水文地质 第四章 土的工程性质与分类.pptVIP

* * 第4章 ?土的工程性质与分类 概述 土的组成 土的结构、构造 土的工程分类 土的成因类型 第4章 ?土的工程性质与分类 概述 土的组成 土的结构、构造 土的工程分类 土的成因类型 一、概述? ???土的定义： 是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在原地残留或经过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。? ? ???? 土的物质组成：? ?包括作为上骨架的固体矿物颗粒、孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由颗料（固相）、水溶液（液相）和气（气相）所组成的三相体系。 二、土的组成 (一).?固体颗粒 在土的三相组成物质中，固体颗粒（以下简称土粒）是土的最主要的物质成分。 土的工程性质主要取决于组成土的土粒的大小和矿物类型，即土的粒度成分和矿物成分。  1.?基本概念?? 粒径（度）： 颗粒大小以直径（单位为mm）计，称为粒径（或粒度）。 粒组： 界于一定粒径范围的土粒，称为粒组. ?粒度成分（或称颗粒级配）： 土中不同粒组颗粒的相对含量，称为土的粒度成分（或称颗粒级配），它以各粒组颗粒的重量占该土颗粒的总重量的百分数来表示。 ? ???? ?2.?土的粒组划分标准：? ???? 划分方法不完全一致，一般采用的粒组划分及各粒组土粒的性质特征见表。 表中根据界限粒径200、20、2、0.075和0.005mm把土粒分为六大粒组： 几乎不透水；湿时有粘性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速度缓慢 ﹤0.005 粘粒 透水性较弱；湿时稍有粘性(毛细力连接)，干燥时松散，饱和时易流动；无塑性和遇水膨胀性；毛细水上升高度大；湿土振动之有水析现象(液化) 0.075～0.01 0.01～0.005 粗 细 粉粒 易透水；无粘性，无塑性，干燥时松散；毛细水上升高度不大 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.075 粗 中 细 极细 砂粒 透水性大；无粘性；毛细水上升高度不超过粒径大小 20～10 10～5 5～2 粗 中 细 圆砾或角砾颗粒 200～20 卵石或碎石颗粒 透水性很大；无粘性；无毛细作用 ﹥200 漂石或块石颗粒 一般特征 粒径范围(mm) 粒组名称 ???? 3. 各粒组特征的规律： ???? ★ 颗粒愈细小，与水的作用愈强烈。所以，毛细作用由无到毛细上升高度逐渐增大； ★ 透水性由大到小，甚至不透水； ★ 逐渐由无粘性、无塑性到具有愈大的粘性和塑性以及吸水膨胀性等一系列特殊性质（结合水发育的结果）； ★ 在力学性质上，强度逐渐变小，受外力时，愈易变形。 4.粒度成分对土工程性质影响的实质 ???? （1）组成土的颗粒大小不同，土的比表面不同，则土粒与水（或气）作用的表面能大小不同。因此，不同大小颗粒与水（或气）相互作用的程度，以至含水的种类、性质和数量不同。???? 土的比表面一般用单位体积所有土粒的总表面积表示。由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的性质的突变。 ??? ?（2）天然土中不同大小颗粒的组成矿物类型不同，直接影响土的工程特性。 5.?粒度分析及其成果表示 ?? ☆??土的粒度成分的测定方法：是通过土的粒度分析（亦称颗粒分析）试验测定的。? 对于粒径大于0.075mm的粗粒土，可用筛分法测定。??? 粒径小于0.075mm的粉粒和粘粒难以筛分，一般可以根据土粒在水中匀速下沉时的速度与粒径的理论关系，用比重计法或移液管法（见土工试验有关书籍）测得颗粒级配。 ☆ 颗粒分析试验成果表示：可以绘制如图所示的颗粒级配累积曲线。??? 6.表征土粒特征的概念? ????有效粒径d10：? 小于某粒径的土粒重量累计百分数为10％时，相应的粒径称为有效粒径d10。? ????限定粒径d６0： 当小于某粒径的土粒重量累计百分数为60％时，该粒径称为限定粒径d６0。 不均匀系数Cu： ?d６0与d10之比值反映颗粒级配的不均匀程度称为不均匀系数Cu ：? Cu=?d６0/d10 ? 工程上把Cu＜5的上看作是均匀的；Cu＞10的土则是不均匀的，即级配良好的。 用于来说明累积曲线的弯曲情况，从而分析评述土粒度成分的组合特征：? Cc =?d302/d10 ·??d６0 ???? 式中d10，d60的意义同上，d30为相应累积含量为30％的粒径值。 ???