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1、上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 土的物理性质及分类土的物理性质及分类概 述土的生成土的生成土的组成土的组成土的三相比例指标土的三相比例指标无粘性土的密实度无粘性土的密实度粘性土的物理特征粘性土的物理特征土的渗透性土的渗透性地基土（岩）的分类地基土（岩）的分类上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 造岩矿物：造岩矿物： 石英石英方解石方解石 正长石正长石斜长石斜长石 角闪石角闪石 辉石等辉石等上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 岩浆岩 沉积岩 变质岩岩浆岩岩浆岩岩石上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 气相气相主要是空气，水蒸气，有时还有沼气等。 固相固相包括多种矿
2、物成分组成土的骨架，骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空隙是相互连通的形成多孔介质。 液相液相主要是水(溶解有少量的可溶盐类)。上海市土力学与地基基础精品课程http:/ l界限粒径界限粒径划分粒组的分界尺寸。l l土的颗粒级配土的颗粒级配土中各粒组的相对百分含量，通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示，也称为土的粒度成分土的粒度成分l l粗粒土粗粒土指以砾石和砂粒为主的土，又称为无粘性土。l l细粒土细粒土指以粉粒、粘粒和胶粒为主的土，又称为粘性土。上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 2mm的质量超过50%的称为碎石土碎石土粒径2mm的质量小于50而 0.075mm的质量超
3、过50%的称为砂土砂土粒径 0.075mm的质量小于50%的定为粉土或粉土或粘性土粘性土碎石土、砂土和粉土又称为无粘性土无粘性土上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 3冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度具有固体的的特性具有固体的的特性温度高于温度高于100100C C时可蒸发时可蒸发位于强结合水之外，电场引力作用范位于强结合水之外，电场引力作用范围之内围之内外力作用下可以移动外力作用下可以移动不因重力而移动，有粘滞性不因重力而移动，有粘滞性上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 定义定义: : 在双电层影响以外的水为自由液态水，它主要受重力作用的控制，土粒表面吸引力居次要地位，这部
4、分水称为非结合水，它包括毛细水和重力水。(1)(1)毛细水毛细水特点特点: : 1.毛细水毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。 2. 毛细水毛细水按其与地下水面是否联系可分为毛细悬挂水 (与地下水无直接联系)和毛细水上升水与地下水相连两种。上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 毛细水毛细水是受毛细管作用控制的水，毛管直径愈细上升高度愈高。在常温下毛细上升高度hc与毛管半径r有以下关系：h hc c=15/r=15/r当r=0.1m时，hc=150mm，这与砂土(粒径为0.5lmm)中的情况大致相当。粘土的孔隙直径约为0.1m，按上式计算毛细上升高度将达150m。上海市土力学
5、与地基基础精品课程http:/ 2）重力水）重力水 特点特点: : 重力水是存在于地下水位以下的适水土层中的地下水。它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮力作用。重力水只受重力控制，不受土粒表面吸引力的影响。毛细压力增加了土粒间的联结，所毛细压力增加了土粒间的联结，所以散粒状的砂土，当含有少量水分以散粒状的砂土，当含有少量水分时具有假粘聚力，但是当土饱和时，时具有假粘聚力，但是当土饱和时，这种联结作用即告消失。因此，由这种联结作用即告消失。因此，由于毛细力而呈现的粘性是暂时性的。于毛细力而呈现的粘性是暂时性的。上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 3）固态水）固态水特点特点:
6、: 1.水结冰后体积膨胀，同时由于水分迁移和补给，在 土层中会形成冰层或透镜体。 2.固态水在土中起着暂时的胶结作用，提高土的力学 强度，降低透水性。 3. 温度升高后，冰层解冻为液态水，使土的强度急剧 降低，压缩性增大，土的性质显著恶化，如处于地 下水以上的某些公路路面在开春后的翻浆现象就是 一例。上海市土力学与地基基础精品课程http:/ : 1.吸附于土颗粒表面的气体 2. 溶解于水中的气体 3.四周为颗粒和水所封闭的气体以及自由气体特点特点: : 通常认为自由气体与大气连通，对土的性质无大影 响。密闭气体的体积与压力有关，压力增加，则体 积缩小，压力减小，则体积胀大。因此，密闭气体 的
7、存在增加了土的弹性，同时还可阻塞土中的渗流 通道，减小上的渗透性。上海市土力学与地基基础精品课程http:/ Va aV VwwV Vs sV Vv vV Vmma a=0=0mmwwmms smm质量质量体积体积上海市土力学与地基基础精品课程http:/ (比重瓶法比重瓶法) )：s：土粒密度（g/cm3)wl：纯水在4摄氏度时的密度土的重要参数土的含水量土的含水量( (烘干法烘干法) )：土中水的质量与土粒质量之比土的天然密度土的天然密度( (环刀法环刀法) )：土单位体积的质量上海市土力学与地基基础精品课程http:/ (1) (2)(3)(4)上海市土力学与地基基础精品课程http:/
