土工程性质与分类.ppt

§、构造
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第四章
土的工程性质与分类
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土工程性质与分类
§、构造

1、粒组划分、组成与土的工程性质关系
粒组名称
粒径范围
一般特征
漂石或块石颗粒
卵石或碎石颗粒
>200
200~20
透水性很大；无粘性；无毛细作用
圆砾或角砾颗粒
粗
中
细
20~10
10~5
5~2
透水性很大；无粘性土；毛细水上升高度不超过粒径大小
砂粒
粗
中
细
极细
2~
~
~
~
易透水；无粘性；无塑性，干燥时松散；毛细水上升高度不大（一般小于1m）
粉粒
粗
细
~
~
透水性较弱；湿时稍有粘性（毛细力连结），干燥时松散，饱和时易流动；无塑性和遇水膨胀性；毛细水上升高度大；湿土振动有水析现象（液化）
粘粒
<
几乎不透水；湿时有粘性、可塑性、遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速度缓慢
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2、粒度成分对土工程性质影响的实质
①颗粒大小不同，比表面不同，土粒与水作用的表面能不同；
②颗粒组成矿物类型不同，影响土的工程特性。
3、粒度分析及其成果表示
颗粒级配累计曲线——纵坐标：小于某粒径土粒含量百分比,横坐标：土粒的粒径(对数坐标）。平缓→不均匀→级配良好。
土工程性质与分类
试验方法（筛分法）——用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数
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试验方法（比重计法）——不同大小土粒在水中的沉降速度不同，来确定小于某粒径的土粒含量。
土工程性质与分类
工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度
d10、d30、d60小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径
Cu愈大，土粒愈不均匀，级配愈良好。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土； Cu＞10的土视为级配良好的土
曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体情况，表明某粒组是否缺失情况
对于砾类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，定名为良好级配砂或良好级配砾
颗粒级配的描述
土工程性质与分类
土的矿物成分
1、原生矿物—颗粒粗大，物理、化学性质一般比较稳定，对土的工程性质影响比其它几种矿物小得多，影响主要在于其颗粒形状、坚硬程度和抗风化稳定性等因素。
2、不溶于水的次生矿物
①粘土矿物—含水硅酸盐、主要有高岭石；伊利石、水云母；蒙脱石
②次生siO2（胶态和准胶态）
③倍半氧化物（Al2O3和Fe2O3）
粘粒。有很大表面能、亲水性、对工程性质影响显著（塑性、强度）。
3、可溶盐类及易分解的矿物
①易溶盐、②中溶盐、③难溶盐。
盐分溶于水，联结力弱、强度降低、压缩性增大。
4、有机质—当有机质在粘性土中含量≥5％（在砂土中含量≥3％）时，对土的工程性质有显著的影响。高亲水性、高压缩性、低强度。
土工程性质与分类
土中水和气体及其与土粒的相互作用
1、土中水
结合水
非结合水
弱结合水：薄膜水
强结合水：紧靠、牢固
气态水
液态水
固态水：冰
毛细水
重力水
毛细水：由毛细力作用而与土颗粒结合，存在于地下水面以上。
在砂土、粉土、粉质粘性土中。
工程影响：①含水量加大、降低强度、增大压缩性；②基底附加压力，增大沉降；③冻胀；④水中盐分，腐蚀混凝土和金属。
(土粒静电引力作用范围内,不能传递静水压力)
(能传递静水压力、能溶解盐分)
土工程性质与分类
土的结构和构造
本身特点——大小、形状、摩圆度、表面性质等；
相互关系——粒间排列、连结。
⑴单粒结构：无粘性土基本结构形式。土颗粒间直接接触支承。
可分疏松、密实状态。一般不必担心强度、变形问题。
密实状态
疏松状态
1、土的结构—土颗粒本身的特点和颗粒间相互关系。
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⑵蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。
⑶絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构。