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1、第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.12.1土的生成与特性土的生成与特性2.22.2土的三相组成土的三相组成2.32.3土的物理性质指标土的物理性质指标2.42.4土的物理状态指标土的物理状态指标2.52.5地基土的工程分类地基土的工程分类第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类本章重点本章重点 土的三相组成与颗粒特征，土的物理性质指标，土的三相组成与颗粒特征，土的物理性质指标，土的物理状态指标，地基土的工程分类。土的物理状态指标，地基土的工程分类。本章难点本章难点 土的物理性质指标与物理状态指标。土的物理性质指标与物理状态指标。 2.1 2.1
2、 土的生成与特性土的生成与特性第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类岩石岩石地球搬运、沉积 风化土土地球 土是由岩石，经物理化学风化、剥蚀、搬运、沉积，土是由岩石，经物理化学风化、剥蚀、搬运、沉积，形成固体矿物、流体水和气体的一种集合体形成固体矿物、流体水和气体的一种集合体。2.1.12.1.1土的生成土的生成 第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类（1 1）物理风化）物理风化 岩石经风、霜、雨的侵蚀，温度、湿度的变化，发生不均匀膨胀岩石经风、霜、雨的侵蚀，温度、湿度的变化，发生不均匀膨胀与收缩，使岩石产生裂隙，崩解为碎块。与收缩，使岩石产生裂隙，崩
3、解为碎块。 特点：矿物、岩石的物质成分不发生变化，只是碎裂成为大小不特点：矿物、岩石的物质成分不发生变化，只是碎裂成为大小不等的碎块。等的碎块。 类型：类型：温差风化；温差风化；冰劈作用；冰劈作用；其它物理风化作用：盐类的其它物理风化作用：盐类的结晶与潮解、层裂或卸载作用。结晶与潮解、层裂或卸载作用。2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性2.1.12.1.1土的生成土的生成 2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类（1 1）物理风化）物理风化 温差风化：由于温温差风化：由于温差变化，岩石在热胀冷差变化，岩石在热胀冷缩过程中逐
4、渐破碎的过缩过程中逐渐破碎的过程，常发生在温差较大程，常发生在温差较大的干旱气候地区。的干旱气候地区。2.1.12.1.1土的生成土的生成 2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类（1 1）物理风化）物理风化 冰劈作用：充填于岩冰劈作用：充填于岩石裂隙中的水结冰体积石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石裂解的过膨胀而使岩石裂解的过程。程。 水结成冰时其体积可水结成冰时其体积可增大增大9.29.2。冰体将对裂。冰体将对裂缝壁产生缝壁产生2000kg2000kgcm2cm2的的巨大压力。巨大压力。2.1.12.1.1土的生成土的生成 2.1
5、 2.1 土的生成与特性土的生成与特性第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类（1 1）物理风化）物理风化 其它物理风化作用：其它物理风化作用： 盐类的结晶与潮解盐类的结晶与潮解：充填于岩石孔隙、裂隙充填于岩石孔隙、裂隙中含盐分的溶液，因水中含盐分的溶液，因水溶液浓度的变化，盐类溶液浓度的变化，盐类出现结晶与溶解使岩石出现结晶与溶解使岩石破碎的过程破碎的过程( (类似于冰劈类似于冰劈作用作用) )。 2.1.12.1.1土的生成土的生成 2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性2.1.1 2.1.1 土的生成土的生成第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工
6、程分类（1 1）物理风化）物理风化 由物理风化生成的土为由物理风化生成的土为粗粒土粗粒土，如块碎石，砾石和砂土等，如块碎石，砾石和砂土等，总称为总称为无粘性土无粘性土 砾石料砾石料卵卵 石石砂砂2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类（2 2）化学风化）化学风化 岩石的碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质相接触时，逐渐发岩石的碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质相接触时，逐渐发生化学变化，原来组成矿物发生变化，产生一种新的成分生化学变化，原来组成矿物发生变化，产生一种新的成分次次生矿物生矿物。粘土粘土2.1.12.1.1土的生成土的生成 2.
