土的物理性质及地基土的工程分类.doc

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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
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

——颗粒直径大小
——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:
200 60 2
漂石卵石砾石砂粒粉粒粘粒
——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
②不均匀系数(Cu)

式中:d60——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d60。
d10——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d10。
③)
式中:d30——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d30表示。
Cc——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。
Cc=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
粘土矿物的特点:细小、亲水性强,吸水膨胀,脱水收缩。
二、土中的水和气
(一)土中水
1. 结合水
——指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。
见P19 图1-13
(1)强结合水
——指紧靠土粒表面的结合水。
特征:没有溶解盐类的能力,不传递静水压力,只有吸热变成蒸汽时才能移动。
物理指标:~ 固体状态
冰点-78℃
砂土吸度占土粒质量1%、粘土17%。
特点:极大的粘滞度,弹性和抗剪强度。
(2)弱结合水
——指紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。
特征:不能传递静水压力,但水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜转移。

——指存在于土粒表面电场影响范围以外的水。
特点:能传递静水压力,冰点为0℃,有溶解能力。
(1)重力水
——存在于地下水位以下的透水土层中的地下水。
特点:①有流动时,产生动水压力,带走土颗粒;
②能溶解土中的盐类;③浮力作用。
作用:使土中的孔隙增大,压缩性提高,抗剪强度降低。
(2)毛细水
——受水与空气界面的表面张力作用而存在于孔隙中的自由水,一般存在于地下水位以上的透小层中。
机理:当土孔隙中局部存在毛细水时,毛细水的弯液面与土粒接触处的表面引力反作用于土粒上,使土粒之间由于这种毛细压力而挤紧,土因而具有微弱的粘聚力,称为毛细粘聚力。
存在范围:~

当温度降至零度以下,水结成冰,土即为冻土。
冻土的物点:冻胀性。
危害:当T↑,土体下陷,即融陷现象,使承载力下降,道路翻浆。
三、土的工程特性:
土的压缩性大
强度低
渗透性大
四、土中的结构和构造
(一)土的结构
土的结构——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。
分类:
土的结构(二)土的构造
土的构造——指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征。
思考题:
?土中三组比例的变化对土的性质有什么影响?
?如何从颗粒级配曲线的陡或平缓来评价土的工程性质?
?每种形态的水其本身具有哪些特征?这些特征对土的性质有何影响?
?试分析土的各种结构的稳定性。
,试分析土的各种构造对建筑工程的影响。
§
自然界中的土体结构组成十分复杂,为了分析问题方便,将其看成是三相,简化成一般的物理模型进行分析。
土的三相,即土粒为固相;土中的水为液相;土中的气为气相。表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标,称为土的三相比例指标。主要指标有:比重、天然密度、含水量(这三个指标需用实验室实测)和由它们三位计算得出的指标干密度、饱和密度、孔隙率、孔隙比和饱和度。这些指标随着土体所处的条件的变化而改变,如地下水位的升高或降低,土中水的含量也相应增大或减小;密实的土,其固相和液相占据的孔隙体积少。这些变化都可以通过