第二章土的物理性质、水理性质和力学性质
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For personal use only in study and research; not for commercial use第二章土的性质及工程分类土的性质包括:物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。
土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。
由于三相比例的不同,决定了土的物理性质(轻重、疏密、干湿、软硬)。
土的物理性质又决定了土的力学性质,因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。
本章主要介绍土的组成及土的结构土的物理性质指标无粘性土的密实度粘性土的物理特性土的渗透性及渗流土的动力特性地基(岩)土的工程分类2.1概述土是风化的产物,是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系,下面看三相组成示意图。
在外力作用下,土体并不显示为一般固体的特性,也不表现为一般液体的特性,因此,在研究土的工程性质时,既有别于固体力学,也有别于液体力学。
2.2土的三相组成及土的结构2.2.1 土的组成一、土的固体颗粒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土的矿物成分矿物成分分为原生矿物、次生矿物2.2.1.2土粒粒组自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒组成的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质也相应地发生变化。
例如,土的性质随着粒径的变细,可由无粘性变化到有粘性。
因此可以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,各个粒组,随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化,划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
目前我国常用的土粒粒组划分方法,按照界限粒径的大小,将土粒分为六个组:漂石(块石)(>200)、卵石(碎石)(200~60)、圆砾(角砾)(60~2)砂粒(2~0.075)、粉粒(0.075~0.005)和粘粒<0.005(注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形)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。
大学土管知识点总结大全第一章:土壤学基础知识1.1 土壤的定义与分类土壤是地球表面最上层由岩石颗粒、有机质、水和空气所组成的,支持生物生长的物质。
土壤根据其形成过程、化学性质、物理性质和生物性质可以分为多种类型,常见的有砂土、壤土、粘土、沙壤土等。
1.2 土壤的物理性质土壤的物理性质主要包括土壤颗粒的大小和形状、土壤的密度、孔隙度等。
这些性质对土壤的渗透性、通气性、保水性等有一定的影响。
1.3 土壤的化学性质土壤的化学性质包括土壤的酸碱度、土壤中的养分含量等。
这些性质对于土壤的肥力、养分供应等有着重要的作用。
1.4 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指土壤中的微生物、腐解生物等。
这些微生物能够分解有机物、促进土壤的肥力等,对土壤的生态系统有着重要的作用。
第二章:土壤与植物2.1 土壤对植物的影响土壤中的养分、水分、氧气等对植物的生长有着直接的影响。
不同类型的土壤对植物的影响也有所不同,需要根据具体情况进行合理的土壤处理和管理。
2.2 土壤养分的供给土壤中的养分对于植物的生长发育至关重要。
常见的养分包括氮、磷、钾等,需要通过施肥等方式来进行补充。
2.3 土壤中的微生物土壤中的微生物对于植物的生长发育有着积极的影响。
它们可以分解有机物,促进植物的吸收养分等。
第三章:土壤改良与施肥技术3.1 土壤改良土壤改良是通过改变土壤的物理性质、化学性质、生物性质等,来提高土壤的肥力、改善土壤的透气性、保水性等。
通常采用的方法有耕作、施肥、植被覆盖等。
3.2 施肥技术施肥是为了保证植物充分获得所需的养分而对土壤进行的一种活动。
施肥的方式有化肥施用、有机肥施用等,需要结合实际情况进行选择。
第四章:土壤保护与治理4.1 土壤侵蚀土壤侵蚀是指风、水、人类等因素对土壤进行的剥蚀、冲刷等,导致土壤流失的过程。
土壤侵蚀对于土地的生产力有着严重的影响,需要采取措施加以防治。
4.2 土壤污染土壤污染是指土壤中出现的有毒物质,对土壤环境和人类健康带来危害的情况。
第2章土的物理性质及分类(答案在最底端)一、简答题1.什么是土的物理性质指标?哪些是直接测定的指标?哪些是计算指标?1.【答】(1)土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系,用土的三相比例指标表示,称为土的物理性质指标,可用于评价土的物理、力学性质。
