土的物理性质及工程分类.ppt

土的物理性质及工程分类
第1页，本讲稿共53页
主 要 内 容
土的组成
土的物理性质指标
土的物理状态指标
土的工程分类
第2页，本讲稿共53页
本章目的:
对土的特点进行详细解释和定量描述
本章特点:
5

粒径(mm)
土的粒径级配累积曲线
d60
d50
d10
d30
d60
d10
d30
Ku



66
特征粒径:
d50 : 平均粒径
d60 : 限制粒径
d10 : 有效粒径
d30
不均匀程度：
Ku = d60 / d10
— 不均匀系数
Ku >10,级配良好
粗细程度： 用d50 表示
第16页，本讲稿共53页
胶体
可溶盐
粘土矿物
固体成分
矿物质
有机质
原生矿物 - 石英、长石、云母等
次生矿物
具有和原生矿物很不相同的特性
对粘土性质的影响很大
2. 矿物成分
第17页，本讲稿共53页
结晶水 矿物内部的水
结合水 吸附在土颗粒表面的水
自由水 电场引力作用范围之外的水
土中冰 由自由水冻成，冻胀融陷
二. 土中水（液相）
第18页，本讲稿共53页
- 强结合水：
排列致密，密度>1g/cm3
冰点处于零下几十度
完全不能移动，具有固体的特性
温度略高于100°C时可蒸发
- 弱结合水：
受电场引力作用，为粘滞水膜
外力作用下可以移动
不因重力而流动，有粘滞性
粘土
颗粒
- - - - - - - -
- - - - - - - - -
+
+
+
+
引力
d
水分子
阳离子
强结合水
弱结合水
自由水
土中水 – 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，不传递静水压力，不能任意流动的水
第19页，本讲稿共53页
毛细水：由于土体孔隙的毛细作用升至自由水面以上的水。毛细水承受表面张力和重力的作用
重力水：自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土中自由流动
土中水 – 自由水
自由水：不受颗粒电场引力作用的孔隙水
hc
毛细水
重力水
第20页，本讲稿共53页
自由气体：与大气连通连通的气体对土的性质影响不大
封闭气体：被土颗粒和水封闭的气体其体积与压力有关。会增加土的弹性；阻塞渗流通道，降低渗透性
三. 土中气体（气相）
第21页，本讲稿共53页
土有三个组成部分：固相、液相和气相
小 结
1. 固体颗粒
2. 土中水
3. 土中气体
粒径级配
矿物成分
结合水 (强结合水、弱结合水)
自由水 (重力水、毛细水)
自由气体
封闭气体
第22页，本讲稿共53页
土颗粒之间的相互排列和联结形式
单粒结构 蜂窝结构 絮状结构
无粘性土结构
粘性土结构
四. 土的结构
第23页，本讲稿共53页
同一土层中，土颗粒之间相互关系的特征
土的构造
层状构造
分散构造
结核状构造
裂隙状构造
土层由不同颜色，不同粒径的土组成层理，平原地区的层理通常为水平层理。层状构造是细粒土的一个重要特征。
土层中土粒分布均匀，性质相近，如砂，卵石层为分散构造。
在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核，如含礓石的粉质粘土，含砾石的冰碛土等。其工程性质取决于细粒土部分。
土体中有很多不连续的小裂隙，有的硬塑与坚硬状态的粘土为此种构造。裂隙强度低，渗透性高，工程性质差。
五. 土的构造
第24页，本讲稿共53页
（1）压缩性高
（2）强度低
（3）透水性大
常用材料弹性模量
钢筋：E1=*106MPa
C20砼：E2=*106MPa
卵石：E3=(40~50)MPa
饱和细砂： E3=(8~16)MPa
(特指抗剪强度，非抗拉或抗压强度)
六. 土的工程特性
第25页，本讲稿共53页
土的物理状态
粗粒土的松密程度
粘性土的软硬程度
土的物理性质指标
(松密程度、干湿程度、轻重程度)
力学特性
影响
表示
某粉土孔隙