《土力学-土的组成性质及工程分类解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学-土的组成性质及工程分类解析（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章：土的组成性质和工程分类 2.1 概述(summary) 1、 土的生成和演变 矿物和岩石(mineral and rock) 矿物的种类:原生矿物：通常由岩浆冷凝而成，如石英、长石、 角闪石、辉石、云母等。 次生矿物：通常由原生矿物风化产生，如长石风化产 生高岭石；辉石或角闪石. 主要造岩矿物(main making rock mineral) 岩石的类型和性质(types and qualities of rock) 第四纪沉积层(Quaternary deposit formation) 地表的岩石经风化，剥蚀成岩屑，又经搬运，沉积而成的沉积 物。这类沉积物,年代不长,未经压紧硬结
2、成岩石之前，呈松散 状态，称第四纪沉积物，即“土”。根据搬运和沉积的情况不 同，第四纪沉积层分以下几种类型：“ 残积层(eluvium) 坡积层(slope wash) 洪积层(diluvium; pluvium; proluvium) 冲积层(alluvium) 海湖沉积层(marine deposit) 2 不良地质条件:断层 、 节理发育、 山坡滑动等 3 地下水(underground water) 地下水对工程的影响 地下水的分类 地下水位:地下水位面通常指潜水位面 4 地下水的运动 达西定律(Darcys law) 基本表达式：v=k i 式中： i 代表水头梯度或水力坡降; k代
3、表土的渗透 系数，cm/s ,不同土质，k值不同。对比如下: 如: 卵石 (1-6)10-1 细砂 (1-6) 10-3 粘土1.0) 湿陷性。湿陷性：指黄土在天然湿度下，有很大的硬度和强度； 但由于黄土中含有较多可溶性的盐类，故而受水浸蚀损，发生崩 解，造成黄土产生很大的变形，引起地基的不均匀沉降，导致建 筑物的破坏. 2.2.3 土的沉积与成岩作用（自学） 2.3 土的物质组成 2.3.1 三相体的概念 三相体的定义：土是由固体颗粒、液体水和气体三部分 组成的，这就是三相体的概念；有的时候，土只有二相 ：如饱和土：只有固相和液相（孔隙完全充满水）。干 土：只有固相和气相（液体蒸发，孔隙中充
4、满气体）。 影响因素：土是天然产物，必然会遭到自然环境的影响 。 例如：天气和晴雨、季节的变化（温度高低）、地下水 位的升降等等。三相组成改变，土的工程性质必然改变 。 三相组成与工程性质的关系 干粘土：坚硬；干砂：松散；湿粘土：具有可塑性；饱 和细砂：受振动荷载后可产生液化,厂房地基、地震区 地基应避免采用这种地基，因这种地基的承载力可能会 突然丧失（第十一章） 饱和粘土：这种地基完成固结沉降需要的时间很长，因 排水期长。 由此可见，土的三相组成不同，其工程性质差异很大。 因此研究土的工种性质应从土的最基本的三相组成开始 。 2.3.2 土的固体颗粒(Solid grain) 1.土粒的矿物
5、成份(mineralogical ingredients) 在土的三相组成中，土的矿物成份是决定土的工程性质的主要因素 。 原生矿物(primary minerals)：由岩石经过物理风化作用而成 ，其成份和母岩相同，存在于粗颗粒土中，如石英、云母、 长石等。 次生矿物(secondary minerals)：经物理风化的岩屑又经化学 风化，形成次生矿物，其成份不同于母岩，是一种新矿物， 颗粒细微。存在于细粒土中。如：蒙脱石、伊利石、高岭石 等。 有机质(organic matter)：动植物的残骸溶于水中，成为土颗 粒的一部分，使土的压缩性增强。 原因：（这种物质溶于水中会减弱电分子之间的吸
6、引力 ，使土粒在外力作用下易于移动，因而增大了土的压缩 性）例：淤泥、淤泥质土便是含在大量有机质的土，工 程上最忌讳用这种土做地基，因为其强度很低、透水性 极差、压缩性很大。压实地基时所用的回填土，对其含 量严格限制（35） 2.粒度成份：(granularity ingredients) 宏观上讲：土的颗粒有大有小，大的可以达到 d200mm的溧石，小的可以小到dWp)，用电吹风烤一烤或用干布包一包,重搓. 如果土条尚未搓至3 mm，即裂即断，说明太干 (W2mm的颗粒含量超过全重50%的土。 分类依据：各粒组的相对含量、颗粒形状。 定名：颗粒形状以圆形为主的土，由大到小依次为：溧石，卵石、
