土的物理性质及工程分类
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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1章土的物理性质及工程分类1.1 土的形成岩土体是地壳的物质组成。
岩体是地壳表层圈层,经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质体。
它赋存于一定的地质环境之中,并随着地质环境的演化和地质作用的持续,仍在不断的变化着。
土体是岩石风化的产物,是一种松散的颗粒堆积物。
由于岩土材料组成的复杂性,其性质在许多方面不同于其它材料,具有其特有的多变性及复杂性。
以下就岩土的特性分别简述之。
1.2 土的组成1.1.1 土的结构与特性土是一种松散的颗粒堆积物。
它是由固体颗粒、液体和气体三部份组成。
土的固体颗粒一般由矿物质组成,有时含有胶结物和有机物,这一部分构成土的骨架。
土的液体部分是指水和溶解于水中的矿物质。
空气和其它气体构成土的气体部分。
土骨架间的孔隙相互连通,被液体和气体充满。
土的三相组成决定了土的物理力学性质。
1)土的固体颗粒土骨架对土的物理力学性质起决定性的作用。
分析研究土的状态,就要研究固体颗粒的状态指标,即粒径的大小及其级配、固体颗粒的矿物成分、固体颗粒的形状。
(1)固体颗粒的大小与粒径级配土中固体颗粒的大小及其含量,决定了土的物理力学性质。
颗粒的大小通常用粒径表示。
实际工程中常按粒径大小分组,粒径在某一范围之内的分为一组,称为粒组。
粒组不同其性质也不同。
常用的粒组有:砾石粒、砂粒、粉粒、粘粒、胶粒。
以砾石和砂粒为主要组成成分的土称为粗粒土。
以粉粒、粘粒和胶粒为主的土,称为细粒土。
土的工程分类见本章第三节。
各粒组的具体划分和粒径范围见表1-1。
土中各粒组的相对含量称土的粒径级配。
土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比,一般用百分比表示。
土的粒径级配直接影响土的性质,如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。
要确定各粒组的相对含量,需要将各粒组分离开,再分别称重。
这就是工程中常用的颗粒分析方法,实验室常用的有筛分法和密度计法。
筛分法适用粒径大于0.075mm的土。
利用一套孔径大小不同的标准筛子,将称过质量的干土过筛,充分筛选,将留在各级筛上的土粒分别称重,然后计算小于某粒径的土粒含量。
土的物理性质及工程分类一、目的和要求1.本章的重点内容是土粒级配,土的物理性质和物理状态指标。
2.了解土的三相组成物质的比例不同和土的结构上的差异对土工程性质的影响。
1.1.掌握土的物理性质指标和物理状态指标;2.2.了解填土的击实特性;3.3.能进行土的工程分类。
二、主要内容土:是指岩石风化以后形成的松散堆积物。
§6-1 土的三相组成和土的结构(一)(一)土的三相组成土是由固相(土粒)、液相(土中的水)和气相(土中的气体)三部分组成的三相体系。
土粒是组成土的最主要部分,土粒的矿物成份对土的性质有重要的影响。
土粒的矿物成份按成因可分为:原生矿物(主要有石英、长石和白云母)和次生矿物(主要是粘土矿物)两大类。
土中往往还含有机质,会使土的性质变差。
土中的液态水主要有两种类型:结合水和自由水。
结合水是指附着于粒表面成薄膜状的水;自由水包括毛细水和重力水。
土中的气体可分为与大气连通的气体和封闭气体两种。
(二)(二)土的结构和构造1.土的结构:是指土中颗粒排列的状况。
可分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构。
2.土的构造:是指同一土层中,土粒或土粒合体之间相互关系的特征。
主要有:层状构造、分散构造和裂隙状构造。
§6-2 土的粒组和粒径级配(一)(一)土的粒组为了便于研究土的性质,把大小和性质相近的土粒归并为一组,称为粒组。
根据粒径(d)的大小,可将自然界的土分为以下6个常用粒组,即漂石(块石)d>200mm,卵石(碎石):d=60~200mm,砾:D=2~60mm,砂粒:d=0.05~0.05mm,粘粒:d<0.005mm。
(二)(二)土的粒径的级配土的粒径级配:是指土中各粒组的相对含量。
土中各粒组的相对含量可通过颗粒分析试验确定,颗粒分析方法可分为筛分法(适用于d>0.1mm 的土粒)和比重计法(适用于d<0.1mm 的土粒)。
分析试验成果可绘制成粒级配曲线,常用的判别土的粒径级配良好与否的指标有两个,即不均匀系数Cu 和曲率系数Cc 。
第一章土的物理性质及工程分类
一、思考题
1、土是由哪几部分组成的?
2、建筑地基土分哪几类?各类土的工程性质如何?
3、土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的,常用的方法有哪些?如何判断土的级配情况?
