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土力学第一章(中南大学)

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中南大学土力学课后习题答案_马建林_第三版

中南大学土力学课后习题答案_马建林_第三版

第一章土的物理性质1-2根据图1－5上四根粒径分布曲线，列表写出各土的各级粒组含量，估算②、③、④、土的Cu 及Cc 并评价其级配情况。

1-8有一块体积为60cm 3的原状土样，重1.05N,烘干后0.85N 。

已只土粒比重（相对密度）s G =2.67。

求土的天然重度γ、天然含水量w 、干重度γd 、饱和重度γsat 、浮重度γ’、孔隙比e 及饱和度S r1-8解：分析：由W 和V 可算得γ，由W s 和V 可算得γd ，加上G s ，共已知3个指标，故题目可解。

363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ363s d kN/m2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ3w s ws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs sG G %5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12)%71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14)注意：1．使用国际单位制；2．γw 为已知条件，γw =10kN/m 3；3．注意求解顺序，条件具备这先做；4．注意各γ的取值范围。

1-9根据式（1—12）的推导方法用土的单元三相简图证明式（1－14）、（1－15）、（1－17）。

1-10某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，使其含水量增至15%，试问每1000kg 质量的土料应加多少水1-10解：分析：加水前后M s 不变。

于是：加水前：1000%5s s =⨯+M M （1）加水后：ws s 1000%15M M M ∆+=⨯+（2）由（1）得：kg 952s =M ，代入（2）得：kg 2.95w =∆M 注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，swM M w =。

1－11用某种土筑堤，土的含水量w ＝15％，土粒比重G s ＝2.67。

中南大学土力学土力学 基础工程-复习重点

中南大学土力学土力学 基础工程-复习重点

目录1绪论 (3)1.1土、地基及基础的概念 (3)1.2工程构筑物对地基及基础的基本要求 (3)2土的性质及工程分类 (3)2.1土的三相组成及结构构造 (3)2.2土中固体颗粒的级配，土中地下水的渗流规律以及对工程的影响 (3)2.3土的三相比例指标的定义、基本应用及其换算 (3)2.4无粘性土和粘性土的物理特征 (4)2.5土的最优含水量定义及影响土压实效果的因素，各种土的分类依据和各自特点… (4)3土中应力计算 (4)3.1土体自重应力计算方法及其分布规律 (4)3.2基础底面压力的简化计算 (5)3.3矩形和条形均布荷载作用下附加应力的计算 (5)3.4“角点法”的应用掌握附加应力分布规律和有效应力原理 (5)4土的变形性质及地基沉降计算 (6)4.1土的压缩性概念和压缩性指标的确定 (6)4.2计算地基最终沉降量的分层总和法 (6)4.3计算地基最终沉降量《建筑地基基础设计规范》或《公路桥涵地基基础设计规范》等推荐的方法 (6)4.4固结与应力历史的基本概念 (7)5 土的抗剪强度 (7)5.1土的抗剪强度的各种测定方法及各强度指标选用原则 (7)5.2摩尔－库仑强度理论 (8)6 土压力、地基承载力和土坡稳定 (9)6.1三种土压力的形成条件 (9)6.2朗金和库仑土压力理论与计算方法 (9)6.3地基土破坏的三种型式 (10)6.4临塑荷载、地基极限承载力概念 (10)6.5各种特殊情况下的土压力 (11)6.6挡土墙的基本类型与设计验算内容与方法 (12)7 浅基础设计 (12)7.1浅基础的类型和基础埋置深度选择的原则 (12)7.2确定地基承载力的方法 (12)7.3浅基础的设计计算与验算，以及地基的变形验算 (13)7.4 减轻不均匀沉降的措施 (13)8桩基础设计 (13)8.1桩基础特点和适用条件 (13)8.2桩基础类型 (13)8.3单桩、群桩的轴向荷载力的确定方法 (14)8.4桩基础的设计计算内容 (14)9 沉井基础及其它深基础 (14)9.1沉井基础的基本概念和构造 (14)9.2沉井基础作为整体基础（刚性桩）时的受力计算 (15)9.3墩基础、地下连续墙等的基本概念 (15)10 地基处理 (15)10.1熟悉常见地基处理方法、加固原理，及其适用范围 (15)10.2砂垫层的设计计算 (16)●1 绪论（一）了解土、地基及基础的概念①土是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。

