第一章 土的物质组成及构造

2、砂土: 为粒径d>2mm的土粒含量<50%，而粒径d>0.075mm的土 粒含量>50%的土。
再按下表细分：
土的名称 粒组含量
砾砂
粗砂 中砂 细砂 粉砂
粒径d>2mm的土粒含量在25—50%
粒径d>0.5mm的土粒含量>50% 粒径d>0.25mm的土粒含量>50% 粒径d>0.075mm的土粒含量>85% 粒径d>0.075mm的土粒含量>50%
一、概述
岩石与土的关系： 两者在地质作用下相互转化。 岩石 风化、剥蚀、搬运、沉积 土 土 胶结、成岩作用 岩石（沉积岩） 岩体：或称建筑地基岩体、工程岩体。是指由岩块和结构面网络 组成的，具有一定的结构并赋存于一定的天然应力状态和地下水 等地质环境中的地质体。岩体和土体是与工程建设紧密相关的， 因此是我们的重点研究对象。
4.土按粒度成分的分类
分类国标有两类： 1、《土的分类标准》 2、《岩土工程勘察规范》中的分类标准
1)《土的分类标准》中的方法：
1990年12月颁布GBJ145-90。 主要包括以下几部分： a. 粒组划分方案； b. 土的分类； c. 土的简易鉴定、描述、分类等等。
粒组划分（表1-1)
粒组统称 粒组名称 粒径范围 (mm)d
( )
( 漂石 (块石) 粒
巨粒
卵石 (碎石) 粒
d>200 200≥d>60 60≥d>20 20≥d>2 2≥d>0.075 0.075≥d>0.005 d≥0.005
砾粒
粗粒 砂粒 粉粒 粘粒
粗砾 细砾
细粒
土的分类
首先根据巨、粗、细三大粒组的含量分为四大类，即： 1）巨粒土： 巨粒组(d>60mm)含量>50%的土为巨粒土。又细分 为漂石、卵石、混合土漂石、混合土卵石四类；表1-3 2）巨粒混合土： 巨粒组含量为15%-50%的土为巨粒混合土。又细分为 漂石混合土、卵石混合土二类；表1-3
第一章 土的物质组成与结构构造
一、概述
二、土的粒度成分 三、土中矿物成分
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
四、土中的水和气体
五、土的结构与构造
三、土中矿物成分
1.土中矿物种类
土的固体相部分是由各种矿物颗粒或矿物集合体组成的。 不同矿物的性质有差别，所以由不同矿物组成的土的性质 也不相同。土的矿物成分可分为：原生矿物、次生矿物和 有机质三大类。
岩土工程
岩土工程与工程地质系
任青阳 吴琼
教学内容
教学内容目标 本课程的主要目的是让学生通过课堂教学和室内试验， 掌握岩石和土的基本物理力学性质，运用工程地质学、土力 学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题 。 与本课程相联系的其他课程 由于《岩土工程》涵盖的知识面较宽，因此与之相关的 课程较多，比较重要的有：《工程地质学基础》，《土力学 》，《岩体力学》，《岩土工程勘察》，《混凝土结构设计 原理》，《基础工程学》，《岩土工程设计》等相关课程。
一、概述
一般情况下土具有成层的特征，层状分布的土叫做土层。同 一层内土的物质组成和结构、构造基本一致，工程地质性质亦大 体相同。
一、概述
随着工程地质工作的深入，为了更加明确地论证工程地质问 题和评价建筑条件，有些学者提出了“土体”的概念。 土体：是指由性质各异、厚度不等的若干土层组成的，并与 建筑物的稳定、变形有关的土层组合体。也称建筑地基土体、工 程土体。
三、土中矿物成分
次生矿物：可溶性次生矿物+不可溶性次生矿物。 可溶性次生矿物又叫水溶盐。按在水中的溶解度又分为易 溶盐（岩盐、钾盐等）、中溶岩（石膏）和难溶盐（方解 石、白云石）。土中含有一定数量的水溶盐时，土的性质 随矿物的结晶或溶解会发生很大变化。尤其是易溶盐和中 溶盐，是土中的有害成分。
二、土的粒度成分 2. 粒组及其划分方案
当土粒的粒径在某一大小范围内变化时，土的成分 和性质差别不大，可以认为具有大致相同的成分和相似 的性质。为便于研究，进行粒组划分。 粒组：划分在一定区段内，成分及性质相似的土粒组别。 划分原则：工程性质相似颗粒作为一组。 划分方案：根据划分原则， 考虑到粒组界限要求服从 简单的数学规律，便于记 忆。将土颗粒分成六个粒组。 关键点：几个关键界限。
第一章 土的物质组成与结构构造
一、概述
二、土的粒度成分 三、土中矿物成分
四、土中的水和气体
五、土的结构与构造
二、土的粒度成分 1. 粒径的概念 土颗粒的大小用其直径来表示，称为“粒 径”，其单位一般采用毫米。由于自然界中的土 粒并非理想的球体，通常为椭球状和针片状、棱 角状等不规则形状，因此粒径只是一个相对的、 近似的概念，应理解为土粒的等效直径。 土粒的成分和性质因粒径大小而异。 1. 粗大的漂石和卵石——原生矿物，强度高、 压缩性低、透水性强； 2. 细小的粘粒——风化次生矿物，强度低、 压缩性高、透水性弱。
粒组统称 粒组名称 粒径范围(mm)d
巨粒 漂石 (块石 )粒 卵石 ( 碎石 ) 粒 砾粒 砂粒 粉粒 粘粒 粗砾 细砾 d>200 200≥d>60 60≥ d>20 20≥d>2 2≥d>0.075 粗粒 细粒 d>0.005 0.075≥ d≥0.005
