第二章土的物理性质及工程分类.ppt

第二章土的物理性质和地基土的工程分类
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主要内容
铜山电大陈广文
Cgwen0171@
土的物理性质概述
岩石
风化(物理、化学)作用
岩石破碎化学成分改变
搬运沉积
大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体(土)
土
固相
液相
气相
土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系,反映出土的不同性质
§ 土的组成及特性
一、土的固相
土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响

工程上将各种不同的土粒按其粒径范围,划分为若干粒组,为了表示土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(即各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配
试验方法
筛分法:≤d≤60mm
比重计法:适用于d<
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
比重计法
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
颗粒粒径级配曲线
纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(对数坐标)
颗粒级配的描述
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,表示土粒愈不均匀。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
描述颗粒级配曲线整体形态,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≥=1~3时,定名为良好级配砂或良好级配砾

矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用
原生矿物:由岩石经过物理风化形成,其矿物成分与母岩相同
次生矿物:岩石经化学风化后所形成的新的矿物,其成分与母岩不相同
例:石英、云母、长石等
特征:矿物成分的性质较稳定,由其组成的土具有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点
例:粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等
特征:性质较不稳定,具有较强的亲水性,遇水易膨胀的特点
二、土中的水
土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部外,还存在结合水和自由水

强结合水:紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体
弱结合水:紧靠强结合水的外围形成的结合水膜,所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱

存在于土粒电场影响范围以外,性质和普通水无异,能传递水压力,冰点为0℃,有溶解能力
以两种形式存在:毛细水、重力水
三、土中气体
土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分,分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体
:受外荷作用时被挤出土体外,对土的性质影响不大
:受外荷作用,不能逸出,被压缩或溶解于水中,压力减小时能有所复原,对土的性质有较大的影响,使土的渗透性减小,弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时