土力学_第1章(序论)

土力学_第1章(序论)

目的是为工程设计、施工和科学研究提供 基础知识。
6
如何学好《土力学》？
一、掌握土力学的特点及研究方法
1. 土是天然介质：种类多 ，变化大，分布形态复杂。 2. 三相体散体介质：颗粒、水、空气，性质复杂。 3. 研究方法：理论＋试验＋经验。
非常重要
如何学好《土力学》？
二、课前、课堂和课后
（1）课前：预习，提前预习上课的内容，有哪些难的，自己没有看懂的？
为什么要学习《土力学》？
③地下（开挖）工程（采矿、交通、人防、水利等）
Foundation
Soil/ rock slope Borehole /shaft Underground excavation
为什么要学习《土力学》？
④钻探与竖井工程（石油（气）、地质、采矿等）
Foundation
Soil/ rock slope Borehole /shaft Underground excavation
（2）课中：听讲，思考。看看是否有什么不同的想法和看法？
（3）课后：复习，做习题。查找相关文献资料，进行更深层次的探讨。
到实验室，做好相应的土工实验！
结合导师的课题，多参加现场项目，增加实际工程方面的感性认识！！
附1：土力学理论的形成和发展中的著名人物
Charles- Auguste de Coulomb (1736~1806) 法国科学家
（2010年5月5日于中科院力学所）
为什么要学习《土力学》？
前国家主席胡锦涛与《土力学》
来源：清华大学土木水利学院岩土工程研究所 于玉贞教授的《土力学》PPT
5
什么是《土力学》？
定义
土力学：是利用力学的知识和土工试验技术来研究土的强度、变 形和渗透性规律的一门科学。（《土力学》—冯国栋）

第一章土力学

第一章土力学
第1章 土的物理性质和工程分类
1.1 土的生成 1.2 土的三相组成 1.4 土的物理性质三相 比例指标的测定及计算 1.6 粘性土及粉土 的特性
1.3 土的结构、构造
1.5 无粘性土的特性 1.7 粘性土水-土系统 的工程特性
1.8 土的工程分类
§1.1 土的生成（一）
1.1.1 岩石风化的产物及成土作用
砂类土的密实度 密实 中密 稍密 松散
标贯试验击数N
N >30
15 < N ≤30
10< N ≤15
N ≤ 10
优点：可以排除取原状土样的困难，减少室内试验的影响因素； 缺点：中、小型工程不太经济。
§1.6 粘性土及粉土的特性（一）
1.6.1 粘性土粘性的来源
原始内聚力：物质分子间及微粒间的微观力所构成的凝聚力； 固化内聚力：土体内含有的矿物质和化学物质产生的胶结固化作用。
解： 如图分析：e不变，且ms和Vs不变，就是孔隙体积不变；总体积不变。 假定加水前土的含水量为w1 ，则： d S e 37% 0.95 w1 r 12.9%, ms dV s wV 1.39 103 (kg ) ds 2.72 1 e d s (1 w1 ) w 2.72 (1 0.129) 103 1.57 103 ( kg / m 3 )
层的层理及裂隙等宏观特征。
反映了土的成因、土形成时的地质环境、气候特征及土
层形成后的演变结果等。
土体构造
层状构造 裂隙状构造 分散状构造 结核状构造
§1.4 土的物理性质三相比例指标的测定及计算（一）
1.4.1 常用物理性质指标的定义及应用
1. 基本指标
土粒相对密度

