土的物理性质和工程分类.ppt

土力学
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绪论
需要研究和解决的工程中的三大类问题：
土体稳定或强度问题；
土体变形问题；
渗流：渗透变形与渗透稳定。
土力学是研究土的物理性质以及在荷载作用下
土体内部的应力变形和强度规律的一门学科。
土力学研究对象稳定、无塑性；
角闪石
石英
长石
云母
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次生矿物：由原生矿物经化
学风化作用而形成的矿物。颗粒较细，一般为粘土矿物，
形成粘性土。高岭石、伊利石、蒙脱石；片状、极细；
吸水力强、活泼、有塑性。粘土矿物的带电性质
高岭石 : 亲水能力差
伊利石 : 介于二者之间
蒙脱石 : 亲水能力强吸水膨胀
蒙 脱 石
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富含伊利石、蒙脱石
常使建筑物产生不
均匀的竖向或水平
的胀缩变形，造成
位移、开裂、倾斜
甚至破坏，且往往
成群出现，尤以低
层平房严重，危害
性很大
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膨胀土
地基
基础
F
G
基坑
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（二）土粒的大小和土的级配
块石漂石
土粒大小在一定程度上反映了土性质的差异，
土粒大小通常用粒径表示。
粒组：通常把工程性质相近的
土粒合并为一组
粘粒
粉粒
砂粒
砾石
卵石


2mm
60mm
200mm

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工程中常用土中各粒组的相对含量，占干土总质量的
百分数来表示，称为土的粒径级配。
土的级配的好坏将直接影响到土的性质。
级配良好的土，压实时能达到较高的密实度，
因而透水性小，强度高，压缩性低。
级配不良的土，往往压实密度低，或者渗透稳定性差。
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筛分法（d>）
密度计法（d<）
（1）筛分法利用一套孔径由大到小的筛子，将按规定
方法取得的一定质量的干试样放入一次叠好的筛中，置振
筛机上充分振摇后，称出留在各级筛上的土粒的质量，
按下式计算出小于某土粒粒径的土粒含量百分数X（％）
式中：mi ，m－分别为小于某粒径的土粒质量
及干土总质量
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筛分法（d>）
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（2）.密度计法
利用不同大小的土粒
在水中的沉降速度不
同来确定小于某粒径
的土粒含量的方法。
通过密度计测定土
水悬浊液的密度来确定。
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4 颗粒级配的表示方法
表示方法：表格法、粒径级配曲线
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按粒径分布曲线可求得：
（1）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评估土的工程性质；
（2）某些特性粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的好坏。
根据某些特征粒径，可得到两个有用的指标，即不均匀系数Cu和曲率系数Cc，它们的定义为：
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粒径
（1－2）
（1－3）
式中：d10，d30和d60为粒径分布曲线上小于某粒径的土粒含量分别为10％，30％和60％时所对应的粒径。d10称为有效粒径；d60称为限制粒径。
小于某粒径
土的含量（%）
d30
60
d10
图1-1 土的粒径级配累计曲线
30
10
d60
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若土的颗粒级配曲线是连续的，
Cu愈大，d60与d10相距愈远，
则曲线愈平缓，表示土中的粒
组变化范围宽，土粒不均匀；
反之，Cu愈小，d60与d10相距
愈近，曲线愈陡，表示土中的粒
组变化范围窄，土粒均匀。
若土的颗粒级配曲线不连续，在该曲线上出现水平段,
水平段粒组范围不包含该粒组颗粒。这种土缺少中间
某些粒径在同样的压实条件下，密实度不如级配连续
的土高，其它工程性质也较差。
判断好级配土：
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液相
（一）吸着水（结合水）大多数粘土颗粒表面带有净的
负电荷阳粒子:
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(二）自由水
离开土颗粒表面较远，不受土颗粒电分子引力作用，且可自由移动的水称为自由水。
（分为毛细管水和重力水）
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土中存在许多大小
不同的相互连通的
弯曲孔道，由于水
分子与土粒分子之
间的附着力和水气
界面上的表面张力，
使地下水上升某一
高度。
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在重力或水位差作用下能在土中流动的自由水称微重力水。具有溶解能力，能传递静水和动水压力，对土颗粒有浮力作用。当它在土孔隙中流动时，对所流经的土体施加渗流力（亦称动水压力、渗透力），计算中应考虑其影响。
三、土的气相
存在土中的气体分为两种基本类型：一种是与大气连通的气体；另一种是与大气不连通的以气泡形式存在的封闭气体。
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土的结构
单粒结构 蜂窝结构 絮状结构