第二章土的物理性质及其工程分类.ppt

第二章土的性质及工程分类
概述
土的三相组成及土的结构
土的物理性质指标
无粘性土(砂土)的密实度
粘性土的物理特性
地基土(岩)的工程分类
概述
:
土是连续,坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。
土的三相组成及土的结构
土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、孔隙中的水以及气体。因此,土是由颗粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。土中的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。
土
固相(土颗粒)
液相(水)
气相(气)
土是由固相、液相、气相组成的三相分散系
固相—包括多种矿物成分组
成土的骨架,骨架间的空隙为液相
和气相填满,这些空隙是相互连通
的,形成多孔介质;
液相—主要是水(溶解有少量
的可溶盐类);
气相—主要是空气、水蒸气,
有时还有沼气等。
土的三相图
土体三相比例不同,土的状态和工程性质也随之各异,例如:
固体+气体(液体=0)为干土,此时粘土呈坚硬状态,砂土呈松散状态;
固体+液体+气体为湿土,此时粘土多为可塑状态;
固体+液体(气体=0)为饱和土,此时粉细砂或粉土遇强烈地震,可能产生液化,而使工程遭受破坏;
粘土地基受建筑物荷载作用发生沉降需几十年才能稳定。
什么是液化?
如果饱和疏松的土是由细砂粒或粉砂粒所组成,在强烈的振动作用下,土的结构会突然破坏变成流动状态,引起所谓“砂土液化”现象,使地基失去承载力,在地震区将会引起震害。
1964年6月16日,,因地基土发生液化所造成的破坏。
倒了,但结构未破坏
(一) 土的颗粒级配
在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒组成的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化,例如土的性质随着粒径的变细可由无粘性变化到为有粘性。
将土中各种不同粒径的土粒,按适当的粒径范围,分为若干粒组,各个粒组随着分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
表1-1提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。表中根据界限粒径200,20,2,:漂石<块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。
土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土的颗粒级配。
颗粒分析试验:筛分法;比重计法
根据颗粒大小分析试验成果,可以绘制如图所示的颗粒级配曲线。
曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比,
横坐标则是用对数表示的土的粒径。
由曲线的坡度可判断土的均匀程度
曲线平缓,粒径大小相差悬殊,土粒不均匀。
粒组名称
粒径范围
一般特征
漂石、块石颗粒
>200
渗透性很大、无粘性、无毛细水。
碎石、卵石颗粒
20~200
圆砾、角砾颗粒
2~20
渗透性很大、无粘性、毛细水上升高度不超过粒径大小。
砂粒
~2
易透水,当混入云母等杂质时透水性减小,而压缩性增加;无粘性,遇水不膨胀,干燥时松散,毛细水上升高度不大,随粒径变小而增大。
粉粒
~
透水性小,湿时稍有粘性,遇水膨胀小,干时稍有收缩,毛细水上升高度较大较快,极易出现冻胀现象。
粘粒
<
透水性很小,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,但速度较慢。
颗粒级配曲线图