最新土力学教案
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《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、性质和分类,掌握土的三相指标及土的密度、含水率和塑性指数的概念。
学会使用土工试验仪器进行土的物理性质试验。
理解土的工程特性及其对地基基础的影响。
1.2 教学内容土壤的组成与结构土壤的物理性质:密度、含水率、塑性指数土壤的力学性质:抗剪强度、压缩性、渗透性土的分类与工程特性土工试验:密度试验、含水率试验、塑性指数试验1.3 教学方法课堂讲授:讲解土壤的性质、分类和工程特性。
实验教学:指导学生使用土工试验仪器进行土的物理性质试验。
案例分析:分析实际工程案例,理解土壤性质对地基基础的影响。
第二章:土力学基本理论2.1 教学目标掌握土力学的基本概念、原理和定律,包括剪切强度理论、压缩理论和小应变弹性理论。
学会运用土力学理论分析土壤的力学行为。
土力学的基本概念:应力、应变、应力路径剪切强度理论:抗剪强度、库仑定律、莫尔-库仑准则压缩理论:压缩性、压缩系数、压缩模量小应变弹性理论:弹性模量、泊松比、弹性应变2.3 教学方法课堂讲授:讲解土力学的基本概念、原理和定律。
数值分析:运用数值方法分析土壤的力学行为。
案例分析:分析实际工程案例,运用土力学理论解决问题。
第三章:地基基础设计原理3.1 教学目标掌握地基基础的设计原理和方法,包括浅基础、深基础和地下工程的设计。
学会运用土力学和结构力学的知识进行地基基础的设计。
3.2 教学内容浅基础设计原理:承载力计算、基础尺寸确定、沉降计算深基础设计原理:桩基础、沉井基础、地下连续墙地下工程设计原理:隧道、地铁、地下室3.3 教学方法课堂讲授:讲解地基基础的设计原理和方法。
数值分析:运用数值方法分析地基基础的设计问题。
案例分析:分析实际工程案例,运用土力学和结构力学的知识进行地基基础设计。
第四章:地基承载力与稳定性分析掌握地基承载力和稳定性的分析方法,包括极限平衡法、数值方法和实验方法。
学会运用地基承载力和稳定性分析方法解决实际工程问题。
《土力学》教案课次:第十五次主要内容:地基剪切破坏模式;临塑荷载;临界荷载重点内容:临塑荷载;临界荷载教学方法:精讲启发式与逻辑推理式作业:P238:第1 题第九章§地基承载力9.1 概述一、定义地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力。
地基承受建筑物荷载作用后,一方面引起地基土体变形,造成建筑物沉降或不均匀沉降,若沉降过大,就会导致建筑物严重下沉、倾斜或挠曲、上部结构开裂;另一方面,引起地基内土体的剪应力增加,当某一点的剪应力达到土的抗剪强度时,这一点的土就处于极限平衡状态。
若土体中某一区域内各点都达到极限平衡状态,就形成极限平衡区(或称为塑性区),如果荷载继续增大,地基内塑性区的范围随之不断增大,局部的塑性区发展成为连续滑动面,这时,基础下一部分土体将沿滑动面产生整体滑动,称为地基失去稳定(或丧失承载能力)沉降、倾斜,甚至倒塌。
坐落在其上的建筑物将会发生急剧在地基基础设计中,为保证在荷载作用下地基土不致产生强度(剪切)破坏,必须使基底压力不超过规定的地基承载力,沉降差,以满足建筑物正常的使用要求。
同时也要使建筑物不会产生不允许的沉降和确定地基承载力是工程实践中迫切需要解决的基本问题之一,也是土力学研究的主要内容。
我国建筑地基基础设计规范规定:地基承载力的特征值,可以采用载荷试验或其它原位试验、理论公式计算并结合工程实践等方法综合确定。
