1.1土的工程分类及其性质
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土力学基础知识1.1土的形成土的性质:碎散性;三相性;天然性。
由于工程上遇到的土大多是第四纪的土,故此处重点研究第四纪土。
分类:(按搬运和堆积方式的不同)残积土和运积土。
残积土:定义:表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后,未经搬运,残留着原地的堆积物。
特征:颗粒粗细不均匀,表面粗糙,多棱角,无层理。
运积土:定义:风化作用形成的土颗粒受自然力的作用,搬运到远近不同的地点所形成的堆积物。
根据搬运方式不同,分为以下几类:坡积土,冲积土,洪积土,海相沉积土,风积土,冰碛土,湖泊沼泽沉积土。
风化作用:物理风化;化学风化:水解作用,水化作用,氧化作用;生物风化;三大风化作用的共同作用互相加强,形成了土。
要进一步研究土,需要研究土的三相组成,物理状态和土的结构,并用适当的指标表示出来。
1.2土的三项组成土是有固液气三项组成。
土骨架:固体部分形成的土的骨架。
非饱和土土的骨架干土饱和土粒径级配分析方法:筛分法:粒径大于0.075mm的部分。
水分法:粒径小于0.075mm的部分。
粒径级配曲线图d10—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的10%,也称有效粒径;d30—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的30%;d60—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的60%;也称控制粒径;不均匀系数Cu=d60/d10;Cu越大,土粒越不均匀。
Cu>5,称为不均匀土;Cu<=5,称为均匀土;曲率系数Cc=d30*d30/(d60*d10)。
Cc>3,缺少小颗粒,Cc<1,缺少大颗粒。
土粒级配良好的要求:Cu>=5,1<=Cc<=3.比表面积:单位质量的土所拥有的总表面积。
液体物质矿物质黏土矿物土固态物质次生矿物无定形氧化物胶体有机质可溶盐气态物质黏土矿物硅片基本单位:硅-氧四面体铝片基本单位:铝-氢氧八面体依据硅片和铝片组合形式的不同,又分为高岭石,伊利石,蒙特石三种类型。
高岭石:一个硅片和一个铝片上下组叠而成。
1.1 土的工程分类及性质一、土的工程分类在建筑施工中,按照开挖的难易程度,土可分为八类:一类土(松软土)、二类土(普通土)、三类土(坚土)、四类土(砂砾坚土)、五类土(软石)、六类土(次坚石)、七类土(坚石)、八类土(特坚石),详见表1.1(P2)。
一至四类为土,五至八类为岩石。
二、土的工程性质1、土的密度(1)土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量,称为土的天然密度,用ρ表示:V m=ρ (1.1)式中:m ——土的总质量;V ——土的天然体积。
(2)土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度,用d ρ表示:V m s d =ρ(1.2) 式中:s m ——土中固体颗粒的质量;V ——土的天然体积。
注:土的干密度越大,表示土越密实。
工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准,以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。
2、土的含水量土的含水量ω是土中水的质量与固体颗粒质量之比,以百分数表示,即%100m m s w ⨯=ω(1.3) 式中:w m ——土中水的质量;s m ——土中固体颗粒质量注:土的干湿程度用含水量表示。
5%以下称干土、5%—30%称潮湿土、30%以上称湿土。
含水量越大,土就越湿,对施工越不利。
3、土的可松性自然状态下的土经开挖后,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实,其体积仍不能恢复原状,这种性质称为土的可松性。
土的可松性程度用可松性系数表示,即12s V V K =(1.4)13's V V K = (1.5)式中:s K ——土的最初可松性系数;'s K ——土的最终可松性系数;1V ——土在天然状态下的体积;2V ——土被挖出后在松散状态下的体积;3V ——土经压实后的体积。
注:土的可松性对土方量的平衡调配、确定场地设计标高、计算运土机具的数量、确定基坑(槽)开挖时的留弃土量及计算填方所需挖方体积等均有很大影响。
各类土的可松性系数见表1.1(P2)。