土力学1

土力学1

原生矿物 在物理风化作用下，土粒保持与
成土原岩相同的矿物成分。
如：长石、石英、云母颗粒
次生矿物 在化学风化作用下，由于改变了
成土原岩原来的矿物成分，形成 了新矿物。主要是粘土矿物。 如：蒙脱石、伊利石、高岭石
土的三相组成
粘土矿物:
一9面. 克积固蒙大体脱约颗土粒与的一总个表 足球场一样大
高岭石
伊利石
便于研究和应用
变形特性 强度特性 渗透特性
土的组成 土体
固相 + 液相 + 气相
土粒
构成土骨架，起决定作用
重要影响
次要作用
思考
1.土是如何产生的?
2.土由哪几部分组成?
土的三相组成
一. 固体颗粒
1. 土的固体颗粒（固相）
颗粒形状
矿物成分
颗粒级配
物理状态 力学特性
土的三相组成
一. 固体颗粒
1) 土粒的矿物成分
90
80
70
60
50
40
30
20
10 0
d60
d30
d10
粒径(mm)
小于某粒径之土质量百分数（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005
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
连续程度:
Cc = d302 / (d60 ×d10 )
2
0.075 0.005
土的三相组成
一. 固体颗粒
颗粒级配
——土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重量百分数来表示
•确定方法 颗粒分析试验
•
筛分法：适用于粗粒土 (>0.075 mm或>0.1 mm)

土力学讲义

土力学讲义

土力学讲义适用范围:本课程为大学课程,一般适用于本科、专科以及自考类同学。

参考教材:中南大学土力学及基础工程38讲哈工大土力学及基础工程58讲齐加连主讲讲义大纲:第一章土的组成1土的定义：土是岩石风化的产物。

常见的化学风化作用：水解作用，水化作用，氧化作用。

2土是由固体颗粒，水，和气体组成的三相体系。

3固体颗粒:岩石风化后的碎屑物质简称土粒，土粒集合构成土的骨架4土具有三个重要特点：散体性；多相性；自然变异性5粒组：介于一定粒度范围内的土粒。

土粒的大小叫做粒度。

6采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配；不均匀系数Cu：反映大小不同粒组分布的均匀程度，Cu越大，越不均匀。

曲率系数Cc:反映了d10、d60之间各粒组含量的分布连续情况。

Cc过大或过小，均表明缺少中间粒组。

7土粒大小：也称为粒度，以粒径表示；8土体：9粘土矿物10液相11强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜，亦称吸着水弱结合水紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜，也称薄膜水。

12自由水指土粒表面引力作用范围之外的水.自由水分为：重力水，毛细水。

重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的自由水。

毛细水存在于地下水位以上，受水与空气交界面处表面张力作用的自由水。

13土的构造：指同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征。

有层理构造，裂隙构造，分散构造14土的结构：指土粒大小、形状、相互排列及其联结关系、土中水性质及孔隙特征等因素的综合特征。

有单粒结构，蜂窝结构，絮状结构15承压水16潜水：17排水距离18双面排水19电泳：在电场作用下向阳极移动；电渗：水分子在电场作用下向负极移动，因水中含有一定量的阳离子（K+，Na+等），水的移动实际上是水分子随这些水化了的阳离子一起移动。

20双电层：反离子层与土粒表面负电荷层组成双电层。

第二章土的物理性质及分类1重度：单位体积土的重量，用γ表示密度：单位体积土的质量，用ρ表示2干密度ρd 干容重γd ：单位体积内土粒的质量或重量饱和密度ρsat 与饱和容重γsat ：土中孔隙完全被水充满，土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量浮密度与浮容重：单位体积内土粒质量与同体积水质量之差3土粒相对密度:土的质量与同体积4℃时纯水的质量之比4土的含水率w :土中水的质量与土粒质量之比.测定方法：烘干法。