二、地基剪切破坏模式1. 整体剪切破坏整体剪切破坏的特征是:当荷载较小时,基底压力p 与沉降s 基本上成直线关系,如图8-2 中 A 曲线的oa 段,属于线性变形阶段;当荷载增加到某一数值时,在基础边缘处的土开始发生剪切破坏,随着荷载的增加,剪切破坏区(或称塑性变形区)逐渐扩大,这时压力与沉降之间成曲线关系,如图8-2 中 A 曲线的ab 段,属弹塑性变形阶段;如果基础上的荷载继续增加,剪切破坏区不断扩大,最终在地基中形成一连续的滑动面,基础急剧下沉或向一侧倾倒,同时基础四周的地面隆起,地基发生整体剪切破坏,如图8-1a)所示。
《土力学教案》word版一、教案概述1. 课程名称:土力学2. 适用年级:大学本科一年级3. 课时安排:本学期共32课时,每课时45分钟4. 教学目标:使学生了解土力学的基本概念、基本原理和基本方法,培养学生分析和解决土力学问题的能力。
二、教学内容1. 第一章土的性质与分类土的组成与结构土的物理性质土的力学性质土的工程分类2. 第二章土的渗透性渗透定律土的渗透系数土的渗透性影响因素渗透问题在工程中的应用3. 第三章土的压力与支撑力土的自重压力静止侧压力主动土压力被动土压力支撑力的计算与应用4. 第四章土的剪切强度与变形特性剪切强度定律土的抗剪强度指标土的变形特性土的变形模量土的泊松比5. 第五章土的稳定性分析土体稳定性的影响因素滑动面与安全系数土的抗滑稳定性分析方法土体稳定性计算实例三、教学方法1. 讲授法:讲解土力学基本概念、原理和公式,阐述土力学问题的解决方法。
2. 案例分析法:分析实际工程案例,使学生更好地理解土力学的应用。
3. 实验法:组织学生进行土力学实验,培养学生的实践操作能力。
4. 小组讨论法:分组讨论土力学问题,提高学生的团队合作能力。
四、教学评价1. 平时成绩:考察学生的出勤、作业、课堂表现等情况。
2. 期中考试:测试学生对土力学基本概念、原理和方法的掌握程度。
3. 期末考试:全面考察学生对本课程知识的掌握和应用能力。
4. 实验报告:评价学生在实验过程中的操作技能和分析问题能力。
五、教学资源1. 教材:推荐《土力学》(第四版),作者:李广信。
2. 辅助教材:推荐《土力学教程》,作者:李俊。
3. 网络资源:搜集相关土力学的学术论文、工程案例等,为学生提供丰富的学习资料。
4. 实验室设备:进行土力学实验,验证土力学原理。
5. 投影仪、PPT等教学设备:辅助课堂教学。
六、第四章土的剪切强度与变形特性(续)土的剪切带发展土的应变软化现象土的残余强度三轴剪切试验土的剪切模量土的剪切强度公式的应用七、第五章土的稳定性分析(续)边坡稳定性分析地基承载力分析土体稳定性设计方法土体稳定性分析的数值方法稳定性分析在工程中的应用实例八、第六章土的动力特性土的动应力与动应变动三轴试验土的动力模量土的阻尼比地震作用下的土动力学问题土的动力特性在工程中的应用九、第七章土的工程应用土在基础工程中的应用土在地下工程中的应用土在道路工程中的应用土在水利工程中的应用土在边坡工程中的应用土在环境工程中的应用十、第八章土力学的实验技术与方法土的物理性质试验土的力学性质试验土的渗透性试验土的剪切强度试验土的动力特性试验实验数据处理与分析十一、第九章土力学数值分析方法土力学数值分析的基本原理有限元法在土力学中的应用有限差分法在土力学中的应用离散元法在土力学中的应用土力学数值分析软件介绍数值分析在土力学问题中的应用实例十二、第十章土力学与地基基础地基的概念与分类地基承载力理论地基变形控制原则地基处理技术地基基础设计方法地基基础在工程中的应用实例十三、第十一章边坡工程边坡稳定的影响因素边坡稳定性分析方法边坡稳定控制技术边坡加固与维护边坡工程实例分析十四、第十二章地下工程地下工程概述地下工程设计原则地下工程支护技术地下工程施工方法地下工程实例分析十五、第十三章土力学在环境工程中的应用土力学在土地利用规划中的应用土力学在地质灾害防治中的应用土力学在土壤污染控制中的应用土力学在生态系统保护中的应用土力学在环境工程实例