7、1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类（3 3）生物风化）生物风化 2.1.12.1.1土的生成土的生成 2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性2.1.22.1.2土的结构与构造土的结构与构造 第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类1.1.土的结构：土的结构：土颗粒之间的相互排列及其联结形式。土颗粒之间的相互排列及其联结形式。 单粒结构：单粒结构：凡粗颗粒土（如凡粗颗粒土（如卵石与砂土卵石与砂土等），在沉积过程中，每等），在沉积过程中，每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳定状态，其特点是土粒间一个颗粒在
8、自重作用下单独下沉并达到稳定状态，其特点是土粒间存在点与点的接触。存在点与点的接触。密实状态密实状态 疏松状态疏松状态2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性2.1.22.1.2土的结构与构造土的结构与构造 第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类1.1.土的结构：土的结构：土颗粒之间的相互排列及其联结形式。土颗粒之间的相互排列及其联结形式。 蜂窝结构：蜂窝结构：当土颗粒较细（当土颗粒较细（粒径在粒径在0.02mm0.02mm以下以下）时，在水中单个下沉，）时，在水中单个下沉，碰到已沉积的土粒被吸收不再下沉（碰到已沉积的土粒被吸收不再下沉（彼此之间引力大于重力彼此之间引
9、力大于重力），依次一），依次一粒粒被吸收，形成很大孔隙的蜂窝状结构。（适用于粉土）粒粒被吸收，形成很大孔隙的蜂窝状结构。（适用于粉土）蜂窝结构蜂窝结构2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性2.1.22.1.2土的结构与构造土的结构与构造 第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类1.1.土的结构：土的结构：土颗粒之间的相互排列及其联结形式。土颗粒之间的相互排列及其联结形式。 絮状结构（二级蜂窝结构）：絮状结构（二级蜂窝结构）：那些粒径极细的粘土颗粒（粒径小于那些粒径极细的粘土颗粒（粒径小于0.005mm0.005mm）在水中长期悬浮，相互碰撞而吸引形成小链环状的土集粒，
10、）在水中长期悬浮，相互碰撞而吸引形成小链环状的土集粒，它们互相接近吸引，不断扩大形成大链环状，称为絮状结构。（适用它们互相接近吸引，不断扩大形成大链环状，称为絮状结构。（适用于粘土）于粘土）絮状结构絮状结构2.1 2.1 土的生成与特性土的生成与特性2.1.22.1.2土的结构与构造土的结构与构造 第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类1 1单粒结构工程性质好于蜂窝结构和絮状结构单粒结构工程性质好于蜂窝结构和絮状结构2 2土的结构受力后会产生变化，饱和粉砂细砂（振动液土的结构受力后会产生变化，饱和粉砂细砂（振动液化），粘性土受扰动后强度变低化），粘性土受扰动后强度变低 气
11、相固相液相+构成土骨架，构成土骨架，起决定作用起决定作用重要重要影响影响土土 体体次要次要作用作用第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成物理状态力学特性粒径级配粒径级配矿物成分矿物成分颗粒形状颗粒形状 第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 原生矿物 物理风化作用产物（如：石英、长石、
12、云 母），构成粗粒土的主要矿物成分次生矿物 化学风化作用产物，主要是粘土矿物，倍半氧化物等，构成细粒土的主要矿物成分 高岭石、伊里石、蒙脱石1.1.土粒的矿物成分土粒的矿物成分粘土矿物粘土矿物: :由由硅片硅片和和铝片铝片构成的晶包所组合而成构成的晶包所组合而成2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类硅片的结构硅片的结构基本单元：基本单元：硅硅- -氧四面体氧四面体2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 1.1.土粒的矿物成分土粒的矿物成分2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质
13、及工程分类铝片的结构铝片的结构基本单元：基本单元：铝铝- -氢氧八面体氢氧八面体2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 1.1.土粒的矿物成分土粒的矿物成分 高岭石高岭石（氢键联结）（氢键联结）粘土矿物的粘土矿物的晶格构造晶格构造蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石粒径粒径亲亲 水水 性性胀胀 缩缩 性性压压 缩缩 性性大大小小小小小小中中中中中中中中小小大大大大大大2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 1.1.土粒的矿物成分土粒的矿物成分2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成第第2 2章章
14、 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 2.2.土颗粒的大小土颗粒的大小与形状与形状0.0050.075260200粘粒粉粒砂粒圆砾（角砾）卵石（碎石）漂石（块石）粒径粒径d/mm粒组名称粒组名称图图2.2 2.2 土的粒径分组土的粒径分组2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 2.2.土颗粒的大小与土颗粒的大小与形状形状原生矿物原生矿物 圆状、浑圆状、棱角状圆状、浑圆状、棱角状次生矿物次生矿物 针状、片状、扁平状针状、片状、扁平状第第2
15、 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 3.3.土的粒径级配土的粒径级配粒径粒径：颗粒的大小通常以直径表示。称为粒径（mm）或粒度。粒组粒组：粒径大小在一定范围内、具有相同或相似的成分和性质的土粒集合。2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成 土颗粒土颗粒巨粒巨粒(200mm)(200mm)粗粒粗粒(0.075-200mm)(0.075-200mm)细粒细粒(0.075mm)(0.075mm)卵石或碎石颗粒卵石或碎石颗粒 (20-200mm)(20-200mm)圆砾或角砾颗粒圆砾或角砾颗粒 (2-20mm)(2-20mm)砂砂 (0.
16、075-2mm)(0.075-2mm)粉粒粉粒(0.005-0.075mm)(0.005-0.075mm)粘粒粘粒(0.005mm)(0.005mm)第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 3.3.土的粒径级配土的粒径级配2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成粘土粘土细细细细砂砂砂砂粗粗粗粗砂砂砂砂第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 3.3.土的粒径级配土的粒径级配粘土粘土卵卵卵卵石石石石碎碎碎碎石石石石2.2 2.2 土的三相组成土的三相组成第第2 2章章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.2.12.2.1土的固体颗粒土的固体颗粒 3.3.土的粒径级配土的粒径级配土的颗粒级配 土由不同粒组的土颗粒混合在一起所形成，土的性质主要取决于不同粒组的土粒的相对含量。工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示。土的颗粒级配分析方法(1)筛分法：适用于0.075mmd60mm(2)比重计法:适用于d0.075mm2.2 2.2 土的三