(2)直接测定的指标:土的密度、含水量、相对密度d s;计算指标是:孔隙比e、孔隙率n、干密度d、饱和密度sat、有效密度’、饱和度S r2.甲土的含水量大于乙土,试问甲土的饱和度是否大于乙土?3.什么是塑限、液限和缩限?什么是液性指数、塑性指数?4.塑性指数对地基土性质有何影响?5.什么是土的冻胀性?产生机理是什么?6.说明细粒土分类塑性图的优点。
7.按规范如何对建筑地基岩土进行分类?7. 【答】作为建筑地基的岩土,可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
8.甲乙两土的天然重度和含水量相同,相对密度不同,饱和度哪个大?9.简述用孔隙比e、相对密实度D r判别砂土密实度的优缺点。
10.简述野外判别碎石土密实度方法?11.什么是土的灵敏度和触变性?试述在工程中的应用。
12.说明下图2-1中各图的横纵坐标,同时标出单位。
(a)级配曲线(b)击实曲线(c)塑性图图2-113.影响土压实性的主要因素什么?14.什么是最优含水量和最大干密度?15.为什么含水量<最优含水量op时,干密度d随增加而增大,>op时,d随增加而减小?16. 在填方压实工程中,土体是否能压实到完全饱和状态?为什么?(华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试)17.影响土击实效果的因素有哪些?18. 为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态,而用液性指数却能说明?(长安大学2007年硕士研究生入学考试)二、填空题1.粘性土中含水量不同,可分别处于、、、、四种不同的状态。
其界限含水量依次是、、。
2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法、、。
3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定,其测定方法分别是、、。
土力学基本知识总结第一章、绪论我感觉绪论部分主要就是要掌握几个基本术语,如下:1、土:是自然历史的产物,是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体,形成过程是岩石经过分化、剥蚀、搬运、堆积。
2、地基:支承基础的土体或岩体,是受土木工程的地层。
3、基础:是墙、柱地面以下的延伸扩展部分,是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
4、持力层:埋置基础,直接支持基础的土层。
5、下卧层:卧在持力层下的土层。
6、基础工程:地基与基础是建筑物的根本,统称基础工程。
第二章、土的性质及工程分类这一章主要介绍了土的三相组成,以及土的物理性质、力学性质、水理性质和工程性质。
我感觉重点部分主要是土的九个物理性质指标,以及无粘性土的密实度划分,和粘性土的物理特性,比如塑性指数、液性指数,地基土的工程分类等等。
一、土的三相组成1、土的三相组成固相固体颗粒液相土中水气相气体,土的三相数量比例决定了土的物理性质和状态。
2、三种主要的粘土矿物蒙脱石−−亲水性强,工程性质差伊利石−−其力学性质介于蒙脱石和高岭石之间高岭石−−水稳定性好,工程性质好3、土粒粒组粒度:土粒的大小。
粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。
界限粒径:划分粒组的分界尺寸。
4、土的颗粒级配:土中所含各粒组的相对含量,以土粒总重的百分数表示。
其反应的是土粒粗细搭配的程度。
一般用颗粒级配曲线来评定颗粒大小的均匀程度,曲线平缓则表示粒径大小相差悬殊,颗粒不均匀级配良好;相反,则表示级配不良。
主要通过两个系数来定量的反应级配的不均匀程度,不均匀系数C u和曲率系数C c。
5、土的级配判断方法:Cu=d60d10,C c=(d30)2d10×d60对于级配连续的土,C u>5,级配良好;C u<5,级配不良。
对于级配不连续的土,C u>5且C c=1~3时,级配良好;反之,则级配不良。
6、土的颗粒分析实验:用来确定土中各个粒组相对含量的方法,主要有筛分法和沉降分析法。
第二章 土的物理性质、水理性质和力学性质第一节 土的物理性质土是土粒(固体相),水(液体相)和空气(气体相)三者所组成的;土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。
土的物理性质指标,可分为两类:一类是必须通过试验测定的,如含水量,密度和土粒比重;另一类是可以根据试验测定的指标换算的;如孔隙比,孔隙率和饱和度等。
一、土的基本物理性质土的三相图(见教材P62图)(一)土粒密度(particle density)土粒密度是指固体颗粒的质量m s 与其体积Vs 之比;即土粒的单位体积质量:ss s V m =ρ g/cm 3 土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关,而与土的孔隙大小和含水多少无关。
实际上是土中各种矿物密度的加权平均值。
砂土的土粒密度一般为:2.65 g/cm 3左右粉质砂土的土粒密度一般为:2.68g/cm 3粉质粘土的土粒密度一般为:2.68~2.72g/cm 3粘土的土粒密度一般为:2.7-~2.75g/cm 3土粒密度是实测指标。
