土力学 杨平 第一章 土的物理性质及工程分类新.pptVIP

第一章 土的物理性质及工程分类 Physical Characteristics and  Engineering Classification of Soils 本章重点：第3~7节 1.1 概 述 1.2土的三相组成及其结构The Three-Phase Composition  and Structure of soils 一、固体颗粒（固相） Solid Particle 粘土矿物颗粒的结晶结构和基本特性 粘土矿物的结晶结构主要是由两个基本单元组成的： 硅氧四面体； 氢氧化铝八面体。 矿物的层状结构主要有 2 土粒大小及粒组划分 粒度： 粒组： 划分粒组方式 3粒度成分及其表示方法 比重计法 二、土中的水 Water in soils 三、土中气体 air in soils 1 粘土颗粒表面带电现象 电泳——在直流电作用下粘土颗粒向 阳极移动的现象 电渗——水分子则向阴极移动的现象。 利用该原理发明了电渗法处理软土地基 3 影响双电层厚度的因素 矿物成份：蒙脱石伊利石高岭石 水的PH值：PH↑带负电↑，双电层厚↑ 溶液中阳离子价数及半径：价高↑，半径小↑则双 电层薄↑，土性也稳定。 注：利用离子交换可改善土的工 程性质 4 粘土颗粒间的相互作用力 粒间的排斥力： 粒间的吸引力： 1.3 土的三相比例指标 土的三相图 Three phase skeletal 注：1)：干密度(g/cm3) dry density 二、反映土的松密程度的指标 注： （1） 实验直接测定的指标为：ρ ，ω，ds(或ρs） （2） 各指标间关系可用三相草图法换算,不必死记 这些换算公式 【例1-1】已知某土样ρ =1700Kg/m3 ,ds=2．67　,　ω=14% 求e、Sr及ρsat 【解】：用三相草图法，如图 ①令V=1 m3 　　 ②则重量m= ρ *V=1700kg ③而ω=mω／mＳ m=mω+ms 解得ms=1490kg mω=210gk ④Vs=ms/ds= 1.49/2.67= 0.558 m3 ⑤Vv = V-Vs =1-0.558=0.442 m3 ⑥Vω=mω/ρω= 210/1000 = 0.21 m3 在图中填各数 ⑦可得 e =VV / Vs=0.79 Sr= Vω/VV=0.47 3 据标准贯入击数判断（新规范采用） 《建筑地基基础设计规范》： N30密实；15N≤30中密；10N≤15稍密； N≤10松散 《桥涵规范》见表1-4 4 碎石土密实度野外鉴别 1.5 粘性土的物理特性 一粘性土的界限含水率 界限含水率：粘性土从一种状态变化到另一种状态的含水率 1．液限WL——土由塑性状态变到流态的分界含水量。如WL=28 表示土的液限含水量为28% 测定：用锥式液限仪，通常用联合测定法 2．塑限WP——土由半固态到塑态的分界含水量。如WP=12，表示土的塑限含水量为12%。 测定：搓条法或联合测定法。 3．缩限WS 讨论： ①塑性指数表示粘土处在可塑状态时含水量的变化范围. ②Ip取决于： 颗粒细↑，土能吸附水量↑，Ip↑； 矿物成分，吸水能力↑，Ip↑，故蒙脱含量↑，则Ip↑； 水中离子成分和浓度,价高阳离子数↑，Ip↓。 ③粘性土的分类常用于Ip 二、粘性土的塑性指数Ip和液性指数Il 三、例题分析 一、土的击实试验 (a)粗粒多↑， ρ dmax↑ (b)级配良好 ρ dmax均匀级配ρ dmax (c)击实曲线的陡ωop击实曲线缓的ωop (d)含腐植质↑,不易击实↑, ρ dmax↓ (e)砂土在风干和完全饱和状态下击实效果好 三 压实特性在现场填土中的应用 二、分类体系与方法 三、例题分析 【例】某砂土试样,试验测定土粒相对密度Gs=2.7,含水量ω=9.43%,天然密度ρ=1.66/cm3。已知砂样最密实状态时称得干砂质量ms1=1.62kg,最疏松状态时称得干砂质量ms2=1.45kg。求此砂土的相对密度Dr,并判断砂土所处的密实状态 【解答】 砂土在天然状态下的孔隙比 砂土最小孔隙比 砂土最大孔隙比 相对密实度 ∈（1/3,2/3] 中密状态 1.6 土的压