土质学与土力学第1章土的物理性质及工程分类

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1、第一章土的物理性质及工程分类§1.1土的形成§1.2土的三相组成§1.3土的结构和构造§1.4土的三相比例指标§1.5土的物理状态指标§1.6土的工程分类§1.7土的击实特性§1.1土的形成土的形成示意图风化土岩石地球搬运、、沉积、沉积地球3在在地表或接近地表条件下在地表或接近地表条件下，，岩石，岩石、、矿、矿物发生机械破碎的过程。。主要因素是。主要因素是1风化岩石的失重和温度变化，，岩石裂隙中，岩石裂隙中水的结冰等。在地表或接近地表条件下，物理风化原生矿物岩石、、矿物发生化学变化并、矿物发生化学变化并生成新矿物的过程。。主因是。主因是水和氧，，前者引起溶解，

2、前者引起溶解、、水、水化学风化次生矿物化化，化，，后者引起氧化等化学反，后者引起氧化等化学反应应。应。动植物及微生物生物风化有有机有机机质机质引起的岩石风化。动植物活动物理风化5在石灰岩里面，，含有，含有二氧化碳的水，，渗入石灰岩隙缝中，渗入石灰岩隙缝中，会溶解其中的碳酸钙。。这溶解了碳酸钙的水。这溶解了碳酸钙的水，，从洞顶上滴下来时，从洞顶上滴下来时，由於水分蒸发、、二氧化碳逸出、二氧化碳逸出，，使被溶解的钙质又变成固体，使被溶解的钙质又变成固体(称为固化)。由上而下逐渐增长而成的，，称为，称为“钟乳石”。化学风化62搬运—由风力、、水流、水流、、重力等完成

3、、重力等完成3沉积—残积、、坡积、坡积、、冲积等、冲积等根据形成过程，，可将土分为两大类，可将土分为两大类：母岩表层经风化作用破碎残积土成岩屑或细小颗粒后，无搬运未经搬运残留在原地的堆积物风化所形成的土颗粒，运积土受自然力的作用搬运到有搬运远近不同的地点所沉积的堆积物坡积土洪积物物（物（（层（层层）层））断面）断面河流形成冲击土河床、、河漫滩、河漫滩、、阶地、阶地（（平原河谷（平原河谷））冲击物）冲击物风积土风积土：：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积物。。没有层理。没有层理。。细砂或粉粒。细砂或粉粒；；黄

4、土；黄土冰积土由冰川剥落、、搬运形成的堆积物、搬运形成的堆积物。西藏乃钦康桑雪山上的卡若拉冰川总之，，根据成因土可，根据成因土可残积土分为以下类型：坡积土洪积土湖积土土的主要成因类型冲积土冰积土风积土海洋沉积土火山沉积土§§1.2§1.2土的三相组成一一、一、、土的三相组成、土的三相组成气气相次要作用水液相土粒固相重要影响构成土骨架，，起决定作用，起决定作用固体+气体干土无天然干土固体＋液体天然土都是湿土＋气体湿土固体＋液体孔隙中充满水饱和土二二、二、、土的固相、土的固相矿物成分颗粒形状、大小粒径级配物理状态力学特性•粒组按粗细进行分组，，将性质相近土粒归成一

5、组，将性质相近土粒归成一组•界限粒径：使土性发生质变的粒径各各行业标准的粒组划分略有区别各行业标准的粒组划分略有区别，，下图是，下图是公路土工试验规程JTGE40-2007的粒组划分和界限粒径。巨粒组粗粒组细粒组砾砂漂(块)石卵石粗中细粗中细粉粒黏粒2050.50.25mm2006020.0750.002公路土工试验规程JTGE40-2007的粒组划分（（二（二二）二））颗粒分析试验）颗粒分析试验适用于0.075mm≤d＜60mm的筛分法颗粒密度计法沉降分析法移液管法适用于d≤0.075mm的的颗粒的颗粒111筛分法1筛分法利用一套孔径大小不同的筛子，，将事先

6、称，将事先称过质量的烘干土样过筛，称留在各筛上的土粒质量，然后计算相应的百分数。222密度计法2密度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(((三(三三)三))土粒级配)土粒级配--土中各粒组的相对含量（（用占干土质量的百分数（用占干土质量的百分数表示），称为土粒级配。土粒级配情况可用级配曲线表示颗粒粒径级配曲线:::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,横坐标表示土粒的粒径(((对数坐标(对数坐标）从级配曲线的形状可以定性判断土粒级配情况颗粒级配情况的定量描述土小的于工程上常用不均匀系数C描述含某u量粒

7、60颗粒级配的不均匀程度径（曲率系数C描述颗粒级配曲线整%c）30体形态，，表明某粒组是否缺失情，表明某粒组是否缺失情10况d60C=ud10d60dd30102d土的粒径级配累计曲线30C=cdd1060d、d、d小于某粒径的土粒含103060量为10%、30%和60%时所对应的粒径C愈大，，表示土粒愈不均匀，表示土粒愈不均匀。。工。工u对于砾类土或砂类土，，同时满足，同时满足程上把C＜5的土视为级配不良uC≥5和C===1～3时时，时，，定名为良好，定名为良好的土；C＞10的土视为级配良ucu级配砂或良好级配砾好的土粒径级配累积曲线及指标的用途：111）1

8、））确定各粒组含量用于土的分类定名）确