第一章土的物理性质和工程分类.ppt

§ 土的生成
风化、搬运、堆积
岩石土
压密、岩化
一、土的概念
土: 覆盖在地表上的碎散矿物集合体。
岩石:构成地壳的基本物质,是一种或多种矿物的聚合体。
统称为大自然的产物
土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物
岩石风化分为物理风化、化学风化和生物风化。
物理风化:岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀,或受波浪的冲击、地震等引起各种力的作用,温度的变化、冻胀等因素使整体岩石产生裂隙、崩解碎裂成岩块、岩屑的过程。
化学风化:岩体(或岩块、岩屑)与氧气、二氧化碳等各种气体、水和各种水溶液等物质相接触,经氧化、碳化和水化作用,使这些岩石或岩屑逐渐产生化学变化,分解为极细颗粒的过程。
特征:
物理风化:量变过程,形成的土颗粒较粗;
化学风化:质变过程,形成的土颗粒很细。
对一般的土而言,通常既经历过物理风化,又有化学风化,只不过哪种占优势而已。
§ 土的生成
土是固体颗粒、水和空气的混合物,常称土为三相系。
固相:土的颗粒、粒间胶结物;
液相:土体孔隙中的水;
气相:孔隙中的空气。
§ 土的三相组成
当土骨架的孔隙全部被水占满时,这种土称为饱和土;
当土骨架的孔隙仅含空气时,就成为干土;
一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中兼含空气和水,此时的土体属三相系,称为湿土。
根据土的粘性分:
粘性土:颗粒很细;
无粘性土:颗粒较粗,甚至很大。砂、碎石、甚至堆石(直径几十cm甚至1m)
不同类型的土
§ 土的三相组成
一、土的固相
土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质,是构成土的骨架最基本的物质,称为土粒。对土粒应从其矿物成分、颗粒的大小来描述。
(一)成土矿物:原生矿物,次生矿物
原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母等。
次生矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物,如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿物以及碳酸盐等。
§ 土的三相组成
(三)颗粒大小分析试验
测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数,确定粒径分布范围的试验称为土的颗粒大小分析试验。
常用的方法:筛分法:粒径>,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
密度计法:粒径< 根据粗颗粒下沉速度快,细颗粒下沉速度慢的原理,可以把颗粒按下沉速度进行粗细分组。
联合测定:既有粒径< ,又有粒径>
§ 土的三相组成
10






200g
10
16
18
24
22
38
72
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
小于某粒径之土质量百分数P(%)
10








粒径(mm)
P
%
95
87
78
66
55
36
土的粒径级配累积曲线
水分法
§ 土的三相组成
结合水:受分子引力作用吸附在土粒表面的土中水。
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)
土粒或土粒集合体在空间的排列和互相联结形式称为土的结构.
单粒结构:由颗粒大的土粒在水或空气中下沉堆积而成,是碎石土和砂土的结构特征。
峰窝结构:由粉粒或细沙粒组成的土的结构形式。
絮状结构:由粘粒(<)集合体组成的结构形式。
§ 土的三相组成
土体的构造一般可以分为以下四类:
(1) 层状构造
(2) 分散构造
(3) 裂隙状构造
(4) 结核状构造
§ 土的结构、构造
§ 土的三相物理性质指标的测定及计算
土的三相图
从右图可以容易得到以下关系:
Vv = Vw + Va
V = Vs + Vv = Vs + Vw + Va
m = ms + mw