分析中的应用十一、第十四章土力学在岩土工程中的应用岩土工程概述岩土工程设计原则岩土工程勘察方法岩土工程支护与加固技术岩土工程实例分析十二、第十五章土力学在结构工程中的应用结构工程概述结构工程设计原则结构工程与土力学的关系结构工程的地基处理技术结构工程实例分析十三、第十六章土力学在交通运输工程中的应用交通运输工程概述交通运输工程设计原则交通运输工程的土力学问题交通运输工程的地基处理技术交通运输工程实例分析十四、第十七章土力学在水利工程中的应用水利工程概述水利工程设计原则水利工程的土力学问题水利工程的地基处理技术水利工程实例分析十五、第十八章土力学发展趋势与展望土力学研究的新进展土力学在新技术中的应用土力学在可持续发展中的作用土力学教育与人才培养土力学未来发展趋势与挑战重点和难点解析土力学作为一门研究土壤性质及其与工程结构相互作用的学科,具有很强的实践性和应用性。
课题: 第一章绪论一、教学目的:使学生了解《土力学与地基基础》这门课的学习意义及主要内容,理解土力学中的一些基本概念。
二、教学重点:土力学与地基基础的基本概念。
三、教学难点:地基基础埋深等概念的理解上。
四、教学时数: 2 学时,其中实践性教学 0 学时。
五、习题:六、教学后记:这一章的内容总体上较易理解,基本概念需详细的讲解,让学生多了解一些具体的实例,如由于基础地基引起的一些破坏。
第一章绪论土力学部分第3-5章本课程的重点地基基础部分第6-10章第1- 2章基本概念的介绍一、基本概念:1、关于土的概念(1)、土的定义:土是地表岩石经长期风化、搬运和沉积作用,逐渐破碎成细小矿物颗粒和岩石碎屑,是各种矿物颗粒的松散集合体。
(2)、土的特点:1)散体性2)多孔性3)多样性4)易变性(3)、土在工程中的应用1)作为建筑物地基2)作为建筑材料3)建筑物周围环境2、土力学:研究土的特性以及土体在各种荷载作用下的性状的一门力学分支。
3、地基与基础的概念(1)、基础:1)定义:建筑物的下部结构,将建筑物的荷载传给地基,起着中间的连接作用。
(是建筑物的一部分)2)分类:按埋深可分为:浅基础:采用一般的施工方法和施工机械(例如挖槽、排水)施工的基础(埋置深度不大,一般5 m)。
埋深较小,可采用深基础:需借助特殊施工方法的基础(埋置浓度超过5m)。
桩基础、地下连续墙(2)地基1)定义:基底以下的土体中因修建建筑物而引起的应力增加值(变形)所不可忽略的那部分土层。
(承受建筑物荷载而应力状态发生改变的土层。
)(地层)持力层:直接与基础接触,并承受压力的土层下卧层:持力层下受建筑物荷载影响范围内的土层。
2)分类:天然地基:在天然土层上修建,土层要符合修建建筑物的要求(强度条件、变形条件)人工地基:经过人工处理或加固地基才能达到使用要求的地基。
二、重要性:地基和基础是建筑物的根本,又位于地面以下,属地下隐蔽工程。
它的勘察、设计以及施工质量的好坏,直接影响建筑物的安全,一旦发生质量事故,补救与处理都很困难,甚至不可挽救。
一、教案基本信息教案名称:土力学地基基础教案课时安排:45分钟教学目标:1. 让学生了解土力学地基基础的基本概念和原理;2. 使学生掌握地基的分类和性质;3. 培养学生运用土力学原理分析和解决实际问题的能力。
教学方法:1. 讲授法:讲解土力学地基基础的基本概念、原理和分类;2. 案例分析法:分析实际工程中的地基问题,引导学生运用土力学知识解决实际问题;3. 讨论法:分组讨论地基处理方法和优缺点,促进学生互动交流。
教学内容:1. 土力学基本概念:土的组成、土的物理性质、土的力学性质;2. 地基与基础的概念:地基的定义、地基的分类、基础的定义与分类;3. 地基的性质:承载力、压缩性、不均匀性、透水性;4. 地基处理方法:换填法、压实法、排水法、加固法;5. 地基验算:承载力验算、沉降验算。
