最新土木工程材料教案绪论幻灯片.ppt

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1、土木工程材料教案绪论1、绪言1.1概述1.2材料的基本状态参数1.3材料的力学性质1.4材料与水有关的性质主要内容：绪论材料的基本状态参数材料与水有关的性质重点内容：材料的基本状态参数难点：材料的物理常数要求：材料的基本状态参数材料与水有关的性质对《土木工程材料》有概括的了解参考资料：《土木工程材料》陈志源《道路建筑材料》严家伋《道路建筑材料》孙凌《公路工程集料试验规程》三、毛体积密度定义：材料的毛体积密度是在规定试验条件下，烘干材料单位体积（包括孔隙在内）的质量。公式：式中：——石料的毛体积密度，ｇ／ｃｍ3——石料开口孔隙体积，ｃ

2、ｍ3ｍ，ｖ，ｖB——意义同前。材料的毛体积密度测定可将石料加工为规则形状石料试件，采用精密量具测量其几何形状的方法计算其体积；对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀性松软石料，应采用封蜡法测定。T四、堆积密度1.定义：散粒材料在自然堆积状态下单位体积质量。2公式自然堆积密度紧密堆积密度1.2.2材料的孔隙和空隙一、材料的孔隙空隙对材料的影响：（1）孔隙的多少（孔隙率）（2）孔隙的特征1.孔隙率定义：孔隙率是指材料内部孔隙体积(开口孔隙和闭口孔隙)占材料总体积的百分率。公式：2.密实度定义：材料内部固体物质的实体占材料总体积的百分率。公式：孔隙

3、的特征（1）按孔隙尺寸大小，可把空袭氛围为微孔、细孔和大孔三种（2）按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为孤立孔、连通孔。（3）按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开口孔、封闭孔。二、材料的空隙1.空隙率定义：散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率。公式：2.填充率定义：颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率。公式：R1.4材料与水有关的性质1.4.1材料的亲水性与憎水性湿润边角：在材料、水和空气的三向交叉点处沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为湿润边角。θ≤90°时，表现为亲水性θ＞90°时，表现为憎水性1.4.2

4、材料的含水状态亲水性材料的含水状态干燥状态气干状态饱和面干状态润湿状态1.4.3材料的吸湿性和吸水性一、吸湿性定义：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质表示方法：含水率二、吸水性定义：材料在水中吸水的性质。重量吸水率提及吸水率开口细微连通孔，吸水量大。1.4.4耐水性定义：材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。软化系数：＞0.85为耐水材料，该值越小耐水性越差。1.4.5抗渗性1.4.6抗冻性材料在含水状态下，能经受多次动容循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。冻融循环直接冻融法是测定石料抗冻性的主要试验方法。此方法是

5、将石料制备成直径和高均为５０ｍｍ的圆柱体或边长为５０ｍｍ的立方体试件，放人烘箱（１０５℃±５℃）烘至恒重，冷却后称其质量，按吸水率试验方法让试件吸水饱和，然后取出擦去表面水分，置于冰箱（-１５℃）冻结４ｈ，然后取出放人２５℃±５℃的水中融解４ｈ，如此为一次冻融循环，经反复冻融至规定次数为止，将冻融后的试件再烘干至恒重，并称其质量。对于不同的工程环境气候条件，冻融循环的次数有不同的要求，分为15次、25次及25次以上。在试验过程中，每隔一定的冻融循环次数，应详细检查试件有无剥落、裂缝、分层及掉边等现象，并加以记录。对于块状石料的抗冻性

6、，可采用经规定次数的冻融循环后的质量损失率或者耐冻系数表征。（1）质量损失率石料冻融循环后的质量损失率：式中：Ｑfr——试件冻融后的质量损失率，％；ｍ１——试验前烘干试件的质量，ｇ；ｍ２——试验后烘干试件的质量，ｇ。２）耐冻系数式中：——试件的耐冻系数；——经冻融循环后的试件饱水抗压强度，ＭＰａ；——未经冻融试验的试件饱水抗压强度，ＭＰａ。公路工程，一般要求石料的耐冻系数大于０.７５；质量损失率不大于５％。同时，试件应无明显缺损（包括剥落、裂缝和边角损坏等情况）。桥梁工程石料，对一月份平均气温低于—１０℃的地区，要进行抗冻性试验。２

7、）硫酸钠坚固性法思考题：1.孔隙的特征与吸水率的关系。2.什么条件下要对石料进行抗冻性试验？什么是冻融循环？3.如何判定石料抗冻性是否合格？R主要内容：材料的力学性质集料的技术性质重点内容：石料的抗压强度、磨耗率集料的级配难点：级配及计算参数要求：掌握石料的力学性质掌握石料等级的确定掌握级配参数的计算方法参考资料：《土木工程材料》陈志源《道路建筑材料》严家伋《道路建筑材料》孙凌《公路工程集料试验规程》1.3材料的力学性质1.3.1强度与比强度一、强度定义：材料在外力作用下不破坏时能承受的最大应力。抗压强度：抗拉强度：抗剪强度：抗弯强

8、度：集中荷载：三分点加荷：影响强度的因素：材料的组成孔隙率增加强度降低含水率增加强度降低温度升高强度降低试件尺寸大强度降低加荷速度快强度降低等二、比强度定义：单位体积重量的材料强度与毛体积密度之比——衡量材料是否轻质、高强。补充一：１