《土力学》第1章 土的性质及工程分类.pdfVIP

第1章 土的性质及工程分类 主要内容： ◆ 土的三相组成及土的结构 ◆ 土的物理性质指标 ◆ 无黏(粘)性土的密实度 ◆ 黏性土的物理特性 ◆ 土的击实性 ◆ 地基土的工程分类 1.1-1.2 概述及土的形成 1.风化作用 由于昼夜和季节的气温变化(使地表各种原岩不断 发生热胀脱离、冷缩开裂等机械破碎)、水和水溶 液的存在(使原岩不断发生水化、氧化、碳酸盐化、 溶解以及缝隙水冻胀引起崩裂等化学和机械破碎)、 动植物和微生物的活动(使原岩不断发生机械破碎 和化学变化)，对原岩发生机械破碎和化学变化的 作用，称为风化作用。 2.什么是土？ 岩石经过风化作用而剥落、搬运、沉积形成的矿 物集合体。 3.风化的类型 ○ 物理风化 定义：由于温度变化和岩石裂隙中水的冻结以及盐类的结 晶引起的岩石表面逐渐破碎崩解的过程。 结果：主要使岩石机械破碎。风化的产物 （原生矿物）与 原母岩矿物成分、化学性质相同。 ○ 化学风化 定义：岩石在水溶液、大气以及有机体的化学作用或生物 作用下所引起的破坏过程。 结果：不仅破坏了岩石的结构，而且使其化学成分发生了 变化，形成新的矿物 （次生矿物）。 ○ 生物风化 定义：生物活动过程中对岩石的破坏作用。 结果：可能生物原生矿物或次生矿物。 4.土性质复杂的原因 ○ 成因复杂 （自然的产物） ○ 组成复杂。通常由以下三部分组成： 土粒：构成土的骨架，称为固相。 孔隙中的水 (及溶液物质)：称为液相。 孔隙中的气体：称为气相。 由此可见：土是一种复合材料 特殊情况下的两相土： 干土：土孔隙中无水的土。 饱和土：土孔隙中无气的土 (如地下水位以下的土)。 5.土与岩石的区别：仅在于颗粒间胶结的强弱。 粒间无胶结：无黏性土 （如砂、碎石等） 粒间弱胶结：黏性土、粉土等。 粒间强胶结：岩石。 1.3 土的三相组成 1.土的固体颗粒(固相)：通常由以下三部分组成： 1.土的固体颗粒(固相)：通常由以下三部分组成： （1）原生矿物 物理风化产物，石英、长石、云母等。颗粒粗，为砂、砾组主要成分。 特点：化学性质稳定，水稳性强。 （2）次生矿物 化学风化产物，颗粒细，为粘粒组的主要成分。 特点：颗粒细，比表面积大，活性大，亲水性强。 a. 粘土矿物 高高 岭岭 石石 复合的铝－硅酸盐晶体，片状。 高岭石：Al O 2SiO 2H O 2 3 2 2 K O 3Al O 6SiO 2H O 伊利石：2 2 3 2 2 Al O 4SiO nH O 蒙脱石： 2 3 2 2 伊伊 利利 石石 亲水性：蒙脱石伊利石高岭石 b. 倍半氧化物及次生二氧化硅 c. 可溶性次生矿物 蒙 脱 石 （3）有机质 粘土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各 种难溶盐类，它们都是次生矿物。 2.土颗粒的大小和形状 自然界中存在的土，都是由粒径大小不同的土粒组成的，土的粒径由 粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。因此可将大小相近，性质 相似的颗粒划归为一组，称为粒组，划分粒组的分界尺寸称为 界限粒径。 常用200、60、2、0.075、0.005mm把土粒分为六大粒组: 漂石 (块石)颗粒 （粒径200mm ） 卵石(碎石)颗粒 （粒径介于200~6