教学步骤:1. 引入新课:通过提问方式引导学生回顾土力学基本概念,引出地基与基础的概念;2. 讲解土力学基本概念:详细讲解土的组成、土的物理性质、土的力学性质;3. 讲解地基与基础的概念:阐述地基的定义、地基的分类、基础的定义与分类;4. 讲解地基的性质:详细介绍承载力、压缩性、不均匀性、透水性的概念和特点;5. 讲解地基处理方法:介绍换填法、压实法、排水法、加固法的原理和适用条件;6. 讲解地基验算:阐述承载力验算和沉降验算的方法和步骤;7. 案例分析:选取实际工程案例,分析地基问题及其解决方法;8. 小组讨论:让学生分组讨论地基处理方法的优缺点,分享讨论成果;10. 布置作业:布置练习题,巩固所学知识。
教学评价:1. 课堂问答:检查学生对土力学基本概念、地基与基础的理解程度;2. 案例分析:评估学生运用土力学知识分析实际问题的能力;3. 小组讨论:评价学生在讨论中提出观点的合理性和合作意识;4. 作业完成情况:检验学生对地基与基础知识的掌握和运用能力。
二、课时安排第一课时:土力学基本概念、地基与基础的概念第二课时:地基的性质、地基处理方法第三课时:地基验算、案例分析第四课时:小组讨论、课堂小结、布置作业三、教学资源1. 教材或教学参考书;2. 课件或黑板;3. 实际工程案例资料;4. 练习题。
土力学地基基础教案第一章:土力学概述1.1 教学目标让学生了解土力学的定义、研究对象和意义。
让学生掌握土的分类和性质。
让学生了解土力学的基本原理和研究方法。
1.2 教学内容土力学的定义和研究对象土的分类和性质土力学的基本原理和研究方法1.3 教学方法讲授法:讲解土力学的定义、研究对象和意义。
互动法:引导学生掌握土的分类和性质。
案例分析法:分析土力学的基本原理和研究方法。
第二章:土的物理性质2.1 教学目标让学生掌握土的密度、孔隙比、颗粒分析等基本物理性质。
让学生了解土的渗透性及其影响因素。
2.2 教学内容土的密度、孔隙比、颗粒分析等基本物理性质土的渗透性及其影响因素2.3 教学方法讲授法:讲解土的基本物理性质。
实验法:进行土的密度、孔隙比、颗粒分析等实验。
互动法:引导学生了解土的渗透性及其影响因素。
第三章:土的力学性质3.1 教学目标让学生掌握土的压缩性、剪切强度、变形模量等力学性质。
让学生了解土的力学性质的测试方法。
3.2 教学内容土的压缩性、剪切强度、变形模量等力学性质土的力学性质的测试方法3.3 教学方法讲授法:讲解土的力学性质。
实验法:进行土的压缩性、剪切强度、变形模量等实验。
互动法:引导学生了解土的力学性质的测试方法。
第四章:土的渗透性质4.1 教学目标让学生掌握土的渗透系数、渗透规律等渗透性质。
让学生了解渗透性质的影响因素和应用。
4.2 教学内容土的渗透系数、渗透规律等渗透性质渗透性质的影响因素和应用4.3 教学方法讲授法:讲解土的渗透性质。
实验法:进行土的渗透实验。
互动法:引导学生了解渗透性质的影响因素和应用。
第五章:土的工程应用5.1 教学目标让学生了解土在工程中的作用和重要性。
让学生掌握土的工程应用方法和技术。
5.2 教学内容土在工程中的作用和重要性土的工程应用方法和技术5.3 教学方法讲授法:讲解土在工程中的作用和重要性。
案例分析法:分析土的工程应用方法和技术。
互动法:引导学生讨论土的工程应用中的问题和解决方案。
土力学教案第一章 土的物理性质及分类1.1 概述土是由固体颗粒、水、气体三部分组成的三相体系。
土=土粒(固相)+水(液相)+空气(气相)1.固相——包括多种矿物成分组成的土的骨架。
2.液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)。
3.气相——主要是空气、水蒸气,有时还有沼气等。
各相的性质及相对含量的大小直接影响土体的性质,土粒大小和形状、矿物成分及排列和联结特征是决定土的物理力学性质的重要因素。