土力学-第一章(1)PPT课件

1.在填土工程中注意控制土的含水量，在土较干 或较湿时都不容易将土击实到最密实状态。 2.含水量过高或过低对填土工程都是不利的。
（二）击实功能的影响： 同一种土，压实功能小，则能达到的最大干密 也小，最优含水率大；压实功能大，则能达到 的最大干密度也大，最优含水率小
.
52
（三）土类和级配的影响
同样的含水率情况下，粘性土的粘粒含量越高或塑性指 数越大，越难于压实。
.
4
2.土的粒径分组 粒度:颗粒粒径的大小; 粒组:把粒度相近的颗粒合为一组。
《铁路桥涵地基和基础设计规范》 （TB1002.5-99）对粒组的划分见表1—1。
圆粒 卵石 漂石
黏土粒 粉粒 砂粒 角粒 碎石 块石 粒径
0.005 0.05 2
20 200 单位：mm
.
5
(二)用筛析法作土的颗粒大小分析
强度、节理
级配、形状
塑性指数 或塑性图
46
二、特殊土
红黏土：易引起不均匀沉降
湿陷性黄土：遇水易引起湿陷
特殊土
软土：压缩性高承载力与强度低 膨胀土：遇水膨胀，失水收缩
冻土：冻胀融沉
三、特殊土的野外鉴别方法
.
47
三、特殊土的野外鉴别方法
.
48
第六节 土的压实性
一、概述
土的压实性指在一定的含水率下，以人工或 机械的方法，使土体能够压实到某种密实程度 的性质。 土工建筑物，如土坝、土堤及道路填方是用 土作为建筑材料填筑而成，为了保证填土有足 够的强度，较小的压缩性和透水性。在施工中 常常需要压密填料，以提高土的密实度和均匀 性。填土的密实度常以其干密度来表示。 在实验室内研究土的密实性是通过击实试验 进行的。
孔隙中充满水时为饱和土，为二 相体系；

中南大学土力学与基础工程课件 土力学1-第六章


0
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说明：当地下水位上升时，地基的承载力将降低
第六章 地基承载力
§6.1 概述 √ §6.2 地基临塑压力 √ §6.3 地基极限承载力的理论近似解 §6.4 按《规范》确定地基承载力 §6.5 原位测试确定地基承载力
§6.3 地基极限承载力的近似解
一、普朗特—维西克理论
45o＋ / 2 45o－ / Ⅰ 2 Ⅱ Ⅱ

铁路桥涵地基基础设计规范
TB10002.5—2005
J464—2005

建筑地基基础设计规范
GB50007—2002

铁路桥涵地基基础设计规范
一、基本容许承载力 指基础宽度b≦2m，埋置深度H≦3m 时的承载力，一般以σ0表示
Q4年代：液性指数和孔隙比，表6-3
粘性土
Q3年代：压缩模量，表6-4 残积土：压缩模量，表6-5
§6.5 按原位测试确定地基承载力
一、载荷试验法 二、静力触探试验法 三、动力触探试验法 四、标准贯入试验法 五、旁压试验法 六、十字板试验法
本章作业 P191 6-7,6-8
c.计算内摩擦角和粘聚力 的标准值
k ck c c
2.确定地基承载力特征值
当e≤0.033b，根据土的抗 剪强度指标确定地基承载力
f a M bb M d m d M c征值
Mb、Md、Mc ——承载力系数（可根据k查表得到)
P
d Ⅲ
c
b
Ⅲ c
d
Ⅰ区：主动朗肯 区， 1竖直向， 破裂面与水平面 成45o＋/2
Ⅱ区：普朗特区， 边界是对数螺线
Ⅰ： 将无限长，底面光滑的荷载 板至于无质量的土(＝0)的表面上， 荷载板下土体处于塑性平衡状态时， 塑性区分成五个区

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3．饱和土与非饱和士的区别在于土中是否含有孔隙水。（ ）[中南大学 20
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图 2-1 土的结构 （a）单粒结构；（b）蜂窝结构；（c）絮状结构 三种结构中，以密实的单粒结构工程性质最好，蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然 结构，则强度低、压缩性高，不可用作天然地基。
2．饱和土体一般由固相、液相和气相组成。（ ）[中南大学 2013 年] 【答案】错误〖2.2〗 【解析】土体三相比例不同，土的状态和工程性质也随之各异，例如：固体+气体（液 体=0）为干土。此时黏土呈坚硬状态。固体+液体+气体为湿土，此时黏土多为可塑状态。固 体+液体（气体=0）为饱和土。
时的渗透速度。k 值的大小与土的组成、粒径级配、孔隙比以及水的温度等因素有关。
土的孔隙比为土中孔隙体积与固体颗粒的体积之比。公示表达为 e
Vv
。土体的孔隙比
Vs
仅仅是影响土体渗透系数的一个因素，故“土的渗透系数越大，其孔隙比也越大”说法错误。
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第二章 土的物理性质及工程分类
一、名词解释 1．最优含水量〖2.3.3〗[西安工业大学 2014 年] 答：最优含水量是指在一定的击实能量下土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水 量。
2．土的触变性〖2.4.2〗[中南大学 2011 年] 答：土的触变性指黏性土结构受扰动时，土的强度就降低。但静置一段时间，土的强度 又逐渐增长的性质。
三、填空题 1．第四纪沉积层分为： ，坡积层， ， ，海相沉积层和湖沼沉积层。 【答案】残积层；洪积层；冲积层

