第一章-土的组成-土力学ppt课件.ppt

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1、第1章土的组成土的来源1.1概述土的形成：地质历史的产物，是地球表面的整体岩石在大气中经受自然力和自然环境的长期风化作用形成。反向过程：土经过很长的地质年代，发生复杂的物理化学变化，逐渐压密、岩化，最终又可形成岩石。循环演变：岩石土岩石土……。重复进行。地质概念：第四纪地质：（1）更新世：从2588000年前到12000年前（2）全新世：12000年前至现在新近代沉积土：第四纪全新世中近期（文化期以来）沉积的土层。一般呈欠固结状态，具有较高的压缩性和较低的强度，结构不稳定（GB50021-2001规范）。[。1.1.1土的生成

2、和演变（1）物理风化地质构造力；温度变化；冰冻作用；碰撞作用颗粒大小发生改变，化学成分保持不变。（2）化学风化水解作用；水化作用；氧化作用；溶解作用矿物化学成分变化，形成次生矿物。正长石高岭石(水解)（3）生物风化植物根分泌有机酸；遗体腐烂；微生物作用动植物或人类活动的影响。1.1.2风化作用使某一化合物裂解成两个或多个较简单化合物的化学过程。水分子的H和OH部分参与被裂解化学键的任一侧起反应。如脂肪在酸、碱、脂酶的作用下水解,生成甘油与脂肪酸或更小分子。小结：（1）物理风化（2）化学风化（3）生物风化需要注意：a、上述风化作用常常

3、是同时存在的。b、不同地区，自然条件不同，风化作用有主次。c、风化作用由地表向下逐渐减弱1.1.3不同生成条件下土的特点1.残积土概念：母岩经风化作用破碎成为岩屑或细小颗粒，残留原地。特点：颗粒表面粗糙、多棱角、粗细不均、无层理。2.搬运土概念：风化所形成的土颗粒，受自然力作用，搬运到远近不同的地点沉积。特点：颗粒经滚动和摩擦作用而变圆滑。受水流等自然力的分选作用而形成不同的层次，粗颗粒下沉快，细颗粒下沉慢。搬运土分类：坡积土风积土冲积土洪积土湖泊沼泽沉积土海相沉积土冰积土1.1.4土的沉积与成岩作用成岩作用：土经过搬运和沉积，经过

4、一系列变化，最后固结成坚硬的岩石(沉积岩)。几种作用：压固脱水、胶结、重结晶沉积岩。(见图1-1)图1-1土与岩石的相互转化1.1.5土的物质组成：散体，多相，变异1.2土中固体颗粒（土的固相）1.粒组的划分和颗粒级配曲线（1）几个基本概念粒度:土粒的大小称为粒度。粒度成分：不同粒径颗粒的相对含量。粒组：大小相近的土粒合并为组。a、粒组间的分界线是人为划定的;b、划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应;c、按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。d、表2-1给出国内常用的粒组划分方法。表2-1粒组的划分（2）颗粒级配和颗粒分析试验

5、a.筛分法：适用于粒径大于0.075mm的粗颗粒土。图6摆筛图适用于粒径小于0.075mm的细颗粒土。斯托克斯(stokes)定理：颗粒下沉速度与颗粒直径的平方成正比。c.综合分析筛分法和密度计法结合密度计法：（3）颗粒级配曲线用半对数纸表示颗粒级配曲线横坐标(按对数比例尺)：表示某一粒径（d）；纵坐标：表示小于某一粒径的土粒百分含量（%）。由颗粒级配曲线可知道某一粒径范围的百分含量！问题：如何判断级配的好坏？两个指标表示大小、均匀程度及其级配情况不均匀系数：d60（限定粒径）—小于该粒径的含量占总量的60%d10（有效粒径）—小于

6、该粒径的含量占总量的10%该指标考虑了大颗粒和小颗粒含量的差异；Cu愈大，颗粒愈不均匀；d30（连续粒径）—小于该粒径的含量占总量的30%曲率系数：该指标考虑了中间粒径的影响；Cc大于3，曲率变化快，土均匀；Cc小于1，曲率变化平缓，中间颗粒少；a、级配良好土：曲线光滑连续，不存在平台段，坡度平缓满足Cu>5及Cc=1-3两个条件（图2-2的B土曲线）（4）土级配优劣的标准图1-2土的颗粒级配曲线b、级配不良土：级配曲线坡度陡峭，粗细颗粒均匀；级配曲线存在平台段，即存在不连续粒径。不能同时满足Cu>5及Cc=1-3两个条件（图2-2

7、的C土和A土曲线）图1-2土的颗粒级配曲线图1-2土的颗粒级配曲线例1-1：取天然土样500g，试用筛分法测定其粒组含量。[例题2.1]粗粒部分筛分试验结果图1-3细颗粒土试验结果土的矿物成分与粒组关系（图1-4）图1-6土的矿物成分与粒组的关系铁、铝是磷矿中常见的三价金属杂质,通常称为倍半氧化物水云母族(也称伊利石族)矿物的总称1.3.1土中的水土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水1.结合水强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎

8、完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱2.自由水存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能传递水压力，冰点为0℃，有溶解能力以两种形式存在：毛