土粒矿物成分与土粒大小有关:粗大土粒:往往保留原生矿物,多呈块状或柱状。
细小土粒:主要是次生矿物,多呈片状。
无粘性土——当土样中巨粒(土粒粒径大于60mm )和粗粒(60~0.075mm )的含量超过全重50%时属无粘性土。
土中水影响粉性土和粘性土的可塑性、胀缩性、湿陷性、冻胀性等物理特征。
1.2 土的组成一、 固体颗粒(土粒)⎩⎨⎧ :有机质组成由原生矿物和次生矿物无机矿物颗粒土粒 原生矿物:由岩石经物理风化生成的颗粒,它的成分与母岩的相同,如:石英、长石、辉石、角闪岩、云母等。
特性:颗粒一般较粗,多呈浑圆形、块状或板状;吸附水的能力弱,性质比较稳,无塑性。
次生矿物:由原生矿物经化学风化生成的新矿物,它的成分与母岩的完全不同。
如:由长石风化成的高岭石、由辉石或角闪石风化成的绿泥石等。
特性:颗粒极细,且多呈片状;性质活泼,有较强的吸附水能力(尤其是由蒙脱石组成的颗粒),具塑性。
遇水膨胀。
粗大土粒一般是化学性质较稳定的原生矿物颗粒,有单矿物颗粒和多矿物颗粒两种形态。
细小土粒主要是次生矿物颗粒和生成过程中介入的有机物质。
二、土粒粒度分析方法土是由大小不同的土粒组成的。
土粒的大小、形状、矿物成分和级配对土的物理性质有明显影响。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。
例如土的性质随着粒径的变细可由无粘性变化到有粘性。
(一)几个概念粒度——土粒的大小称为粒度,常以粒径表示。
粒组——界于一定粒度范围内的土粒,称为粒组。
界限粒径——划分粒组的分界尺寸。
常用粒组的界限粒径:(根据国标《土的分类标准》(GBJ145-90))200mm,60mm,2mm,0.075mm,0.005mm200、 60、2、0.075 0.005 mm20、50.5、0.25、0.10.01漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾、砂砾、粉粒、粘粒。
(二)土的颗粒级配1.土的颗粒级配(粒度成分)——土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总重的百分数)。
土粒的组合情况——大大小小土粒含量的相对数量关系2.确定各粒组相对含量的方法(1)颗粒分析试验①筛分法, 0.075mm ≤粒径≤60mm的粗粒组将风干、分散的代表性土样通过一套自上而下孔径由大到小的标准筛,称出留在各个筛子上的干土重,经计算可得小于某一筛孔直径土粒的累积重量及累计百分含量。
②沉降分析法,比重计法和移液管法,粒径<0.075mm的细粒组(下沉速度)土粒下沉速度与粒径的理论关系,用比重计法或移液管法测得颗粒级配。
上式可变换为:沉降法假定土粒为球体颗粒,实际上土粒并不是球体颗粒,因此计算得的粒径并不是实际土粒尺寸,而是与实际土粒在液体中的相同沉降速度的理想球体的直径(称为水力当量直径)。
(2)试验成果——颗粒级配累积曲线级配累积曲线采用半对数坐标:土粒粒径相差常在百倍、千倍以上,宜采用半对数坐标表示。
半对数坐标{)(或称累计百分含量土质量含量(%)纵坐标-小于某粒径的)粒粒径(横坐标-对数坐标-土mm 曲线分析:曲线较陡,则表示粒径大小相差不多,土粒较均匀;曲线平缓,则表示粒径大小相差悬殊,土粒不均匀,即级配良好。
判别土体级配好坏的指标⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧10602301060d d d C d d C c u =曲率系数=不均匀系数 10d (有效粒径)——小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时相应的粒径;30d (中值粒径)——小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时相应的粒径;60d (限制粒径)——小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时相应的粒径。
