第1章_土的物理性质与工程分类.pptVIP

第1章 土的物理性质与工程分类 1.1土的成因与特性 1.2土的三相组成 1.3土的物理性质指标 1.4土的物理状态指标 1.5土的压实机理 1.6地基岩土的工程分类 1.1 土的成因与特性 土是什么？ 岩石风化后的颗粒经过堆积或沉积之后的产物 土与岩石的区分在于颗粒胶结的强弱 风化作用 物理风化作用： 化学风化作用： 生物风化作用： 土的特性 高压缩性 低承载力 强渗透性 土的成因类型（堆积或沉积的条件） 残积土：留在原地 运积土：位置移动 1.2 土的组成 土的三相 土包含固体颗粒及颗粒间的孔隙 孔隙里面可能有水或气体 土体通常是三相的，饱和土和干土是两相系 土的固相 （1）成土矿物 原生矿物：包括石英、长石和云母等，为岩石物理风化的产物。 次生矿物：主要是粘土矿物，为原生矿物化学风化的产物。 （2）粘土矿物的晶体结构 粘土矿物：颗粒极小，分晶体和非晶体两种，大部分是晶体 晶体结构 （3）土的粒组划分 土粒的大小??土的性质 粒组：工程性质相近的一定尺寸范围内的土粒划为一组 （4）土的颗粒级配 级配：土中各粒组的相对含量 （各粒组质量占土粒总质量的百分数 ） 土的颗粒级配可由土的颗粒大小分析试验（简称颗分试验）测定。 （5）颗粒大小分析试验 试验方法 密度计法是利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量。 将一定质量土浸入水中搅拌成悬液，搅拌停止后，土粒便开始下沉，悬液的浓度随之发生变化。利用特制的密度计，在不同时刻测悬液浓度的变化。即可换算出相应的粒径及小于该粒径的土粒质量，绘出级配曲线。 颗粒分析的先进方法－激光颗分 （6）试验成果及应用 颗粒级配曲线：以土粒粒径为横坐标（对数比例尺），小于某粒径土质量占试样总质量的百分数为纵坐标绘制而成的曲线。 颗粒级配曲线的工程应用 土的分类，大致评估土的工程性质 用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏 （路堤的填土，混凝土骨料，反滤层等。） 主要通过曲线的形态（陡缓，曲率）来评判，主要指标是 土的液相 结合水 强结合水 弱结合水——对土的性质影响大 自由水 重力水－渗透 毛细水－造成假凝聚力(毛细粘聚力) 土的液相 结合水 强结合水 弱结合水——对土的性质影响大 自由水 重力水－渗透 毛细水－造成假凝聚力（毛细粘聚力） 土的气相 自由气体：与大气连通的气体 封闭气体：气泡式的气体——对土的性质影响大 土的结构 土粒间的相互作用 外力作用（外荷载及重力） 内力作用（范得华力、静电力） 土的结构 指土的物质组成（主要指土粒，也包括孔隙）在空间上的相互排列以及土粒间的联结特征的综合 1.单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态 2.蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位，很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构 3.絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构 土的构造 土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性和裂隙性，即层理构造和裂隙构造，二者都造成了土的不均匀性 1.层理构造：土粒在沉积过程中，由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同，而沿竖向呈现出成层特征 2.裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割，在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物 1.3 土的物理性质指标 反映固、液、气三相体积及质量比例关系 可直接试验测得的指标（基本指标） （1）土的密度ρ与重度γ 定义 ρ：单位体积内土的质量（g/cm3） γ：单位体积内土的重量（kN/m3） 试验方法：环刀法 （2）土粒比重ds （ Gs ） 定义 ds：土粒质量与同体积4℃纯水质量的比值（无量纲） 试验方法：比重瓶法 ds值较稳定，砂土2.65~2.70，粘性土2.70~2.75 通过ds，可以计算出土颗粒的体积 （3）土的含水量ω 定义 ω：土中水的质量占土粒质量的百分数 试验方法 烘干法，烘烤前后质量之差即为水的质量，烘烤后干土的质量为土颗粒的质量。 间接换算的物理性质指标 （1）土的孔隙比e 定义 e：土中孔隙体积与土粒体积的比值 以小数表示，如0.68 孔隙比越大越疏松 （2）土的孔隙率n 定义 n：土中空隙体积与土体总体积之比 以百分比表示，如68％ 反映土疏松