土力学-第二章土的物理性质及分类.ppt

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1、第2章　土的物理性质及分类2.1概述2.2土的三相比例指标2.3粘性土的物理特征2.4无粘性土的密实度2.5粉土的密实度和湿度2.6土的胀缩性、湿陷性和冻胀性2.7土的分类第2章　土的物理性质及分类2.1概述2.2土的三相比例指标2.3粘性土的物理特征2.4无粘性土的密实度2.5粉土的密实度和湿度2.6土的胀缩性、湿陷性和冻胀性2.7土的分类2.1　概述土粗粒土细粒土碎石土砂土粉土粘性土无粘性土粗粒土：土中粒径>0.075mm的质量超过全部质量的50%。细粒土：土中粒径>0.075mm的质量小于全部质量的50%。

2、将粒径>2mm的质量超过50%的称为碎石土；将粒径＞2mm的质量小于50％，而大于0.075mm的质量超过50%的称为砂土；将大于0.075mm的质量小于50%的定为粉土或粘性土。2.1　概述土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系及固、液二相相互作用表现出来的性质。前者称为土的基本物理性质，主要研究土的密实程度和干湿状况；后者主要研究粘性土的可塑性、胀缩性及透水性等。土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质，其指标在工程计算中常被直接应用，所以物理性质是土的最基本的工程特性。对种类繁多、性质各异的土

3、，按一定的原则，进行分门别类，给出合适的名称，可以概略评价土的工程性质。第2章　土的物理性质及分类2.1概述2.2土的三相比例指标2.3粘性土的物理特征2.4无粘性土的密实度2.5粉土的密实度和湿度2.6土的胀缩性、湿陷性和冻胀性2.7土的分类指标的定义2.2.2土的三相比例关系图2.2.1指标的换算2.2.32.2　土的三相比例指标2.2.1　土的三相比例关系图气水土粒质量m体积Vms—土粒质量mw—土中水质量Vs—土粒体积Vw—土中水体积Va—土中气体积m（土的总质量）Vv（土中孔隙体积）V（土的总体积）指标

4、的定义2.2.2土的三相比例关系图2.2.1指标的换算2.2.32.2　土的三相比例指标2.2.2　指标的定义气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V1.三个基本的三相比例指标（实验室直接测定其数值）（1）土粒相对密度ds（土粒比重）：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比(无量纲）土粒相对密度变化范围不大：一般，砂类土2.65～2.69；粉性土2.70～2.71；粉质粘土2.72～2.73；粘土2.74～2.76。测定方法：比重瓶法ρs—土粒密度，单位体积土粒质量ρw1—纯水在40C时的密度，1g/cm3土

5、中有机质含量增加，土粒相对密度减小：无机矿物2.6～2.8；有机质2.4～2.5；泥炭1.5～1.81.三个基本的三相比例指标（实验室直接测定其数值）比重瓶法dwT—ToC时纯水或中性液体的比重。2.2.2　指标的定义气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V1.三个基本的三相比例指标（实验室直接测定其数值）（2）土的含水量ω：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示测定方法：烘干法土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。2.2

6、.2　指标的定义1.三个基本的三相比例指标（实验室直接测定其数值）土的含水量称量盒质量m0；称量盒加湿土质量m1；称量盒加干土质量m2；2.2.2　指标的定义气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V1.三个基本的三相比例指标（实验室直接测定其数值）（3）土的密度ρ：单位体积土的质量（g/cm3)测定方法：环刀法一般情况下：粘性土ρ＝1.8～2.0g/cm3砂　土ρ＝1.6～2.0g/cm3腐殖土ρ＝1.5～1.7g/cm32.2.2　指标的定义1.三个基本的三相比例指标（实验室直接测定其数值）环刀的容积V=6

7、0cm3；环刀的质量m1；环刀和土的质量m2；环刀法2.2.2　指标的定义（1）干密度ρd：单位体积中固体颗粒部分的质量（紧密程度）气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积VVv2.2.2　指标的定义2.特殊条件下土的密度（2）饱和密度ρsat：土体中孔隙完全被水充满时的土的密度（3）有效密度（浮密度）ρ：在地下水位以下，土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差ρw≈ρw1=1g/cm32.2.2　指标的定义2.特殊条件下土的密度土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个，土的密度ρ，饱和密度ρsat，干密度ρ

8、d，浮密度ρ(kg/m3),相应的重度也有4个，土的重度=ρg，饱和重度sat=ρsatg，干重度d=ρdg，浮重度=ρg(kN/m3)土单位体积的重力（即土的密度与重力加速度的乘积）称为土的重力密度，简称重度。各密度与重度指标，在数值上有如下关系：ρsat≥ρ≥ρd>ρsat≥≥d>气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积VVv2.2.2