不均匀系数u C 反映大小不同粒组的分布情况。
u C 越大表示土粒大小的分布范围越大、其级配越好,作为填方工程的土料时,则比较容易获得较大的密实度。
曲率系数c C 描写累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状。
一般工程上5<u C 为均粒土,属级配不良;10>u C 的土,属级配良好。
级配连续土:曲线平滑,没有台阶;采用指标u C 即可判断级配好坏;级配不连续:曲线呈台阶状;采用单一指标u C 难以判断级配好坏。
砾类土和砂类土当同时满足u C ≥5, c C =1~3时则为良好级配砾或良好级配砂。
否则,级配不良。
级配良好:曲线平缓,粒径大小相差悬殊,土粒不均匀。
颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。
对于级配良好的土,较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充,因而土的密实度较好,相应的地基土的强度和稳定性也较好.透水性和压缩性也较小,可用作堤坝或其它土建工程的填方土料。
三、土中的水和气1.土中水{{{ ,强结合水—对土性质影响大—弱结合水用—受重力和表面张力作—毛细水对土粒有浮力作用—受重力作用自由流动—重力水结合水自由水 结合水——是受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。
强结合水(吸着水)——紧靠土粒表面的结合水膜,牢固地结合在土粒表面,其性质相当于固体。
没有溶解盐类的能力,不能传递静水压力,只有吸热变成蒸汽时才能移动。
弱结合水(薄膜水)——紧靠强结合水外围的结合水膜,不能传递静水压力,但较厚的弱结合水膜能向邻近较薄的水膜缓慢转移。
当土中有较多弱结合水时具有一定的强塑性。
弱结合水离土粒表面愈远,受到的电分子吸引力愈弱,并逐渐过渡到自由水。
弱结合水的厚度,对粘性土的粘性特征及工程性质影响很大。
自由水——不受土粒表面电场影响,能传递静水压力。
重力水——存在于地下水位以下,重力水的渗流特征,是地下工程排水和防水工程的主要控制因素,对土中的应力状态和开挖基槽、基坑以及修筑地下构筑物有重要影响。
毛细水——存在于地下水位以上,毛细水的上升高度与土粒粒度成分有关;上升高度和速度对于建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸湿、冻胀等有影响。
2.土中气体⎩⎨⎧非封闭气体—对土的性质影响大—封闭气体封闭气体为与大气隔绝的气体,它使土在外力作用下的弹性变形增加,透水性减小。
非封闭气体在外力作用下,连通气体排出,对土的性质影响不太。
四、粘土颗粒与水的相互作用P14五、土的结构和构造1.土的结构——指土粒的原位集合体特征,是由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。
土的结构⎪⎩⎪⎨⎧形式—是粘性土的主要结构—絮状结构—以粉粒为主的土—蜂窝结构—常见于砂土、碎石土—单粒结构(1)单粒结构——由粗大土粒在水中或空气中下沉形成的。
为碎石类土和砂类土的结构特征。
紧密的单粒结构的土在荷载作用下沉降小、强度较大、压缩性较小,是良好的天然地基。
疏松的单粒结构土,在外力作用下易移动,孔隙减少,变形大,需处理做为人工地基。
