西安建筑科技大学：《土力学与基础工程》课程PPT教学课件（土力学地基基础）第一章 土的物理性质及工程分类

第一章土的物理性质及工程分类 主要内容 ●§1.1土的组成与土的结构构造 ●§1.2土的物理性质指标 §1.3土的物理状态指标 §1.4土(岩)的工程分类 §1.5土的压实性

第一章 土的物理性质及工程分类 ⚫§1.1土的组成与土的结构构造 ⚫§1.2土的物理性质指标 ⚫§1.3土的物理状态指标 ⚫§1.4土(岩)的工程分类 ⚫§1.5土的压实性 主要内容

土的物理性质概迷 风化(物理 化学)作用 沉积大小、形状和 岩石破碎化 若石 成分都不相同 学成分改变 的松散颗粒集 体(二) 土中颗粒的大小、成分及三相 彐了相 之间的相互作用和比例关系, 气相反映出土的不同性质

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

§1.1土的组成及其结构与构造 、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 1土的颗粒级配 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 筛分法:适用于0.075mm≤d60mm 试验方法 比重计法适用于d<0.075mm

§1.1 土的组成及其结构与构造 ⚫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 1.土的颗粒级配 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：适用于0.075mm≤d≤60mm 比重计法:适用于d＜0.075mm

份法 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千土样 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

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 200

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

级配曲线 袋小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) 租粒组 细粒组 或碎石 圆砾或角砾 砂粒 粉粒 100 日小[中 粗 细极细粗 细 90 啊啊十轻妞帐H女 20 70 30 50 d=084dl=0.14 50 k=d_08460 60 0.14 如+梨帐中长 30 20 80 10 100 R器R58888昌8器器 土粒粒径mm)

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 曲率系数C描述颗粒级 数C描述颗粒级配的 配曲线整体形态,表明 不均匀程度 某粒组是否缺失情况 60 30 1 O 10060 10、d30、d6小于某粒径的 土粒含量为10%、30%和 60%时所对应的粒径 C愈大,表示土粒愈不均对于砾类土或砂类士,同时满 匀。工程上把C10良好级配砂或良好级配砾 的土视为级配良好的士

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 10 60 d d Cu = 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 曲率系数Cc描述颗粒级 配曲线整体形态，表明 某粒组是否缺失情况 10 60 2 30 d d d Cc = 对于砾类土或砂类土，同时满 足Cu ≥5和Cc =1～3时，定名为 良好级配砂或良好级配砾

2土粒的矿物成分 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 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 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: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

2.土粒的矿物成分 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士的性质(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 1结合水 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 2自由水 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

⚫ 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 1.结合水 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 2.自由水 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 1非封闭气体:受外荷作用时被挤出士体外,对 土的性质影响不大 2封闭气体: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

⚫ 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 1.非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对 土的性质影响不大 2.封闭气体：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