(二)土的密度(soil density)土的密度是指土的总质量m 与总体积V 之比,也即为土的单位体积的质量。
其中:V=Vs+Vv; m=m s +m w按孔隙中充水程度不同,有天然密度,干密度,饱和密度之分。
1.天然密度(湿密度)(density)天然状态下土的密度称天然密度,以下式表示:vs w s V V m m V m ++==ρ g/cm3 土的密度取决于土粒的密度,孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少,它综合反映了土的物质组成和结构特征。
砂土一般是1.4 g/cm3粉质砂土及粉质粘土1.4 g/cm3粘土为1.4 g/cm3泥炭沼泽土:1.4 g/cm3土的密度可在室内及野外现场直接测定。
室内一般采用“环刀法”测定,称得环刀内土样质量,求得环刀容积;两者之比值。
2.干密度(dry density )土的孔隙中完全没有水时的密度,称干密度;是指土单位体积中土粒的重量,即:固体颗粒的质量与土的总体积之比值。
第二章土的物理性质、水理性质和力学性质本章学习要点:学习三相比例关系的计算(三相草图、三个基本物理实验、九个常用三相比例指标>、土的物理性质指标、水理性质指标和力学性质指标等内容,要求记住三相指标的定义式,熟练掌握三相指标的换算。
学习粗粒土和细粒土压实特性与压实机理,击实实验与击实功对压实曲线的影响的压实特性在分层压实处理地基中的应用意义。
第一节土的物理性质土是土粒<固体相),水<液体相)和空气<气体相)三者所组成的;土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。
土的物理性质指标,可分为两类:一类是必须通过实验测定的,如含水量,密度和土粒比重;另一类是可以根据实验测定的指标换算的;如孔隙比,孔隙率和饱和度等。
土的基本物理性质土的三相图<见教材P62图)一、土粒密度(particle density>土粒密度是指固体颗粒的质量m s与其体积Vs之比;即土粒的单位体积质量:g/cm3土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关,而与土的孔隙大小和含水多少无关。
实际上是土中各种矿物密度的加权平均值。
砂土的土粒密度一般为:2.65 g/cm3左右粉质砂土的土粒密度一般为:2.68g/cm3粉质粘土的土粒密度一般为:2.68~2.72g/cm3粘土的土粒密度一般为:2.7-~2.75g/cm3土粒密度是实测指标。
二、土的密度(soil density>土的密度是指土的总质量m与总体积V之比,也即为土的单位体积的质量。
其中:V=Vs+Vv。
m=m s+m w按孔隙中充水程度不同,有天然密度,干密度,饱和密度之分。
1.天然密度<湿密度)(density>天然状态下土的密度称天然密度,以下式表示:g/cm3土的密度取决于土粒的密度,孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少,它综合反映了土的物质组成和结构特征。
砂土一般是1.4 g/cm3粉质砂土及粉质粘土1.4 g/cm3粘土为1.4 g/cm3泥炭沼泽土:1.4 g/cm3土的密度可在室内及野外现场直接测定。
《土力学与地基基础》教案第一章:土的性质与分类1.1 教学目标了解土的组成、物理性质、力学性质及其影响因素。
掌握土的分类方法及其工程意义。
1.2 教学内容土的组成与结构土的物理性质(密度、含水率、粒径分布等)土的力学性质(抗剪强度、压缩性、渗透性等)土的分类(按照粒径、塑性、有机质含量等)1.3 教学方法采用讲授法介绍土的性质与分类的基本概念。
利用图像、案例等方式展示土的组成与结构。
通过实验或现场考察,让学生亲手操作,加深对土的物理性质与力学性质的理解。
1.4 教学活动引入话题:土地与建筑物的基础关系。
讲授土的组成与结构,配合图像与案例。
学生实验:土的密度、含水率、粒径分布等测试。
小组讨论:土的分类方法及其在工程中的应用。
第二章:土的力学性质2.1 教学目标理解土的力学性质及其在土力学分析中的重要性。
学会应用土的抗剪强度、压缩性和渗透性等力学性质进行工程计算。
2.2 教学内容土的抗剪强度(抗剪断强度、抗剪摩尔圆)土的压缩性(压缩系数、压缩模量)土的渗透性(渗透系数、达西定律)2.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式,让学生理解土的力学性质。
利用实验数据,讲解土的抗剪强度、压缩性和渗透性的测定方法。
2.4 教学活动复习土的分类,引入土的力学性质的重要性。
讲解土的抗剪强度、压缩性和渗透性的基本概念。
学生实验:土的抗剪强度、压缩性和渗透性的测定。
案例分析:应用土的力学性质进行实际工程问题的计算。
第三章:土压力与支撑力3.1 教学目标理解土压力和支撑力的概念及其在工程中的应用。
学会计算静止土压力、主动土压力和被动土压力。
3.2 教学内容土压力(静止土压力、主动土压力、被动土压力)支撑力(挡土墙、地下墙、支护结构)3.3 教学方法采用讲授法,结合实例讲解土压力和支撑力的概念。
利用公式和计算实例,让学生掌握土压力和支撑力的计算方法。
3.4 教学活动引入土压力和支撑力的概念,讲解其在工程中的应用。
讲解静止土压力、主动土压力和被动土压力的计算方法。