(2)蜂窝结构粒径0.075~0.005mm 的土粒在水中沉积时以单个土粒下沉,当碰上已沉积土粒时(它们之间的相互引力大于其重力)就停在最初接触点不再下沉,逐渐形成土粒链,组成弓架结构,最后形成孔隙大的蜂窝结构;当承受较高荷载时,结构破坏,产生严重沉降。
(3)絮状结构细小的粘粒(粒径小于0.005mm )或胶粒(粒径小于0.002mm )重力小,在水中不因自重而下沉,主要受粘土颗粒与水作用产生的粒间作用力。
粒间作用力有排斥力和吸引力,且均随粒间距离减小而增加,但增长速率不相同。
总的吸引力大于排斥力时为净吸力,反之为净斥力。
2.土的构造⎩⎨⎧层理构造裂隙构造土的构造——指土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
层理构造——土在生成过程中,由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现的成层特征,有水平层理构造和交错层理构造。
裂隙构造——如,柱状裂隙。
强度和稳定性降低,透水性大,对工程不利。
【本次课总结】1.土是由固体(土粒)、液体(水)和气体(空气)三相所组成;2.粒径级配曲线的特点及用途;3.常见土的结构及构造形式。
【复习思考】1.粘土颗粒表面哪一层水膜对土的工程性质影响最大,为什么?2.为什么土的级配曲线用半对数坐标?1.3 土的三相比例指标反映着土的物理状态,如干湿软硬松密等。
表示土的三相组成比例关系的指标,统称为土的三相比例指标。
1.土的三相图【注意】土的三相图只是理想化地把土体中的三相分开,并不表示实际土体三相所占的比例。
一、指标的定义1.三项基本物理性质指标土的物理性质指标中有三个基本指标可直接通过土工试验测定,亦称直接测定指标。
① 土的密度ρ——土单位体积的质量(单位为3/cm g 或3/m t )Vm=ρ g ργ= 试验测定方法:环刀法一般粘性土ρ=1.8~2.03/cm g ;砂土ρ=1.6~2.03/cm g ;腐殖土ρ=1.5~1.73/cm g ;② 土粒比重(土粒相对密度)s G ——土粒的质量与同体积4o C 纯水的质量之比。
111w s w s s s V m G ρρρ=⨯=,无量纲。
s ρ——土粒密度(3/cm g )1w ρ——纯水在C 04时的密度(单位体积的重量),等于3/1cm g 或3/1m t 。
试验测定方法:比重瓶法实际上:土粒比重在数值上等于土粒密度,前者无因次。
同一类土,其比重变化幅度很小,通常可按经验数值选用。
见下表。
【课堂讨论】相对密度(比重)与天然密度(重度)的区别注意:从公式可以看出,对于同一种土,在不同的状态(重度、含水量)下,其比重不变;③ 土的含水量ω——土中水的质量与土粒质量之比,以百分数表示:%100⨯=sm m ωω 一般:同一类土,当其含水量增大时,其强度就降低。
试验测定方法:烘干法(湿,干土质量之差与干土质量的比值)【讨论】含水量能否超过100%?——从公式可以看出,含水量可以超出100%。
2.特殊条件下土的密度① 饱和密度和饱和重度饱和密度sat ρ——(土孔隙中充满水时的单位体积质量)土体中孔隙完全被水充满时的土的密度:V V m v s sat ωρρ+=。
(31/1cm g w w ==ρρ)饱和重度:γsat =sat ρg (kN/m 3)。
② 和干重度干密度——单位体积中土粒的质量:Vm s d =ρ,(kg/m 3,g/cm 3)。
干重度——单位体积中土粒的重量:d γ=ρd g ,(kN/m 3)。
在工程上常把干密度作为评定土体密实程度的指标,以控制填土工程的施工质量。
③ 有效重度(浮重度)——单位土体积中土粒的质量扣除同体积水的质量即为单位土体 积中土粒的有效质量,称为土的有效密度ρ'V V m w s s ρρ-'= VV g m s s ωγγ-=',(kN/m 3)。