中南大学土力学与基础工程课件 土力学1-第四章概要


Es
p
e e0 e 孔隙 固体 颗粒
e a p
1 e0 Es a
1 a mv Es 1 e 0
e 1 e0
体积压缩系数
1
压缩指标间的关系
e
0.9
1
Cc
特点：在压力较大部分， 接近直线段 反映了土的应力历史
0.8
0.7 0.6
1 Cs
侧限压缩试验指标汇总
先期固结压力：土层历史上所经受到的最大压力p
如土层当前 承受的自重 压力为s
p= s：正常固结土 p> s：超固结土
p< s：欠固结土
超固结比： OCR
p s
OCR=1：正常固结 OCR>1：超固结 OCR<1：欠固结

相同s 时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小
压力 Pf 破坏荷载 P极限荷载 k P l 比例极限
沉 降 曲 线
S
D S 沉降量
五、旁压试验
自学
第四章：土的压缩性与地基沉降计算
§4.1 概述 §4.2 土的压缩性测试方法 §4.3 一维压缩性及其指标 §4.4 地基的最终沉降量计算 §4.5 饱和土体的渗流固结理论
§4.3 一维压缩性及其指标
常规三轴：
• 存在破坏应力
z=p
侧限压 缩试验 常规三 轴试验
侧限压缩试验：
• 不存在破坏应力 • 存在体积压缩极限
e0 ( 1 e0 )
z
变形模量 E 与侧限变形模量 Es间的关系 虎 克 定 律
z x y E E x x y z E E y y z x E E z
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自由水
d
土中水 – 自由水
自由水： 自由水：不受颗粒电场引 力作பைடு நூலகம்的孔隙水
• 坡积土：土粒粗细不同，性质不均 坡积土：土粒粗细不同， • 洪积土：有分选性，近粗远细 洪积土：有分选性， • 冲积土：浑圆度分选性明显，土层交迭 冲积土：浑圆度分选性明显， • 湖泊沼泽沉积土：含有机物淤泥，土性差 湖泊沼泽沉积土：含有机物淤泥， • 海相沉积物：颗粒细，表层松软，土性差 海相沉积物：颗粒细，表层松软， • 冰积土：土粒粗细变化较大，性质不均匀 冰积土：土粒粗细变化较大， • 风积土：颗粒均匀，层厚而不具层理 风积土：颗粒均匀，
粘土矿物的带电特性
粘土的电泳和电渗现象
(列依斯, 1809) 列依斯,
粘土粒 + 玻璃筒 水位 升高
粘土膏 玻璃皿
粘土矿物的带电性质
研究表明， 研究表明，片状粘土颗粒表 面常带有电荷， 面常带有电荷，净电荷通常 为负电荷
粘土颗粒 水分子 阳离子
颗粒形状和比表面积
原生矿物：一般颗粒较粗，呈粒状。 原生矿物：一般颗粒较粗，呈粒状。 有圆状、浑圆状、棱角状等。 有圆状、浑圆状、棱角状等。 次生矿物：颗粒较细，多呈针状、 次生矿物：颗粒较细，多呈针状、片 扁平状。 状、扁平状。 比表面积：单位质量土颗粒所拥有的 比表面积： 总表面积。对于粘性土， 总表面积。对于粘性土，其大小直接 反映土颗粒与四周介质,特别是水,相 反映土颗粒与四周介质,特别是水, 互作用的强烈程度, 互作用的强烈程度,是代表粘性土特 征的一个很重要的指标。 征的一个很重要的指标。 高岭石的比表面积为： 高岭石的比表面积为：10-20m2/g,伊 , 利石： 利石：80-l00m2/g,蒙特石：800m2/g ,蒙特石： 粗颗粒的形状
第一章： 第一章：土的物理性质与工程分类
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 土的形成 土的三相组成 土的结构 土的物理状态 土的工程分类 土的压实性
§1.1 土 的 形 成
过程、 过程、条件 土的组成、 土的组成、结构 和物理力学性质
风化、搬运、 风化、搬运、沉积
岩石
地质成岩作用
土的粒径级配累积曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 5.0