1990年颁布的国家标准《土的分类标准》（GBJ145-90） 中的粒组划分表
粒度分析成果的表示法
常用的方法有： 列表法 累计曲线 自然坐标法 图示法 半对数坐标法 三角图 其中，最常用的是列表法和半对数坐标法。 列表法：是将各粒组含量用列表的方法给出（如下表所示）。 优点：清楚说明各粒组的相对含量，方便粒度成分分类；
缺点：不适用于多个土样间对比分析。
半对数累计曲线法：是以G（小于某粒径土粒的累计含量）为纵 坐标，以lgd为横坐标，做曲线。
含粗粒的细粒土：粗粒组质量为总质量的25%-50%的土。 根据所含粗粒组的类别，含粗粒的细粒土又分为含砾细粒土 和含砂细粒土两类。 含砾细粒土：砾粒占优势 含砂细粒土：砂粒占优势 另外，土中含部分有机质的称为有机质土。
2)《岩土工程勘察规范》中的分类标准
首先按粒度成分将土分为四大类，
即：碎石土、砂土、粉土和粘性土
然后在大类下再细分。
1、碎石土: 为粒径d>2mm的土粒含量>50%的土。 再按下表细分：
土的 名称 漂石 块石 卵石 砾石 圆砾 角砾 颗粒形状 粒组含量
圆、次圆为主 棱角为主 圆、次圆为主 棱角为主 圆、次圆为主 棱角为主
粒径d>200mm的土粒含量>50%
粒径d>20mm的土粒含量>50% 粒径d>2mm的土粒含量>50%
实验教学内容包括： 1. 颗粒分析实验 2. 土的密度和含水率实验 3. 土的液塑限 实验 4. 土的压缩实验 5. 土的剪切实验 6. 岩石的抗压变形 实验 7. 岩石的抗拉及剪切实验
第一章 土的物质组成与结构构造
一、概述
二、土的粒度成分 三、土中矿物成分
四、土中的水和气体
五、土的结构与构造
第一章 土的物质组成与结构构造
颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。 颗粒越均匀，累计曲线越陡，级配越差。 颗粒级配对土的性质有何影响？ 良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充， 中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充使砂 形成最致密的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密 度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合 性能的目标。因此，颗粒级配反映空隙率大小。
教学内容
教学参考资料 《工程地质学概论》，李智毅、杨裕云主编，中国地质大学 出版社出版。
课程安排
共64课时，其中课堂教学50学时，实验教学14学时。 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 土的物质组成与结构构造 土的物理性质 土的力学性质 岩石的工程地质性质 岩体的工程地质性质 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 混凝土结构 房屋基础工程 边坡工程 水利工程 地震工程
3、粉土:
为粒径d>0.075mm的土粒含量<50%，而塑性指数 IP<10的土。 4、粘性土： 用塑性指数IP分类，其中： 10<IP<17 IP>17 为粉质粘土 为粘土。
补充：1. 塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征，一般用 塑性指数来表示；2. 塑性指数：液限与塑限的差值。土从流 动状态转变为可塑状态的界限含水率称为液限；塑限是指土 由可塑状态过渡到半固体状态时的界限含水率。
对含量。——适用于砂粒以上较粗的颗粒。
密度计法 静水沉降法： 移液管法 ——适用于粉粒以下较细的颗粒 虹吸比重瓶法
根据不同粒径的土粒在水中的沉降速度不同，求不同粒组 的相对含量。但测定悬液中所含土粒重量方法不同。
i 筛分法：适用于粒径d>0.075mm的土、卵砾、黄土、砂土、粉 土。 对分析d>0.1mm（细砂粒组以上）的土粒效果最好。 方法：将风干、分散的代表性土样通过一套孔径不同的标准筛， 称出留在各筛子上的颗粒质量，即可求得各个粒组的相对百分含 量。 标准筛有两种：粗筛：孔径分为60 40 细筛：孔径分为2 1 20 10 5 2 mm
一、概述
二、土的粒度成分 三、土中矿物成分
四、土中的水和气体
五、土的结构与构造
一、概述
土：地壳表面最主要的组成物质，是岩石圈表层在漫长的地质年 代里，经受各种复杂的地质作用所形成的松软物质。分布在我国 大部分地区的土形成于新第三纪或第四纪时期。
一、概述
土是由固体颗粒以及颗粒间孔隙中的水和气体组成的，是一 个多相、分散、多孔的系统。一般可把土看成三相体系，包括： 固体相：又称为土粒，由大小不等、形状不同、成分不一的矿物 颗粒或岩屑所组成。——主体 液体相：孔隙中的水溶液，它部分或全部地充填于粒间孔隙内。 气体相：土中的空气及其他气体，它占据着未被水填充的那部分 孔隙。