土力学与基础工程-土力学部分课件：土的性质及工程分类.pptx

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;§2.2土中三相的性质

2.2.1固相?

土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。;2.2.1.1土的矿物成分

;三种主要黏土矿物：蒙脱石、伊利石、高岭石;2.2.1.3土的粒组

自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组。;2.2.1.4土的颗粒级配

土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。

如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。

级配好坏用不均匀系数表示;

一般认为＜5，称为均质土，其级配不好

＞10，称为级配良好的土。

另外还可以用曲率系数来表示

描写的是累积曲线的分布范围

反映曲线的整体形状;;的阳离子，如;;

（2）弱结合水

在强结合水外层吸附力稍低的一层结合水。

特点：不能传递静水压力，不能自由流动。使黏土具有可塑性，抗剪强度减小，黏性土的一系列物理特性与弱结合水有关。

⒉自由水

在土粒表面电场影响范围之外，服从重力规律的土孔隙中的水，称为自由水。;

（1）重力水

在土孔隙中只受重力作用而自由流动，对土粒有浮力，会使土中的应力状态发生变化，使建筑物产生附加沉降。

（2）毛细水

土孔隙中受到表面张力作用而存在的自由水。

毛细水按其与地下水面是否联系分为：毛细悬挂水和毛细上升水;其上升高度与土质有关，黏性土可上升5～6m，一般粒径＞2mm的土颗粒无细水现象。

;（二）固态水

地面下一定深度的土温，随大气温度而改变。当地层温度降至摄氏零度以下，土体便会因土中水冻结而形成冻土。某些细黏土在冻结时，往往发生体积膨胀，即所谓冻胀现象。冻胀的原因有二：（1）由于土中水变成冰时，体积增大（约为水体积的9%）；（2）由于冻结过程中水分子转移和重新分布，形成冰夹层使体积增大。由前一原因引起的冻胀大致为土总体积的1%左右，而后一原因引起的冻胀可达土总体积的10%～20%或更大。;（1）土中含有一定数量的细颗粒，并由它们在土中形成较多的弱结合水；

（2）土中原始含水量较高，可以不断的由未冻结区向冻结区传递水分；

（3）负温度下降速率不高，否则水分来不及转移，连结合水本身也冻结了。

岩石、碎石土、砾砂、中砂、粗砂属于不冻胀土。

细砂、粉砂、黏性土是具有冻胀可能的土。

;2.2.3气相

土中的气体存在于未被水占据的土孔隙中。与大气相连的气体对土的力学性质影响不大。在细黏土中存在与大气隔绝的气泡，使土具有弹性，受压时气体体积缩小，卸荷后体积又恢复，不易压缩，只有强夯时才能压缩。;2.3土的物理性质指标;一、土的三相组成图;二、土的特征指标

1、土粒比重（土粒相对密度）

土粒质量与同体积4℃时的水的质量之比。

—土粒密度—纯水在4℃时的密度;2、土的含水量

土中含水的含量与工程质量之比。

;3、土的密度

土单位体积的质量称为土的密度（单位：）

;4、土的干密度、饱和密度和有效密度

单位土体积固体颗粒的质量为干密度;颗粒的有效重量，称为有效密度

;土的孔隙率是土中孔隙体积与土总体积之比，以百分数表示。

6、土的饱和度

土中水的体积与孔隙总体积之比。;2.3.2指标换算

上述土的三相比例中，三相比重，含水量和密度三个指标是通过试验测定的。在测定这三个指标后，可导出其余各个指标。

;;令，并令

则，，，

，

推导：

;由上式;名称;饱和密度;【例2.1】：一块原状土样，经试验测得其天然密度ρ=1.85g/cm3，含水率w=21%，土粒相对密度ds=2.65。求其干密度ρd、孔隙比e、孔隙率n和饱和度Sr。

【解】

;;;

土的名称

;;另外，天然孔隙比虽然是评价无黏性土的一个重要物理指标，但在具体工程中，难于