d60 d50 d30
粒径(mm) 粒径(mm) 0.01 0.005 0.10 0.05 1.0 0.5
0.001
d10
粒径级配曲线和指标的应用
粒组含量用于土的分类定名； 粒组含量用于土的分类定名； 分类定名 不均匀系数C 用于判定土的不均匀程度 不均匀程度： 不均匀系数 u用于判定土的不均匀程度： Cu ≥ 5为不均匀土； Cu < 5为 均匀土 为不均匀土； 为不均匀土 为 曲率系数Cc用于判定土的连续程度： 曲率系数 用于判定土的连续程度： 连续程度 Cc =1~3为级配连续土；Cc>3 或 Cc<1为级配不连续土 为级配连续土； 为级配连续土 为级配不连续土 不均匀系数C 和曲率系数C 用于判定土的级配优劣 级配优劣： 不均匀系数 u和曲率系数 c 用于判定土的级配优劣： Cu ≥ 5且 Cc=1~3为级配 良好的土；如果 u< 5 或Cc>3 且 为级配 良好的土；如果C 或Cc<1为 级配 不良的土 为
氧离子O2氧离子 硅离子Si 硅离子 4+ Si Si
硅片
铝片
硅-氧四面体 硅片的结构 硅片简图
粘 土 矿 物
粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状， 粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅 片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和 片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、 蒙特石三种类型。 蒙特石三种类型。
土的粒径级配累积曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 5.0
d60 d50 d30
粒径(mm) 粒径(mm) 0.10 0.05 1.0 0.5
0.01 0.005
0.001
d10
固体颗粒 – 级配曲线
小于某粒径之土质量百分数（％） 小于某粒径之土质量百分数（％）
粘土颗粒的形状
土 中 水
结晶水 结合水 自由水 土中冰 水蒸气 矿物内部的水 吸附在土颗粒表面的水 电场引力作用范围之外的水 由自由水冻成， 由自由水冻成，冻胀融沉 存在孔隙空气中
土中水 – 结合水
结合水： 结合水：受颗粒表面电场作用力
吸引而包围在颗粒四周， 吸引而包围在颗粒四周，不传递静水 压力， 压力，不能任意流动的水
• 晶层间通过氢键联结，联结力强，晶 晶层间通过氢键联结，联结力强， 格不能自由活动， 格不能自由活动，水难以进入晶格间 • 能组叠很多晶层，多达百个以上，成 能组叠很多晶层，多达百个以上， 为一个颗粒。颗粒长宽约0.3-3µ，厚 为一个颗粒。颗粒长宽约 µ 约0.03-1µ。 µ • 主要特征：颗粒较粗，不容易吸水膨 主要特征：颗粒较粗， 胀和失水收缩，或者说亲水能力差。 胀和失水收缩，或者说亲水能力差。
土的粒径级配 累积曲线
0.10 0.05
固体颗粒 – 级配曲线
小于某粒径之土质量百分数（％） 小于某粒径之土质量百分数（％）
斜率: 斜率: 某粒径范围内颗 粒的含量 陡-相应粒组含量多 缓-相应粒组含量少 平台平台-相应粒组缺乏 特征粒径: 特征粒径 d50 : 平均粒径 d60 : 控制粒径 d10 : 有效粒径 d30; 中间粒径 中间粒径
生物风化
• 形成十分细微的土颗粒，最 形成十分细微的土颗粒， 主要为粘性颗粒及可溶盐类
物理风化 化学风化
• 包括植物、动物和土壤微 包括植物、 生物的作用 • 可加剧物理和化学风化 • 构成土中有机质和营养物 质的生物循环
生物风化
• 导致腐殖质的形成，改变 导致腐殖质的形成， 土壤的结构
土的沉积类型
固体颗粒 - 矿物成分
石英、长石、 原生矿物 - 石英、长石、云母等 矿物质 固体成分 有机质 次生矿物 无定形氧化物胶体 可溶盐 粘填矿物