7、圆砾 ； 颗粒形状以棱角状为主的土，相应分：块石、碎石、角砾3种。 漂石（块石）：boulder(chunk stone,block tone) ：d200mm的含量50% 卵石（碎石）：cobble(crushed stone) ：d20mm的含量50% 圆砾（角砾）：round grarel：d2mm的含量50% 注：定名时应根据粒组含量由大到小，以最先符合者确定 例：一地基土，经筛分知：d200mm的含量占全重的38%， 200mmd20mm的含量占全重的25，试为此地基土定名 。 解： d20mm的含量占全重的38256350 定义为卵石（ 碎石) d2mm的含量占全重的3825208
8、350 定义为圆 砾（角砾） 此土定名为卵石（碎石）。 此土定名为卵石（碎石）。此土定名为卵石（碎石）。 工程性质：常见的碎石土，强度大、压缩性小，渗透性好，优良地基。 3 砂类土(sandy soil) 定义：粒径d2mm的颗粒含量50%且d0.075mm的颗 粒含量50%的土。 分类依据：粒组含量。 定名：P52。 工程性质： 砾砂、粗砂、中砂为良好的天然地基 粉砂：密实时，性质良好；饱和、疏松态时，不良地基 。 4、粉土(silt) 定义：定义：粒径d0.075mm的颗粒含量50%，且塑性指数 Ip10的土。（老标准） 定义定义：塑性指数Ip10的土。（新标准） 分类依据：分类依据：标准
9、不一.有的以Ip来分类（北京市）；有的以 粒组相对含量来分（上海市）,区别对待。 定名：北京市,砂质粉土：Ip7；粘质粉土：7Ip10。 密实性：密实性：浙江省标准：以孔隙比e为划分标准：e0.90，稍密； 0.90e0.75，为中密；e0.75，密实。 工程性质：工程性质：密实的粉土为良好地基；饱和稍密的粉土，不良地基 。 定义：塑性指数Ip10的土，粘性土分布面积广，为最常见的一种土 。 分类依据：Ip 定名：国家标准（GBJ7-89规范），Ip17粘土(clay)；10Ip17粉 质粘土（亚粘土）(silty clay) 工程性质：粘性土的工程性质与其含水量的大小密切相关。密实硬塑 的粘
10、性土为优良地基；疏松流塑状态的粘性土软弱地基。 下面介绍两类特殊的粘性土：（也可认为属于特殊土, P56 ） 淤泥和淤泥质土：在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物 化学作用形成，其天然含水量大于液限，天然孔隙比e1.5的粘 性土称为淤泥；当1e1.5时称淤泥质土。分布在沿海一带， 内陆的河流下游、湖泊与沼泽地区。 红粘土：碳酸盐岩系的岩石经江土化作用形成的高塑性粘土称 为江粘土。其液限一般大于50；再搬运后仍保留红粘土的基本 特征，液限大于45的土称为次生红粘土。 特点：e大，W大，但以含结合水为主，土体仍处于硬塑或坚硬 状态，较高强度，较低压缩性。但失水干缩，网状裂隙。 5.粘性土(coh
11、esive soil) 6 人工填土(artifical fill) 定 义：由人类活动堆填形成的各类土。 分类依据：按其组成物质和堆积年代 定 名： 按组成物质分以下3种： 素填土（plain fill）：由碎石土，砂土，粉土，粘性土等构成，性质良 好。 杂填土（miscellaneous fill）：由工业废料，生活垃圾，建筑垃圾等构成 。 城市的地表一般都有一层杂填土 冲填土（allurial fill）：由水力冲刷泥砂形成的填土。 按堆积年代分： 老填土（paleo fill）：粘性土填筑时间超过半10年，粉土超过5年； 新填土（recently fill）：粘性土填筑时间小于10年，粉土小于5年。 例如2-6（p58）（从大到小以先符合者为准） 今 日 作 业： 1. 阅读第2章，重点阅读三相指标及物理特征指标 2. 思考题：2.1-2.12 (重点思考：2.1 2.2 2.5 2.6 2.8 2.9 2.11) 3. 计算题 2-1、2-2、2-4、2-6、2-7、2-9（1）
