工程地质与土力学课件——第六章土的物理性质及工程分类
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第二章 土的物理性质及地基土的工程分类1. 土力学的研究对象:土土——土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。
§2-1 土的组成一、土的组成⎪⎩⎪⎨⎧孔隙中的水液气体气冰土颗粒固:::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,如干湿、轻重、松紧、软硬等。
这就是土的物理性质。
二、土的固体颗粒(一)土的颗粒级配1.土颗粒的大小直接决定土的性质 2.粒径——颗粒直径大小3.粒组——为了研究方便,将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归并为若干组别即称为粒组。
粒组的划分:漂石 粘粒 4.颗粒级配——土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量来表示,称为土的颗粒级配。
颗粒级配的测室方法:——筛析法 比重计法 试验成果分析:①颗粒级配累积曲线(半对数坐标) 见P17 图1-10分析⎩⎨⎧级配良好不均匀粒径大小接近曲线陡级配良好不均匀粒径大小悬殊曲线平缓②不均匀系数(C u )1060u d /d C = ⎩⎨⎧<>级配不良级配良好5C 0C u u式中:d 60——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时,该粒径称为限定粒径d 60。
d 10——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时,相应的粒径称为有效粒径d 10。
③曲率系数(C c )6010230c d d d C ⋅=式中:d 30——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d 30表示。
C c ——曲率系数,它描写的是累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形状。
C c =1~3时 级配良好 (二)土粒的矿物成分漂石、卵石、砾石等粗大土粒的矿物成分以原生矿物为主。
(与每岩相同) 砂粒的矿物成分大多为母岩中的单矿物颗粒。
如石英等。
粉粒的矿物成分以粘土矿物为主。
粘土矿物由两种原子层构成,主要类型⎪⎩⎪⎨⎧高岭石伊利石蒙脱石粘土矿物的特点:细小、亲水性强,吸水膨胀,脱水收缩。
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。