土力学原理第一章土的物理性质与工程分类
更新时间:2023-08-15 16:38:01 阅读量: 人文社科 文档下载
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第一章 土的物理性质与工程分类
目§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6
录
概述---土的形成 土的三相组成 土的三相比例指标 土的物理状态 土的分类标准及地基土的工程分类 土的压实性
§1.1
概述——土的形成土的三相组成 土的物理状态 土的结构
土的形成影响
从而决定土的渗透特性;变形特性及强度特性
便于研究和应用土的工程分类土的压实性
土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的 产物
形成过程 形成条件
影响
物理力学 性质
两个名词: 基岩 覆盖土
一、风化
物理风化
原生矿物
无粘性土
化学风化
次生矿物
粘性土
生物风化
有 机 质
二、搬运、剥蚀与沉积
残积土
无搬运
残积土 强风化 弱风化 微风化 母岩体
颗粒表面粗糙 多棱角 粗细不均 无层理
土 质 较 好
重力: 坡积土 土粒粗细不同,性质不均匀 洪积土 有分选性,近粗远细 冲积土 浑圆度分选性明显,土层交迭 流水: 湖泊沼泽沉积土 含有机物淤泥,土性差 海相沉积物 颗粒细,表层松软,土性差 冰川: 冰积土 土粒粗细变化较大,性质不均匀 风:风积土颗粒均匀,层厚而不具层理
运积土
有搬运
§1.2 土的三相组成
土体
固相 + 液相 + 气相
次要作用
构成土骨架,起决定作用
重要影响
一、固体颗粒1、颗粒大小—粒组划分 粒组按粗细进行分组,将粒径接近的归成一类
界限粒径
2、土粒粒度分析---颗粒级配颗粒大小各粒径成分在土 中占的比例
颗粒级配——各粒组的相对含量,用质量百分数来表示
确定方法 筛分法:适用于粗粒土 (>0.1 mm)水分法:适用于细粒土 (<0.1 mm)
表述方法
颗粒级配累积曲线
200g10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1
小于某粒径之土质量百分数P(%)
10 16 18 24 22 38 72水分法
P % 95 87 78 66 55 36
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
土的粒径级配累积 曲线
粒径(mm) 0.01 0.005
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
特征粒径:d50 : 平均粒径 d60 : 限制粒径 d10 : 有效粒径 d30 ;中值粒径
小于某粒径之土质量百分数(%)
粗细程度: 用d50 表示 不均匀程度: — Cu = d60 / d10 不均匀系数 连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 )— 曲率系数
粒径(mm)
Cu ≥5,级配不均匀
0.01 0.005
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
土的粒径级配累积曲线
d60 d50 d30
d10
斜率:
某粒径范围内颗粒的含量 陡—相应粒组质量集中 缓--相应粒组含量少 平台--相应粒组缺乏
土的粒径级配累 积曲线小于某粒径之土质量百分数 (%) 10 5.0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 )— 曲率系数
粒径 (mm)
0.01 0.005
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
C c=1-3,级配连续性好
d60
d30
d10
粒径级配判定1)粒组含量用于土的分类定名;2)不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度: Cu ≥ 5, 不均匀土; Cu < 5, 均匀土 3)曲率系数Cc用于判定土的连续程度: Cc=1-3,级配连续土;Cc>3或Cc<1,级配不连续 4)不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣: 如果 Cu≥5且 Cc=1-3 , 级配良好的土; 如果 Cu <5或 Cc>3 或Cc <1, 级配不良的土。
3、矿物成分
原生矿物
石英、长石、云母等
次生矿物粘土矿物
主要是粘土矿物,包括三种类型: 高岭石、伊里石、蒙脱石由硅片和铝片构成的晶胞所组合而成
硅片的结构
铝片的结构
粘土矿物的晶格构造
高岭石
伊利石
蒙脱石
比表面积:单位质量土颗粒所拥有的总表面积
粘土矿物的带电性质
研究表明:粘土颗粒的表面电荷,静电荷通常为负电荷
二、土中水(液相)结晶水 矿物内部的水 结合水 吸附在土颗粒表面的水
自由水 电场引力作用范围之外的水土中冰 由自由水冻成,冻胀融陷
结合水
强结合水: 排列致密、定向性强 密度>1g/cm3 冰点处于零下几十度 具有固体的的特性 温度高于100°C时可蒸发 弱结合水: 位于强结合水之外,电场引力作用范围之内 外力作用下可以移动 不因重力而移动,有粘滞性
重力水 自由水 毛细水
在重力作用下可在土中自由 流动 存在于固气之间 在重力与表面张力作用下可 在土粒间空隙中自由移动
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