土的物理性质与工程分类剖析
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土的物理性质指标与工程分类土壤是地球上生物生存和人类农业生产的重要基础,具有多种物理性质指标和工程分类。
下面将对这些指标和分类进行详细阐述。
土壤的物理性质指标主要包括质地、结构、孔隙度、密实度、比表面积、水分性质等。
首先是土壤的质地。
质地是指土壤中各种粒子的组成比例,一般包括沙、粉砂、粉砂、粉土和黏土等颗粒。
不同质地的土壤具有不同的通透性、保水性和保肥性。
其次是土壤的结构。
结构是指土壤中颗粒之间的排列和连接方式。
常见的土壤结构包括团聚体结构、块状结构和砂状结构等。
结构良好的土壤通透性强、保水性好,便于根系伸展和气体交换。
孔隙度是土壤中的空隙占总体积的比例。
孔隙度分为总孔隙度、毛管孔隙度和大隙隙度等不同类型。
孔隙度决定了土壤的通气性、透水性和保水性。
密实度是指土壤颗粒的紧密程度,也称为容重。
密实度通常以湿容比和干容比来表示。
密实度影响土壤的通透性、保水性和根系的适宜生长。
比表面积是指单位质量土壤颗粒的表面积。
比表面积的大小影响土壤负离子交换、吸附性能和微生物活动。
水分性质是指土壤的保水性和透水性。
土壤的含水量、毛细管水持力和渗透速率等指标可以衡量土壤的保水性和透水性,影响土壤的水分循环和水分利用效率。
土壤的工程分类主要包括黏性土、砂性土和淤泥土等。
黏性土是一类具有较高黏性和可塑性的土壤,例如粘土和壤土等。
黏性土常见于河流沉积物、湖沼底质和一些盆地地区,其工程性质主要取决于水分含量和结构。
砂性土是一类颗粒较大、容重较低的土壤,例如砂和砾石等。
砂性土主要存在于河床、滩涂和海岸线等地区,其工程性质主要取决于孔隙度和排水性。
淤泥土是一类富含有机质的细粒土壤,例如湖泊和河口地区的泥沙沉积物。
淤泥土的工程性质主要受到有机质含量、液限和塑限等因素的影响。
此外,还有其他一些土壤工程分类,如粉砂土、粉土和黏土等,它们具有不同的物理性质和工程应用特点。
总之,土壤的物理性质指标和工程分类是研究土壤科学和应用工程中的重要内容。
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。
土的物理性质及及工程分类土是由固体颗粒(又称固相)、水和气体所组成,故称为三相系,土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系,反映出土的不同性质。
第一节土的生成与特性一、土的生成土是地球表层岩石经过风化(主要有三种:1、物理风化岩石经风霜雨雪的侵蚀,温度和湿度的变化,不均匀膨胀和收缩,使岩石产生裂隙,崩解为碎块。
这种风化作用,只改变颗粒的大小和形状,不改变矿物成分。
2、化学风化岩石碎屑与水、氧气、二氧化碳等物质接触,使岩石碎屑发生化学变化,改变了原来组成矿物的成分,产生一种新的成分----次生矿物,土的颗粒变得很细,具有黏结性。
3、生物风化由动物、植物和人类活动对岩体的破坏。
其矿物成分没有变化。
)、剥蚀、搬运、沉积,形成的固体矿物颗粒、水和气体的集合体。
不同的风化作用,形成不同性质的土。
二、土的结构和构造土的结构和构造,即物质成分间的联结特点、空间分布和变化规律反映了土物质的存在形式。
土的结构指的是微观结构,而土的构造是指整个土层空间构成上特征的总和。
(1)土的结构土的结构是指土颗粒的大小、形状、表面特征、相互排列及其联结关系的综合特征。
一般有三种基本类型:单粒结构、蜂窝结构和絮状结构。
1、单粒结构单粒结构是无黏性土的基本组成形式,由较粗的砾石、砂粒在重力作用下沉积形成。
2、蜂窝结构当土粒较细在水中单独下沉,碰到已沉积的土粒,由于土粒之间的分子引力大于颗粒自重,则下沉土粒被吸引不再下沉,形成具有很大孔隙的蜂窝结构。
3、絮状结构细粒土(小于0.005mm)在水中长期处于悬浮状态,掺入某些电解质,凝聚成类似(2)土的构造1、层状2、分散、3、裂隙4、结核状三、土的常用指标土的物理性指标:含水率、比重、湿密度、干密度、饱和密度、浮密度、孔隙比、饱和度这九个指标。
其中前三个为试验指标,后六个为计算指标。
土的物理状态指标:液限、塑限、缩限、塑性指数、液性指数和砂的相对密度等。
前五个指标描述的对象是细粒土,其中前四个指标是土样经过扰动后试验获得的。