土的物理性质及分类
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第⼀章⼟的物理性质及分类第⼀章⼟的物理性质及分类1—1 概述⼟的定义:⼟是连续,坚固的岩⽯在风化作⽤下形成的⼤⼩悬殊的颗粒,经过不同的搬运⽅式,在各种⾃然环境中⽣成的沉积物。
⼟的三相组成:⼟的物质成分包括有作为⼟⾻架的固态矿物颗粒、孔隙中的⽔及其溶解物质以及⽓体。
因此,⼟是由颗粒(固相)、⽔(液相)和⽓(⽓相)所组成的三相体系。
第⼆节⼟的⽣成⼀、地质作⽤的概念地质作⽤--导致地壳成分变化和构造变化的作⽤。
根据地质作⽤的能量来源的不同,可分为内⼒地质作⽤和外⼒地质作⽤内⼒地质作⽤: 由于地球⾃转产⽣的旋转能和放射性元素蜕变产⽣的热能等,引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发⽣变化的地质作⽤。
如岩浆作⽤、地壳运动(构造运动)和变质作⽤。
外⼒地质作⽤:由于太阳辐射能和地球重⼒位能所引起的地质作⽤。
它包括⽓温变化、⾬雪、⼭洪、河流、湖泊、海洋、冰川、风、⽣物等的作⽤。
风化作⽤--外⼒(包括⼤⽓、⽔、⽣物)对原岩发⽣机械破碎和化学变化的作⽤。
沉积岩和⼟的⽣成--原岩风化产物(碎屑物质),在⾬雪⽔流、⼭洪急流、河流、湖浪、海浪、冰川或风等外⼒作⽤下,被剥蚀,搬运到⼤陆低洼处或海洋底部沉积下来,在漫长的地质年代⾥,沉积的物质逐渐加厚,在覆盖压⼒和含有碳酸钙、⼆氧化硅、氧化铁等胶结物的作⽤下,使起初沉积的松软碎屑物质逐渐压密、脱⽔、胶结、硬化⽣成新的岩⽯,称为沉积岩。
未经成岩作⽤所⽣成的所谓沉积物,也就是通常所说的“⼟”。
风化、剥蚀、搬运及沉积--外⼒地质作⽤过程中的风化、剥蚀、搬运及沉积,是彼此密切联系的。
⼆、矿物与岩⽯的概念岩⽯--⼀种或多种矿物的集合体。
矿物--地壳中天然⽣成的⾃然元素或化合物,它具有⼀定的物理性质、化学成份和形态.(⼀) 造岩矿物组成岩⽯的矿物称为造岩矿物。
矿物按⽣成条件可分为原⽣矿物和次⽣矿物两⼤类。
区分矿物可以矿物的形状、颜⾊、光泽、硬度、解理、⽐重等特征为依据。
(⼆)岩⽯岩⽯的主要特征包括矿物成分、结构和构造三⽅⾯。
如有你有帮助,请购买下载,谢谢!第一章:土的物理性质及工程分类土是三相体——固相(土颗粒)、液相(土中水)和气相(土中空气)。
固相:是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。
2.土粒颗粒级配(粒度) 2. 土粒大小及其粒组划分b.土粒颗粒级配(粒度成分)土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。
粒径大于等于0.075mm 的颗粒可采用筛分法来区分。
粒径小于等于0.075mm 的颗粒需采用水分法来区分。
颗粒级配曲线斜率: 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。
特征粒径: d 50 : 平均粒径;d 60 : 控制粒径;d 10 : 有效粒径;d 30粗细程度: 用d 50 表示。
曲线的陡、缓或不均匀程度:不均匀系数C u = d 60 / d 10 ,Cu ≤5,级配均匀,不好Cu ≥10,,级配良好,连续程度:曲率系数C c = d 302 / (d 60 ×d 10 )。
较大颗粒缺少,Cc 减小;较小颗粒缺少,Cc 增大。
Cc = 1~ 3, 级配连续性好。
粒径级配累积曲线及指标的用途: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:C c = 1 ~ 3,级配连续土;Cc > 3或Cc < 1,级配不连续土。
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C c = 1 ~ 3,级配良好的土;如果 Cu < 5 或 Cc > 3或Cc < 1, 级配不良的土。
土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。
原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物(圆状、浑圆状、棱角状) 次生矿物:原生矿物经化学风化后发生变化而形成。
(针状、片状、扁平状) 粗粒土:原岩直接破碎,基本上是原生矿物,其成份同生成它们的母岩。
第一章土的物理性质及工程分类第一节土的组成与结构一、土的组成天然状态下的土的组成(一般分为三相)⑴固相:土颗粒--构成土的骨架,决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列⑵液相:水和溶解于水中物质⑶气相:空气及其他气体(1)干土=固体+气体(二相)(2)湿土=固体+液体+气体(三相)(3)饱和土=固体+液体(二相)二、土的固相——矿物颗粒土粒粒径大小及矿物成分不同,对土的物理力学性质有着较大影响。
如当土粒粒径由粗变细时,土的性质可从无粘性变化到有粘性。
(一)土的粒组划分工程上将物理力学性质较为接近的土粒划分为一个粒组,粒组与粒组之间的分界尺寸称为界限粒径。
土颗粒根据粒组范围划分不同的粒组名称:六大粒组:块石(漂石)、碎石(卵石)、角粒(圆粒)、砂粒、粉粒、粘粒界限粒径分别是:200mm、20mm、2mm、0.075mm、0.005mm,见下表。
表1-1 粒组划分标准(GB 50021—94)(二)土的颗粒级配自然界的土通常由大小不同的土粒组成,土中各个粒组重量(或质量)的相对含量百分比称为颗粒级配,土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。
1.颗粒大小分析试验方法(1)筛分法:适用60—0.075mm的粗粒土(2)密度计法:适用小于0.075mm的细粒土2.颗粒级配曲线——半对数坐标系3.级配良好与否的判别1)定性判别(1)坡度渐变——大小连续——连续级配(级配曲线)(2)水平段(台阶)——缺乏某些粒径——不连续级配(1)曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好(2) 曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良 2) 定量判别:不均匀系数 1060d d C u =103060d d d 分别表示级配曲线上纵坐标为60% 30% 10%时对应粒径 不均匀系数越大,土粒越不均匀,工程上把5<u C 的看作是均匀的,级配不好;把10>u C 大于的土看作是不均匀的,级配良好。