具有和原生矿物很不相同的特性 对粘土性质的影响很大
粘 土 矿 物
粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状， 粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅 片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、 片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和 蒙特石三种类型。 蒙特石三种类型。
物理风化 化学风化
生物风化
• 矿物成分与母岩相同，称原 矿物成分与母岩相同， 生矿物 • 产生无粘性土
物理风化 化学风化
• 母岩表面和碎散的颗粒受环 境因素的作用而改变其矿物 的化学成分， 的化学成分，形成新的矿物 • 颗粒成分发生质的变化 • 矿物成分与母岩不同，称次 矿物成分与母岩不同， 生矿物
饱和土 ：土体孔隙完全被水充满 干 土 ：土体孔隙完全被气充满 非饱和土： 非饱和土：孔隙中水和气均存在
固体颗粒 - 颗粒大小
• 粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类 按粗细进行分组， • 界限粒径 60
巨粒 粗粒
砾石
粗 中
20 5
0.075
细粒
砂粒
细 粗 中 细
d
(mm) 60
粉粒
粘粒 0.005
土的粗细度：用d50 表示 土的粗细度： 土的不均匀程度： 土的不均匀程度：用不 均匀系数： 均匀系数： Cu = d60 / d10 表示，Cu ≥5，称为不均 表示， ， 匀土，反之称为均匀土 匀土， 连续程填: 连续程填 用曲率系数 Cc = d302 / (d60 ×d10 ) 度量, 度量 Cc=1~3为连续级 为连续级 >3或<1为不 为不连续级配 配, >3或<1为不连续级配
小于某粒径之土质量百分数P 小于某粒径之土质量百分数P（％）
P 100 95 87 78 66 55
筛 分 法
0.01 0.005
38 36 72
粒径(mm) 粒径(mm)
水分法
粒径(mm) 粒径(mm) 百分数P(%) 百分数P(%)
0.05 26
0.01 13.5
0.005 10
0.001
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1.0 0.5 10 5.0
粘 土 矿 物
依硅片和铝片组叠 形式的不同， 形式的不同，可分 成如下三种类型： 成如下三种类型：
2:1的三 的三 层结构
Si Si Si Si
钾离子
Si Si
Si Si
Al Al
Al Al
• 是云母在碱性介质中风化的产物。 是云母在碱性介质中风化的产物。 高岭石 蒙特石 伊利石 • 与蒙特石相似，由两层硅片夹一层 与蒙特石相似， 铝片所形成的三层结构， 铝片所形成的三层结构，但晶层之 间有钾离子连结。 间有钾离子连结。 • 主要特征：连结强度弱于高岭石而 主要特征： 高于蒙特石， 高于蒙特石，其特征也介于两者之 间。
土
风化作用：由于气温变化、大气、 风化作用：由于气温变化、大气、水分及生物活动
等自然条件使岩石产生破坏的地质作用。 等自然条件使岩石产生破坏的地质作用。
• 岩石和土的粗颗粒受各种气 候等物理因素的影响产生胀 缩而发生裂缝, 缩而发生裂缝,或在运动过 程中因碰撞和摩擦而破碎 • 是颗粒大小发生量的变化
数来表示
分析方法： 分析方法：
• 筛分法：适用于粗粒土 → 孔径大小不同的筛子 筛分法： • 水分法：适用于细粒土 → 水分法： 常采用比重计法
表述方法: 表述方法: 粒径级配累积曲线
固体颗粒 - 粒径级配
孔径
10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 (0.075)
200g土 土
筛余 0 10 16 18 24 22