《土的组成与结构》PPT课件

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1、第二章土的物理性质及分类贵州大学土木建筑工程学院黄质宏土力学地基基础系列讲座二第2章土的物理性质及分类第1节概述第2节土的三相组成及土的结构第3节土的物理性质指标第4节无粘性土的密实度第5节粘性土的物理特征第6节土的渗透性第7节土的动力特性第8节地基土（岩）的分类2第1节概述土是岩石风化的产物。是各种矿物颗粒的集合体。风化作用物理作用：岩石产生量的变化化学作用生物作用岩石产生质的变化3土是三相体。土液相（水）气相（气）固相（土颗粒）土残积土运积土风成沉积土水成沉积土冰川沉积土4饱和土中的孔隙均被水所充填，所以饱和土为

2、二相体。5第2节土的三相组成一、固相二、液相三、气相6一、土的固相（一）成土矿物（二）土粒的粒组（三）土粒的分析方法（四）土粒的级配7土粒的矿物成分矿物成分对土的性质有着重要影响，其中以细粒组的矿物成分最为重要。原生矿物：包括石英、长石和云母等。为岩石物理风化的产物，化学性质稳定或较为稳定。次生矿物：为原生矿物化学风化的产物。土颗粒的矿物成分原生矿物次生矿物8次生矿物主要是粘土矿物。由于晶片结合的情况不同，便形成了具有不同性质的各种粘土矿物，主要有蒙脱石、伊里石和高岭石。硅氧四面体硅氧晶片铝氢氧八面体铝氢氧晶片的

3、基本单元粘土矿物结构9蒙脱石：亲水性强（吸水膨胀、脱水收缩）伊里石：亲水性中等高岭石：亲水性差10（一）成土矿物土是岩石风化的产物，土粒的矿物成分取决于成土母岩的矿物成分风化后的风化作用，一般可分为两类：原生矿物：石英、长石、云母；岩石物理风化生成的土粒，土粒较粗，多呈浑圆状、块状或板状，吸附水的能力较弱，性质稳定，无塑性次生矿物：化学风化的产物，性质与母岩完全不同，一般为粘土矿物11成土矿物砂粒一般由石英构成，其次是长石、云母，当砂土中含有大量呈片状的云母时将粘粒包含由次生矿物构成的极细土粒，粘粒含量增加，土的透水

4、性减小，可塑性和压缩性增高。12（二）土粒粒组按土颗粒粒径（d）大小将土颗粒分组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。巨粒：>60mm粗粒：0.075~60mm细粒：≤0.075mm土的粒组13土粒的粒组天然土由无数大小不同的土粒组成，逐个研究它们的大小是不可能的，统称是将工程性质相近的土粒合并成一组称为粒组漂石粒卵石粒砾粒砂粒粉粒粘粒胶粒巨粒组d>60mm粗粒组60mm～0.075mm细粒组d<0.075mm14土粒的粒组15三、土粒的分析方法土的性质取决于各不同粒组的相对含量。为了确定各粒组的相对含量，必须

5、用试验方法（颗分试验）将各粒组区分开来，最常用的颗分试验方法有筛分法和比重计法两种。16土颗粒的大小及其组成情况，通常以土中土颗粒各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。土的颗粒级配可由土的颗粒大小分析试验（简称颗分试验）测定。筛析法密度计法（比重计法）d<0.075mm移液管法d>0.075mm颗分试验17筛分法：适用于粒径大于0.075mm的土利用一套孔径由大到小的筛子，将事先称过质量的干试样放入筛中，经过充分震摇后，把留在各级筛上的土粒分别称量，算出小于某粒径的土粒含量，用以确

6、定土中各粒组的土粒含量18筛分法：适用于粒径大于0.075mm的土19比重计法：适用于粒径小于0.075mm的土比重计法是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。将一定质量土浸入水中搅拌成悬液，搅拌停止后，土粒便开始下沉，悬液的浓度随之发生变化。利用特制的密度计，在不同时刻测悬液浓度的变化。即可换算出相应的粒径及小于该粒径的土粒质量，绘出级配曲线。20比重计法：适用于粒径小于0.075mm的土21颗粒分析试验曲线试验结果可绘制在半对数纸上纵坐标：小于某粒径的土粒含量横坐标：使用对数尺度

7、表示土的粒径，可以把粒径相差上千倍的粗粒都表示出来，尤其能把占总重量少，但对土的性质可能有总要影响的颗粒部分清楚地表达出来22颗粒分析试验曲线23颗粒分析试验曲线24颗粒分析的先进方法－激光颗分25四、土粒的级配－级配的概念土的级配：指土中各粒组的相对含量，用土粒总重的百分数表示正常级配：土的颗粒大小分布是连续的，曲线坡度是渐变的不连续级配：土中缺乏某些粒径的土粒，曲线出现水平段级配良好：粒径分布曲线形状平缓，土粒大小分布范围广，土粒大小不均匀级配不良：粒径分布曲线形状较陡，土粒大小分布范围窄，土粒均匀26土粒的级配

8、－级配的概念为了判别土粒级配是否良好，常用不均匀系数Cu和曲率系数Cc两个指标来描述粒径曲线的坡度和形状。分别为粒径曲线纵坐标上小于某粒径含量60％、30％、10％时所对应的粒径有效粒径控制粒径27土粒的级配－颗分曲线分析土的粒径范围窄，分布曲线陡，d10和d60靠近，土的不均匀系数小，表示土粒均匀土的粒径范围宽，分布曲线缓，d10和d60相距