土力学与基础工程第二章土的物理性质.ppt

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1、第二章土的物理性质第一节概述第二节土的生成第三节土的三相组成第四节土的物理性质指标第五节土的结构及物理状态指标第六节土的工程分类第一节概述土的定义：地壳表层的岩石，在地质作用下不断破碎、分解，经风化、搬运而沉积为大小、形状和成份都不相同的松散颗粒集合体。土的组成：土由固体颗粒（固相）、土中水（液相）和土中气体（气相）组成。土的特性：土是由许多单独矿物颗粒组成的松散集合体，不是连续体，从而反映出其易压缩、易被水渗透、颗粒间易发生相对剪切位移的力学性质。土的形成土岩石风化、搬运、沉积地质成岩作用第二节土的生成与组成残积土：经风化作用不经搬运作用

2、所沉积下来的土沉积土：风化---搬运－－＞沉积土的形成与风化作用风化种类特点物理风化1、岩石和土的粗颗粒受各种气候等物理因素的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎2、是颗粒大小发生量的变化3、矿物成分与母岩相同，称原生矿物4、产生无粘性土化学风化1、母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物2、颗粒成分发生质的变化3、矿物成分与母岩不同，称次生矿物4、形成十分细微的土颗粒，最主要为粘性颗粒及可溶盐类生物活动1、包括植物、动物和土壤微生物的作用2、可加剧物理和化学风化3、构成土中有机质和营养

3、物质的生物循环4、导致腐殖质的形成，改变土壤的结构固体矿物颗粒（固相）土中气体（气相）土中水（液相）第三节土的三相组成土的粒径级配（1）定义工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配。（2）粒径分析方法筛分法（d>0.075mm的土）密度计法（d<0.075mm的土）筛分法（d>0.075mm的土）密度计法d<0.075mm（3）颗粒级配的表示方法表示方法：表格法、颗粒累计级配曲线法10-22-0.050.05-0.005<0.005A09910B066304C445600土的不均匀程度：用不均匀系数：Cu=d

4、60/d10Cu5，称为不均匀土Cu<5称为均匀土连续程度:用曲率系数Cc=d302/(d60×d10)Cc=1~3为连续级配>3或<1为不连续级配级配优劣：Cu5且Cc=1~3为级配良好的土Cu<5或Cc>3或Cc<1为级配不良的土黏土颗粒特性1、黏土矿物2、黏土颗粒的某些特性3、黏土的结构黏土矿物蒙脱石伊利石高岭石蒙脱石粘土矿物粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和蒙特石三种类型。硅片SiSi氧离子O2-硅离子Si4+硅-氧四面体硅片的结构硅片简图OH1-铝离子Al

5、3+铝-氢氧八面体硅片的结构硅片简图AlAl铝片粘土矿物粘土矿物的带电性质片状粘土颗粒表面常带有电荷，净电荷通常为负电荷粘土矿物的带电特性－　－　－　－　－　－　－　－－　－　－　－　－　－　－　－＋＋＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋－　－　－　－　－　－　－　－　－＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋　＋－　－　－　－　－　－　－　－　－溶于水后双电层第四节土的物理性质指标－－三个基本试验指标土的天然密度公式：ρ=m/v测定：环刀法土的含水量公式：w=mw/ms×100％测定：烘干法土粒相对密度（土粒比重）公式：ds=ms/mw测定：比重瓶

6、法土颗粒水气体气体其它指标土的干密度公式：ρd=Ms/V饱和密度公式：ρsat＝(ms+Vv×ρw)/V土的浮密度（有效密度）公式：ρ’=ρsat-ρw土的孔隙比公式：e=Vv/Vs土的孔隙率公式：N=Vv/V×100％土的饱和度公式：Sr=Vw/Vv×100％指标的换算土的密度、含水量、土粒比重是通过试验测定，其他指标可由这三个指标换算得到。气水土粒质量体积砂土的结构与状态砂土颗粒一般为粒状，比较接近于圆形，其堆积情况一般为单粒结构，即单个颗粒之间相互支撑，以保持稳定。砂土密实状态的指标（1）孔隙比e（2）相对密实度Dr（3）标准贯入锤击

7、数N一砂土的特性第五节土的结构及物理状态指标（1）孔隙比e优点：简单方便缺点：无法反映土的级配因素0.60.750.85松散中密密实稍密（2）相对密度Dr定义：优点：计入土的级配因素，理论上比较完善。缺点：天然孔隙比难以获取，且emax,emin的测定受人为的影响较大。（3）标准贯入试验击数N为标准30157松散中密密实稍密次数最疏最密二黏性土的稠度1黏土的结构单粒结构蜂窝结构絮状结构2液限、塑限、缩限一、定义液限WL、塑限Wp、缩限Ws二、测定方法液限采用锥式液限仪测定，塑限采用搓条法。wSWpWL液态固态塑态半固态0粘性土的可塑性指标塑

8、性指数IP液性指数IL>1.00.75