《-土的物理性质与工程分类》由会员分享，可在线阅读，更多相关《-土的物理性质与工程分类（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章第三章 土的物理性质及分类土的物理性质及分类二、 土的三相组成 四、 土的物理性质指标 五、 土的物理状态指标 六、 土的压实性 七、 地基土（岩）的工程分类 一、 土的成因 三、 土的结构和构造学习目标学习目标: :1. 了解土的成因，掌握土的三相组成的基本概念（如土的粒组、颗粒级配）。2. 理解并掌握土的物理性质指标、物理状态指标的含义以及指标的测定方法。3. 掌握土的结构类型，熟悉土的构造4. 了解土的压实特性，掌握土的压实标准。5. 掌握地基土的工程分类。第一节第一节 土的成因土的成因本节主要内容：土的生成、土的成因类型、土的工程特本节主要内容：土的生成、土的成因类型、土的工程特
2、 性性（一）土的生成（一）土的生成1.1.概念：概念：是指地球岩石圈经风化形成的散粒堆积物。包括岩石是指地球岩石圈经风化形成的散粒堆积物。包括岩石 经物理风化形成的碎块、经化学分化形成的细粒物质经物理风化形成的碎块、经化学分化形成的细粒物质 。散粒性，是土区别于岩石的的特性。散粒性，是土区别于岩石的的特性。土的工程特性：压缩性大、强度低、渗透性大。土的工程特性：压缩性大、强度低、渗透性大。第一节第一节 土的成因土的成因（一）土的生成（一）土的生成2.2.土的生成：土的生成：（1 1）物理风化：岩石在温度和湿度的影响下，仅体）物理风化：岩石在温度和湿度的影响下，仅体积和形状改变，形成原生矿物积和
3、形状改变，形成原生矿物（2 2）化学风化：原生矿物与周围的）化学风化：原生矿物与周围的O2O2、CO2CO2、H2OH2O等接触，并受到有机物、微生物的作用，形成次生矿等接触，并受到有机物、微生物的作用，形成次生矿 物物（3 3）生物风化）生物风化: :动植物的生长使得岩石破碎动植物的生长使得岩石破碎第一节第一节 土的成因土的成因（二）土的成因类型（二）土的成因类型1.1.残积土：残积土：残积土：岩石风化后残留在原地形成的土。残积土：岩石风化后残留在原地形成的土。残积土的特征：成分与下卧母岩一致；均质性差；孔隙度较大。作为工程残积土的特征：成分与下卧母岩一致；均质性差；孔隙度较大。作为工程 地
4、基，要注意不均匀沉降。地基，要注意不均匀沉降。2 2、坡积土：山坡上岩体风化的碎屑物质，在流水或重力作用下运移到斜、坡积土：山坡上岩体风化的碎屑物质，在流水或重力作用下运移到斜坡下部或山麓处的堆积物。坡下部或山麓处的堆积物。 坡积土的特征：矿物成分与下卧基岩没有直接关系；新近堆积的坡积物经坡积土的特征：矿物成分与下卧基岩没有直接关系；新近堆积的坡积物经 常具有垂直的孔隙，结构比较疏松，一般具有较高的压缩性。进行工程建常具有垂直的孔隙，结构比较疏松，一般具有较高的压缩性。进行工程建 设，要注意考虑其本身的稳定性和施工开挖后的边坡稳定；设，要注意考虑其本身的稳定性和施工开挖后的边坡稳定；3 3、洪
5、积土、洪积土: :由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带由暂时性洪流，将山区高地的碎屑物质携带至沟口或平缓地带堆积形成的土。堆积形成的土。 第一节第一节 土的成因土的成因（二）土的成因类型（二）土的成因类型洪积土作为建筑物地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土作为建筑物地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是 工业与民用建筑物的良好地基。在离山区较远的地带，洪积物的颗粒较细工业与民用建筑物的良好地基。在离山区较远的地带，洪积物的颗粒较细
6、 、成分较均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。但应注意的是上述、成分较均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。但应注意的是上述 两地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地两地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地 下水溢出地表形成泉或沼泽地，因此土质较差，承载力较低，作为建筑物下水溢出地表形成泉或沼泽地，因此土质较差，承载力较低，作为建筑物 地基时应慎重对待。地基时应慎重对待。 第一节第一节 土的成因土的成因（二）（二）土的成因类型：土的成因类型：4 4、冲积土：由水流搬运堆积形成的土。、冲积土：由水流搬运堆积形成的土。又分为：平原河谷冲积土、山
