安徽理工大学课程土力学PPT教案01 图文

第一章土的物质组成和结构第一节土的形成一、土和土体的概念1．土(soil)地球表面30－80km厚的范围是地壳。

地壳中原来整体坚硬的岩石，经风化、剥蚀搬运、沉积，形成固体矿物、水和气体的集合体称为土。

土是由固体相、液相、气体三相物质组成；或土是由固体相、液体相、气体相和有机质（腐殖质）相四相物质组成。

不同的风化作用，形成不同性质的土。

风化作用有下列三种：物理风化、化学风化、生物风化。

2．“土体”(soil mass)土体不是一般土层的组合体，而是与工程建筑的稳定、变形有关的土层的组合体。

土体是由厚薄不等，性质各异的若干土层，以特定的上、下次序组合在一起的。

二、土和土体的形成和演变地壳表面广泛分布着的土体是完整坚硬的岩石经过风化、剥蚀等外力作用而瓦解的碎块或矿物颗粒，再经水流、风力或重力作用、冰川作用搬运在适当的条件下沉积成各种类型的土体。

再搬运过程中，由于形成土的母岩成分的差异、颗粒大小、形态，矿物成分又进一步发生变化，并在搬运及沉积过程中由于分选作用形成在成分、结构、构造和性质上有规律的变化。

土体沉积后：a.将经过生物化学及物理化学变化，即成壤作用，形成土壤（1）靠近地表的土体b. 未形成土壤的土，继续受到风化、剥蚀、侵蚀而再破碎、再搬运、再沉积等地质作用。

（2）时代较老的土，在上覆沉积物的自重压力及地下水的作用下，经受成岩作用，逐渐固结成岩，强度增高，成为“母岩”。

总之，土体的形成和演化过程，就是土的性质和变化过程，由于不同的作用处于不同的作用阶段，土体就表现出不同的特点。

三、土的基本特征及主要成因类型（一）土的基本特征从工程地质观点分析，土有以下共同的基本特征：1．土是自然历史的产物土是由许多矿物自然结合而成的。

它在一定的地质历史时期内，经过各种复杂的自然因素作用后形成各类土的形成时间、地点、环境以及方式不同，各种矿物在质量、数量和空间排列上都有一定的差异，其工程地质性质也就有所不同。

2．土是相系组合体土是由三相（固、液、气）或四相（固、液、气、有机质）所组成的体系。

第一部分 土的物理性质及分类一、 计算题1-1-1已知土粒相对密度ds 、含水量ω、天然密度ρ。

计算孔隙比e 、饱和密度sat ρ、有效密度ρ'、干密度d ρ、孔隙率n 、饱和度r s 。

1-1-2某烘干土样质量为200g, 其颗粒分析结果如表1-1所列。

试绘制颗粒级配曲线，求特征粒径，并确定不均匀系数以及评价级配均匀情况。

表1-11-1-3一地基土样，含水量ω=18%，干密度d ρ=1。

60g/cm 3,相对密度 ds=3.10,液限l ω=29.1%，塑限p ω=17.3%。

求（1）该土的孔隙比e 、孔隙率n 、饱和度r s 。

（2）塑性指数Ip 、液性指数l I ，并确定土的名称及状态。

1-1-4从某土层中取原状土做试验，测得土样体积为503cm ，湿土样质量为98g ，烘干后质量为77。

5g ，土粒相对密度2.65。

计算土的天然密度ρ、干密度d ρ、饱和密度sat ρ、有效密度ρ'、天然含水量ω、孔隙比e 、孔隙率n 、饱和度r s 。

1-1-5某地基土为砂土，取风干后土样500g ，筛分试验结果如表1-2所列。

试确定砂土名称。

1-1-6已知土样相对密度为2。

7，孔隙率为50%，含水量为20%，若将103cm 该土体加水至完全饱和，需要加多少水？1-1-7一体积为503cm 的原状土样，其湿土质量为0.1kg ，烘干后质量为0.07kg ，土粒相对密度为2.7，土的液限l ω=50%，塑限p ω=30%。

求（1）土的塑性指数、液性指数，并确定该土的名称和状态。

（2）若将土样压实使其干密度达到1.7t/3m ，此时土样孔隙比减少多少？1-1-8已知某中砂层在地下水位以下的饱和重度sat γ=20.83/KNM ，相对密度ds=2.73。

求该砂层的天然孔隙比e 。

若该砂层的最松和最密孔隙比分别为0.64、0.56，求相对密实度Dr,并确定该土样的物理状态。

1-1-9 一侧限压缩土样，经试验测得土样原始高度为2.5cm,截面积为502cm ，试验前土样质量为180g ，烘干后质量为160g ，在1kg/2cm 正压力作用下，土样压缩稳定后高度为1.9cm,土质量为170g 。