生物风化需要注意：a、上述风化作用常常是同时存在的。b、不同地区，自然条件不同，风化作用有主次。c、风化作用由地表向下逐渐减弱1.1.3不同生成条件下土的特点1.残积土概念：母岩经风化作用破碎成为岩屑或细小颗粒，残留原地。特点：颗粒表面粗糙、多棱角、粗细不均、无层理。2.搬运土概念：风化所形成的土颗粒，受自然力作用，搬运到远近不同的地点

4、沉积。特点：颗粒经滚动和摩擦作用而变圆滑。受水流等自然力的分选作用而形成不同的层次，粗颗粒下沉快，细颗粒下沉慢。搬运土分类：坡积土风积土冲积土洪积土湖泊沼泽沉积土海相沉积土冰积土1.1.4土的沉积与成岩作用成岩作用：土经过搬运和沉积，经过一系列变化，最后固结成坚硬的岩石(沉积岩)。几种作用：压固脱水、胶结、重结晶沉积岩。(见图1-1)图1-1土与岩石的相互转化1.1.5土的物质组成：散体，多相，变异1.2土中固体颗粒（土的固相）1.粒组的划分和颗粒级配曲线（1）几个基本概念粒度:土粒的大小称为粒度。粒度成分：不同粒径颗粒的相对含量。粒组：大小相近的土粒合并为组。a、粒组间的分

5、界线是人为划定的;b、划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应;c、按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。d、表2-1给出国内常用的粒组划分方法。表2-1粒组的划分（2）颗粒级配和颗粒分析试验a.筛分法：适用于粒径大于0.075mm的粗颗粒土。图6摆筛图筛分法：适用于粒径大于0.075mm的土适用于粒径小于0.075mm的细颗粒土。斯托克斯(stokes)定理：颗粒下沉速度与颗粒直径的平方成正比。c.综合分析筛分法和密度计法结合密度计法：比重计法：适用于粒径小于0.075mm的土（3）颗粒级配曲线用半对数纸表示颗粒级配曲线横坐标(按对数比例尺)：表示某一粒径（d）；纵坐标：

6、表示小于某一粒径的土粒百分含量（%）。由颗粒级配曲线可知道某一粒径范围的百分含量！问题：如何判断级配的好坏？两个指标表示大小、均匀程度及其级配情况不均匀系数：d60（限定粒径）—小于该粒径的含量占总量的60%d10（有效粒径）—小于该粒径的含量占总量的10%该指标考虑了大颗粒和小颗粒含量的差异；Cu愈大，颗粒愈不均匀；d30（连续粒径）—小于该粒径的含量占总量的30%曲率系数：该指标考虑了中间粒径的影响；Cc大于3，曲率变化快，土均匀；Cc小于1，曲率变化平缓，中间颗粒少；a、级配良好土：曲线光滑连续，不存在平台段，坡度平缓满足Cu>5及Cc=1-3两个条件（图2-2的B土曲线

7、）（4）土级配优劣的标准图1-2土的颗粒级配曲线b、级配不良土：级配曲线坡度陡峭，粗细颗粒均匀；级配曲线存在平台段，即存在不连续粒径。不能同时满足Cu>5及Cc=1-3两个条件（图2-2的C土和A土曲线）图1-2土的颗粒级配曲线颗粒分析试验曲线例1-1：取天然土样500g，试用筛分法测定其粒组含量。[例题2.1]粗粒部分筛分试验结果图1-3细颗粒土试验结果土的矿物成分与粒组关系（图1-4）图1-6土的矿物成分与粒组的关系铁、铝是磷矿中常见的三价金属杂质,通常称为倍半氧化物水云母族(也称伊利石