7、区河谷冲积土、三角洲冲积土又分为：平原河谷冲积土、山区河谷冲积土、三角洲冲积土5 5、其他沉积土：除了上述三种类型的沉积土外，还有海洋沉积土、湖泊沉、其他沉积土：除了上述三种类型的沉积土外，还有海洋沉积土、湖泊沉积土、冰川沉积土等。积土、冰川沉积土等。第一节第一节 土的成因土的成因（三）（三）土的工程特性：土的工程特性：1 1、土的高压缩性、土的高压缩性指在压力作用下，土颗粒位置发生重新排列，导致孔隙体积减小和孔隙指在压力作用下，土颗粒位置发生重新排列，导致孔隙体积减小和孔隙中水和气排出的结果。反映材料压缩性高低的指标为弹性模量（土称为变中水和气排出的结果。反映材料压缩性高低的指标为弹性模量（
8、土称为变 形模量）。形模量）。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值 越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。一定应力作用下，发生弹性变形越小。第一节第一节 土的成因土的成因（三）（三）土的工程特性：土的工程特性：2 2、土的强度低：是指土的抗剪强度。、土的强度低：是指土的抗剪强度。土的强度来源土的强度来源无粘性土：土粒表面的产生的摩擦力无粘性土：土粒表面的产生的摩擦力粘性土：土粒表面的产生的摩擦力、粘性
9、土：土粒表面的产生的摩擦力、 土颗粒之间的黏聚力土颗粒之间的黏聚力无论是摩擦力还是黏聚力，其强度均小于材料本身强度无论是摩擦力还是黏聚力，其强度均小于材料本身强度 ，因此，土的强度比其他工程材料的强度要低得多，因此，土的强度比其他工程材料的强度要低得多第一节第一节 土的成因土的成因（三）（三）土的工程特性：土的工程特性：3 3、土的透水性大：由于土体中固体矿物颗粒之间有无数孔隙，这些空隙是、土的透水性大：由于土体中固体矿物颗粒之间有无数孔隙，这些空隙是透水的，导致土的透水性大。透水的，导致土的透水性大。第二节、土的三相组成第二节、土的三相组成本节主要内容：本节主要内容：阐明组成土的三相（固体颗
10、粒、水、气阐明组成土的三相（固体颗粒、水、气 ）的特性及其与工程性质的关系。）的特性及其与工程性质的关系。（一）土的固体颗粒（一）土的固体颗粒1.1.土粒的矿物成分土粒的矿物成分（1 1）原生矿物：）原生矿物：母岩经物理风化而成。母岩经物理风化而成。egeg. .石英、云石英、云母、长石。其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多母、长石。其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多 矿物颗粒。矿物颗粒。（2 2）次生矿物：）次生矿物：母岩经化学风化而成。母岩经化学风化而成。egeg. .高岭石、高岭石、伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物 颗粒，主要
11、是黏土矿物。颗粒，主要是黏土矿物。D D0.075mm。（2）密度计法：粒径 5 级配良好。 Cc反应曲线的整体形状，过大或过小 都表示缺乏中间粒径。对砾类土和砂类土，当同时满足Cu5和Cc =13时，级配良好。60102 301060/dddCddCcu=.第二节第二节 土的三相组成土的三相组成（二）土中的水和气（二）土中的水和气1. 1.土中水：土中水：（1 1）结晶水）结晶水存在于矿物结晶中的水，只有在高温（存在于矿物结晶中的水，只有在高温（105 C105 C）下，才能）下，才能 从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一部分。从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一部分。（2 2）结合水）
