土力学 张春梅 2.1 土的物理性质与分类 Microsoft PowerP演示文稿新.pptVIP

第2章 土的物理性质 及工程分类 影响土的工程性质的因素：1）三相组成 2）沉积年代 3）成因 残积土： Residual soil 岩石风化后仍然留在原地的堆积物。 残积土的厚度和风化程度主要取决于气候条件和暴露 时间，其明显特征是颗粒多为角砾，且母岩种类对残 积土的性质有显著影响。(优良母岩、质地不良母岩) 坡积土 其颗粒由搬运地逐渐变细。 坡积土的土质极不均匀，土的孔隙大，压缩性高，且土层薄厚不均。 作为建筑物的地基使用时，易造成地基的不均匀沉降和地基的稳定性。 冲积土 降雨形成的地表径流流经地表时，由于流水动能的作用，冲刷或搬运土粒后在较平缓的地带沉积下来的土层。这些被搬运的物质来自山区、平原或江河河床冲蚀及两岸剥蚀的产物，所以，冲积土的分布范围很广。 由于河流的流速决定了土体颗粒的大小，大小不同的颗粒堆积在不同的部位。 冲积土具有颗粒的分选性和不均匀性。 洪积土 由暴雨或大量融雪，形成的山洪急流，冲刷并搬运大量岩屑，流至山谷出口与山前倾斜平原，堆积而成洪积土层。 洪积土一般靠谷口处陡而窄，谷口外逐渐变缓而宽的洪积扇。洪积扇中的洪积土层常为不规则的粗细颗粒交替层理构造。 存在黏性土夹层、局部尖灭和透镜体等产状。会引起建筑物的的不均匀沉降。 2.土的粒组 粒组—按土颗粒粒径（d）的大小将土分组。界限粒径—划分粒组的分界尺寸。可划分： 几个特殊粒径：d10, d30 , d60。图1；图2。 小于某粒径的土颗粒质量累积百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10。 d30（中值粒径）和d60（限定粒径）。 4.粘土颗粒与水的相互作用 粘土颗粒表面的带电性：粘土颗粒带有负电荷。 电泳：固体颗粒在直流电作用下向某一电极移动的现象。 电渗：水分子向相反电极移动的现象。工程称电渗排水法。 5.双电层与扩散现象 固定层-在最靠近土粒表面处，静电引力最强， 把水化离子和极性水分子牢固地吸附在颗粒表 面上而形成。 扩散层：在固定层外围，静电引力比较小，因此水化 离子和极性水分子的活动性比固定 层中大些而形成。 双电层：反离子层和土粒表面负电荷一起构成，图3。 重力水：存在于地下水位以下，土颗粒电分 子引力范围以外的水，在重力的 作用下运动。 毛细水：受到水与空气交界面处表面张力的 作用、存在于地下水位以上的透 水层中自由水。图3 ★毛细水 毛细水—受水与空气界面的表面张力作用而 存在于细孔隙中的自由水。 毛细现象：毛细水沿着细的孔隙向上及向其它方 向移动的现象。 后果：地下室过分潮湿；引起路基冻害；引起 土的沼泽化和盐渍化。 毛细水上升高度，实际观测、调查。经验认为：碎石土无毛细现象；砂土上升高度0.2-0.3米；粉土上升高度0.9-1.5米。 毛细压力（毛细粘聚力或粘聚力）：在水和空气分界面上产生的表面张力总是沿着弯液面切线方向作用的，它促使两个颗粒互相靠拢，在土粒的接触面上产生了的压力。 2. 土中气体—土孔隙中未被水所占据的部位。 封闭气体：四周被颗粒和水封闭的气体。 存在于粘土中。 自由气体：土中气体与大气相通的气体。土 体在外力作用下，气体很快从孔隙中排出。 四.土的冻胀 1 冻胀的原因： ①当大气负温传入土中时，土中的自由水首先冻结成冰晶体，随着气温的继续下降，结合水的最外层也开始冻结，使冰晶体逐渐扩大； ②结合水膜的减薄，使得水膜中的离子浓度增加，土粒就产生了渗透压力。在这两种引力作用下，未冻结区的水分（弱结合水和自由水）就会不断地向冻结区迁移和积聚，使冰晶体不断扩大，在土层中形成冰夹层，土体随之发生隆起，即冻胀现象。 反离子层 二、土中水和气 1.土中水 土中水 结合水 强结合水 弱结合水 重力水 毛细水 土的含水量试验所测定的为土中的自由水 和弱结合水。 自由水 自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的土 中水。性质和普通水一样，能传递静水 压力，冰点为0℃，有溶解盐类的能力。 分类为毛细水和重力水。 结合水