8、 因为土处于饱和状态 且 上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 和干重度 。解：天然重度含水量干重度上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 一体积为50cm3的土样，湿土质量0.09kg，烘干后质量为0.068kg，土粒相对密度 ，求 其孔隙比，若将土样压缩，使其干密度达到1.61t/m3，土样孔隙比将减少多少？解：孔隙比减小值土样的天然密度土样的含水量上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 定义：定义：指单位体积中固体颗粒的含量。 特点：特点：1.土颗粒含量多，土就密实； 2.土颗粒含量少，土就疏松。无粘性土的密实度无粘性土的密实度上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 疏
9、松疏松 中密中密 密实密实上海市土力学与地基基础精品课程http:/ I Ip p状态状态坚硬坚硬硬塑硬塑可塑可塑软塑软塑流塑流塑粘性土（细粒土）的状态分类粘性土（细粒土）的状态分类液性指数反液性指数反映土的软硬映土的软硬状态状态上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 土的灵敏度：土的灵敏度：原状土的强度与同一土经重塑后的 强度之比 土的触变性：土的触变性：粘性土的抗剪强度随时间恢复的胶 体化学性质饱和粘性土的灵敏度：饱和粘性土的灵敏度：上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 渗渗透透系系数数k: k: 反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为水力坡降i1时的渗流速度，单位： cm/s
10、, m/s, m/day 渗渗透透速速度度v v：土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想渗流速度 适用范围：适用范围：层流（线性流动）u达达西西定定律律：在在层层流流状状态态的的渗渗流流中中，渗渗透透速速度度v与与水水力力坡降坡降i的一次方成正比，并与土的性质有关的一次方成正比，并与土的性质有关上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 碎石类土：碎石类土：粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50的土。分为漂石或块石、卵石或碎石、圆砾或角砾。碎石类土的划分表1-18土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒超过全重的50%块石棱角形为主卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm
11、的颗粒超过全重的50%碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒超过全重的50%角砾棱角形为主上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 砂类土：砂类土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50、粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50的土。按粒组含量分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。砂类土按颗粒级配分类土的名称土的名称颗粒级配颗粒级配砾砂粗砂中砂细砂粉砂粒径大于2mm的颗粒占全重的25%50%粒径大于0.5mm的颗粒超过全重的50%粒径大于0.25mm的颗粒超过全重的50%粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的8%粒径大于0.075mm的颗粒占全重的50%上海市土力学与地基基础精
12、品课程http:/ 粉土：粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50、塑性指数小于或等于10的土。必要时可根据颗粒级配分为砂质粉土和粘质粉土。 粘性土：粘性土：塑性指数大于10的土。按沉积年代分为：老粘性土、一般粘性土和新近沉积粘性土。按塑性指数分为粘土和粉质粘土。土的名称土的名称粘质粘土粘质粘土粘土粘土塑性指数1017粘土按塑性指数分类上海市土力学与地基基础精品课程http:/ 特殊土特殊土: : 在特定地理环境或人为条件下形成的特殊性质的土n n软土：软土：指沿海的滨梅相、三角洲相、溺谷相、内陆平原或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒士组成的孔隙比大、天然合水量高、压缩性高
13、和强度低的士层。包括淤泥、淤泥质粘性土、淤泥质粉土等。n n人工填土：人工填土：指由人类活动而堆填的土。n n湿陷性土：湿陷性土：土体在一定压力下受水浸湿时产生湿陷变形量达到一定数值的土。n n红粘土：红粘土：碳酸盐岩系出露的岩石，经红土化作用形成并覆盖于基岩上的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。n n膨胀土：膨胀土：粘粒成分主耍由亲水性粘土矿物所组成的粘性土，具有吸水膨胀、失水收缩的特性。上海市土力学与地基基础精品课程http:/ n风化岩：风化岩：指岩石在风化营力等作用下，使其结构、成分、性质等产生不同程度变异的岩石。n n残积土：残积土：岩石完全风化后未经好搬运过的残积物。n n多年冻土：多年冻土：土的温度等于或低于零摄氏度、含有固态水且这种状态在自然界连续保持三年或三年以上的土。n n混合土：混合土：主要由级配不连续的粘粒、粉粒、砾粒和巨粒组组成。n n盐渍土：盐渍土：指易溶盐含量大于0.5，且具有吸湿、松胀等特性的土。n n污染土：污染土：指由于外来的致污物质侵入土体而改变了原生性状的土。