12、结合水受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。o-毛细水重力水自由水弱结合水强结合水与土粒表面结合的水结合水土粒矿物内部的水-结晶水土中水第二节第二节 土的三相组成土的三相组成强结合水弱结合水自由水1 1）强结合水：）强结合水：没有溶解盐类没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，的能力，不能传递静水压力，牢固地吸附于土粒表面，其性牢固地吸附于土粒表面，其性质接近于固体，具有极大的粘质接近于固体，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。滞度、弹性和抗剪强度。第二节第二节 土的三相组成土的三相组成2 2）弱结合水：）弱结合水：厚度较强结合水大，具有厚度较强结合水大，具有
13、较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递静水压力。静水压力。当含量较多时，使土具有一当含量较多时，使土具有一定的可塑性。定的可塑性。（3 3）自由水）自由水1）重力水：在土中流动的水，受重力作用。 2）毛细水：由于水和空气分界处弯液面上产生的表面张力作用，土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升，形成毛细水。它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。第二节第二节 土的三相组成土的三相组成2. 2.土中气土中气 （1）开敞气体：对土无影响。（2）封闭气体：使土的渗透性减小，弹性增大和拖延了土的压缩和膨胀变形随时间的发展。 第二节第二节 、土的三相组成土的三相组成单
14、粒结构蜂窝结构絮状结构1. 1.土的结构（如上图）土的结构（如上图）土的结构：单粒结构蜂窝结构（粒径0.0750.005mm）絮状结构（粒径 d d 第四节第四节 、土的物理性质指标、土的物理性质指标3. 3. 反映土的含水程度的指标反映土的含水程度的指标饱和度饱和度S Sr r （以百分数表示（以百分数表示 ）工程应用：工程应用：砂土与粉土以饱和度作为湿度划分的标准 。当Sr 50%时，土为稍湿的；当50%Sr80%时，土为很湿的；当Sr80%时，土为饱和的。第四节第四节 、土的物理性质指标、土的物理性质指标2. 2. 反映土的松密程度的指标反映土的松密程度的指标 （1 1）土的孔隙比）土的
15、孔隙比e e（以小数表示（以小数表示 ）取值：取值：一般砂土为0.51.0，黏性土为0.51.2。工程应用：工程应用：用来评价天然土层的密实程度。当砂土e0.6时 ，呈密实状态，为良好地基；当黏性土e1.0时，为软弱地基。第四节第四节 、土的物理性质指标、土的物理性质指标（四）指标的换算（四）指标的换算第四节第四节 、土的物理性质指标、土的物理性质指标上节讲述土的物理性质指标，本节讲述土的物理状态指标，即要研究土的松密和软硬。研究土的松密和软硬。 第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标无黏性土为单粒结构，土粒与土中水的相互作用不明显，影响其工程性质的主要因素是密实度。密实度。第五节第五
16、节 土的物理状态指标土的物理状态指标无黏性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天无黏性土呈密实状态时，强度较大，是良好的天 然地基；呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是然地基；呈松散状态时则是一种软弱地基，尤其是 饱和粉土、细砂，稳定性很差。饱和粉土、细砂，稳定性很差。一、无粘性土的密实度一、无粘性土的密实度密实度密实度：单位体积土中固体颗粒的含量。第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标1. 1. 砂土的密实度砂土的密实度（1 1）孔隙比）孔隙比e e（土中孔隙的体积与土颗粒体积的比值土中孔隙的体积与土颗粒体积的比值）以孔隙比e作为砂土密实度的划分标准，分为密 实、中密、稍密、松散四状态。局限性：无法考虑土颗粒级配的影响第五节第五节 土的物理状态指标土的物理状态指标（2 2）相对密实