4、土的试验指标有几个?它们是如何测定的?其他指标如何换算?
5、粘性土的含水率对土的工程性质影响很大,为什么?如何确定粘性土的状态?
6、无粘性土的密实度对其工程性质有重要影响,反映无粘性土密实度的指标有哪些?
二、选择题
1、土的三项基本物理性质指标是()
A、孔隙比、天然含水率和饱和度
B、孔隙比、相对密度和密度
C、天然重度、天然含水率和相对密度
D、相对密度、饱和度和密度
2、砂土和碎石土的主要结构形式是()
A、单粒结构
B、蜂窝结构
C、絮状结构
D、层状结构
3、对粘性土性质影响最大的是土中的( )
A、强结合水
B、弱结合水
C、自由水
D、毛细水
4、无粘性土的相对密实度愈小,土愈()
A、密实
B、松散
C、居中
D、难确定
5、土的不均匀系数C
u
越大,表示土的级配()
A、土粒大小不均匀,级配不良
B、土粒大小均匀,级配良好
C、土粒大小不均匀,级配良好
6、若某砂土的天然孔隙比与其能达到的最大孔隙比相等,则该土()
A、处于最疏松状态
B、处于中等密实状态
C、处于最密实状态
D、无法确定其状态
7、无粘性土的分类是按()
A、颗粒级配
B、矿物成分
C、液性指数
D、塑性指数
8、下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定()
A、孔隙比 e
B、孔隙率 n
C、饱和度S
r D、土粒比重 d
s
9、在击实试验中,下面说法正确的是()
A、土的干密度随着含水率的增加而增加
B、土的干密度随着含水率的增加而减少
C、土的干密度在某一含水率下达到最大值,其它含水率对应干密度都较小
10、土粒级配曲线越平缓,说明()
A、土粒均匀,级配不好
B、土粒不均匀,级配良好
C、土粒均匀,级配良好
D、土粒不均匀,级配不好
11、对土粒产生浮力的是()
A、毛细水
B、重力水
C、强结合水
D、弱结合水
12、在土工试验室中,通常用()测定土的密度
A、联合测定法
B、环刀法
C、比重计法
D、击实仪
13、常用来控制填土工程施工质量的指标是()
A、孔隙比e
B、孔隙率n
C、饱和度S
r D、干密度r
d
14、饱和土的组成为()
A、固相
B、固相+液相
C、固相+液相+气相
D、液相
15、筛分法适用的土粒直径为()
A、d>0.075
B、d<0.075
C、d>0.005
D、d<0.005
16、某土样的液限55%,塑限30%,则该土样可定名为()
A、粉质粘土
B、粘质粉土
C、粘土
D、粉土
17、粘性土的塑性指数越大,其粘粒含量()
A、越多
B、越少
C、可多可少
D、没关系
18、已知土样试验数据为:含水率10%,液限38%,塑限20%,则该土的塑性指数为()
A、8
B、13
C、18
D、23
20、已知土样试验数据为:含水率10%,液限38%,塑限20%,则该土的状态为()
A、可塑
B、硬塑
C、坚硬
D、软塑
参考答案:C、A、B、B、C、A、A、D、C、B、B、B、D、B、A、C、A、C、C
三、计算题
1、一原状土体积为100cm3,其湿土质量为0.220kg,干土质量为0.135kg,土粒相对密度为 2.70,试求该土样的含水率、天然重度、干重度、饱和重度、浮重度、孔隙比、孔隙率及饱和度。
(参考答案:12.8%、22kN/m3、19.5kN/m3、22.28kN/m3、12.28kN/m3、0.384、27.7%、0.9)
2、某砂土土样的天然重力密度为1.75kN/m3,天然含水率为9.8%,土的相对密度为2.68,烘干后测定最小孔隙比为0.456,最大孔隙比为0.935,试求砂土的相对密实度
r
D,并判断该砂土的密实度。
(参考答案:0.53 中密)
3、某粘性土的含水率为34.2%,液限为47.2%,塑限为24.1%,计算该土的塑性指数,并确定土的名称;计算该土的液性指数,并确定土的状态。
(参考答案:0.53 中密)
4、某无粘性土样,天然含水率为26.3%,相对密度为 2.68,天然重力密度为18.7kN/m3。
颗粒分析成果见表1-16。
(1)确定该土样名称;(2)计算孔隙比和饱和度;(3)确定该土样的湿度状态;(4)若该土样标准贯入试验锤击数N=14,判断该土的密实状态。
练习题 4 附表
(参考答案:中砂 0.81 0.87 饱和稍密)
5、已知A、B两土样的物理性能如表1-17所示,试判断下列结论是否正确。
①A的粘粒含量多于B;
②A的干密度大于B;
③A的天然密度大于B;
④A的孔隙比大于B。
练习题 5 附表
(参考答案:正确错误错误正确)。