岩土力学与地基基础土的三相组成.ppt

岩土力学与地基基础土的三相组成
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一、土的固相
（一）、成土矿物
（二）、土粒的粒组
（三）、土粒的分析方法
（四）、土粒的级配
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成土矿物
土是岩石风化的产物，土粒
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颗粒分析试验曲线
试验结果可绘制在半对数纸上
纵坐标：小于某粒径的土粒含量
横坐标：使用对数尺度表示土的粒径，可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来，尤其能把占总重量少，但对土的性质可能有总要影响的颗粒部分清楚地表达出来
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颗粒分析试验曲线
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颗粒分析试验曲线
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颗粒分析的先进方法－激光颗分
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土粒的级配 －级配的概念
土的级配
指土中各粒组的相对含量，用土粒总重的百分数表示
正常级配：土的颗粒大小分布是连续的，曲线坡度是渐变的
不连续级配：土中缺乏某些粒径的土粒，曲线出现水平段
级配良好：粒径分布曲线形状平缓，土粒大小分布范围广，土粒大小不均匀
级配不良：粒径分布曲线形状较陡，土粒大小分布范围窄，土粒均匀
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土粒的级配－级配的概念
为了判别土粒级配是否良好，常用不均匀系数Cu和曲率系数Cc两个指标来描述粒径曲线的坡度和形状。
分别为粒径曲线纵坐标上小于某粒径含量10％、30％、60％时所对应的粒径
有效粒径
控制粒径
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土粒的级配－颗分曲线分析
土的粒径范围窄，分布曲线陡 ，d10和d60靠近，土的不均匀系数小，表示土粒均匀
土的粒径范围宽，分布曲线缓， d10和d60相距远，土的不均匀系数大，表示土粒不匀
Cu大 不均匀 有细粒土填空 压密度大
Cu小 均匀 无细粒土填空 压密度小
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土粒的级配－颗分曲线分析
对于级配不连续的情况，有时Cu虽然大，但渗透稳定性一样不好，故Cu虽大，但并不表明土粒级配良好，还要用Cc来衡量， Cu和Cc描述了级配曲线整体特征，可描述土级配的好坏。
Cc大
Cc小
台阶分布在
台阶分布在
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土粒的级配－颗分曲线分析
级配的好坏由土粒的均匀程度和粒径分布曲线的形状去定。
规范规定：
同时满足，级配良好
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二、土的液相
土的液相是水及各离子的溶液，其含量及性质明显地影响土，尤其是粘性土的性质，如增加水量，可使土地状态由坚硬变为可塑，甚至成为流动状态的土浆。
土中水可分为结合水、自由水
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结合水：土粒矿物内部的水
存在矿物结晶中的水，只有在高温（大于105℃）下，才能使之从矿物中析出，故可将它视作矿物本身的一部分。
特点：包围在土颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动
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自由水（毛细管水、重力水）
自由水指土粒表面引力作用范围之外的水，与普通水一样，受重力支配，能传递静水压力并具有融解作用 。
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自由水－毛细管水
土中孔隙
细水通道
自由水上升
毛细管水
表面张力
重力
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毛细管水上升高度的影响因素
孔隙大小和形状
粒径尺寸
水的表面张力
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毛细管水－假凝聚力
毛细管压力
负孔隙水压力
可使土粒相互挤紧，可使无粘性土也象有粘聚力似的。由毛细管压力所造成无粘性土间的连接力，称之为假粘聚力 。
沙坑倒塌
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重力水
重力水是在重力和水位差作用下能在土中流动的自由水。它是土中其它类型水的来源。重力水具有融解能力，能传递静水和动水压力，并对土粒起浮力作用 。
应当指出，水是土的一个重要组成部分。根据实用观点，一般认为它不承受剪力，但能承受压力和一定的吸力；同时，说的压缩性很小，在通常所遇到的压力范围内，它的压缩量可以忽略不计
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三、土的气相
与大气相通
无影响，易挤出
与大气不相通（空气、水气、天然气）
压力作用下可压缩或融解
封闭气体对土的性质有较大影响，导致渗透性减小，弹性增大，拖延土的压缩和膨胀变形随时间的发展过程 。
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岩石是由矿物的组成的，按成因岩石可划分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。成因类型