土力學(xué)第章

1、《土力學(xué)1》之第一章,土的物理性質(zhì)與工程分類,沈陽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院 巖 土 工 程 研 究 院,徐 巖,本章提要 本章特點(diǎn) 學(xué)習(xí)要點(diǎn),第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,對(duì)土的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)解釋 對(duì)土的組成和狀態(tài)進(jìn)行定量描述 內(nèi)容瑣碎、零散 理清各節(jié)間聯(lián)系 理清各節(jié)內(nèi)層次 注意物理概念的把握,滲透特性變形特性強(qiáng)度特性,土的三相組成土的物理狀態(tài)土的結(jié)構(gòu),,土的形成過程,土

2、的工程分類：便于研究和應(yīng)用土的壓實(shí)性：如何獲得較好的土,,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,§1.1 土的形成§1.2 土的三相組成§1.3 土的物理狀態(tài)§1.4 土的結(jié)構(gòu)§1.5 土的工程分類§1.6 土的壓實(shí)性,土 的 形 成,土,巖石,風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積,,地質(zhì)成巖作用,,土的組成、結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì),過程、條件,,,§1.1土的形成,,土

3、的形成與風(fēng)化作用,物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化 生物活動(dòng),,巖石和土的粗顆粒受各種氣候等物理因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運(yùn)動(dòng)過程中因碰撞和摩擦而破碎是顆粒大小發(fā)生量的變化礦物成分與母巖相同，稱原生礦物產(chǎn)生無黏性土,§1.1土的形成,母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物顆粒成分發(fā)生質(zhì)的變化礦物成分與母巖不同，稱次生礦物形成十分細(xì)微的土顆粒，最主要為黏性顆粒及可溶鹽類,,物理

4、風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化 生物活動(dòng),,§1.1 土的形成,土的形成與風(fēng)化作用,包括植物、動(dòng)物和土壤微生物的作用可加劇物理和化學(xué)風(fēng)化構(gòu)成土中有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物循環(huán)導(dǎo)致腐殖質(zhì)的形成，改變土壤的結(jié)構(gòu),,物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化 生物活動(dòng),,§1.1 土的形成,土的形成與風(fēng)化作用,殘積土 無搬運(yùn) 運(yùn)積土 有搬運(yùn),搬運(yùn)與沉積,,,§1.1土的形成,§1.1 土的形成,

5、搬運(yùn)與沉積,,,殘積土 無搬運(yùn) 運(yùn)積土 有搬運(yùn),,風(fēng)化所形成的土顆粒，受自然力的作用搬運(yùn)到遠(yuǎn)近不同的地點(diǎn)所沉積的堆積物 坡積土：土粒粗細(xì)不同，性質(zhì)不均 洪積土：有分選性，近粗遠(yuǎn)細(xì) 沖積土：渾圓度分選性明顯，土層交迭 湖泊沼澤沉積土：含有機(jī)物淤泥，土性差 海相沉積物：顆粒細(xì)，表層松軟，土性差 冰積土：土粒粗細(xì)變化較大，性質(zhì)不均勻 風(fēng)積土：顆粒均勻，層厚而不具層理,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,

6、7;1.1 土的形成 ? §1.2 土的三相組成§1.3 土的物理狀態(tài)§1.4 土的結(jié)構(gòu)§1.5 土的工程分類§1.6 土的壓實(shí)性,風(fēng)化作用 搬運(yùn)與沉積,,土中氣體 氣相 次要作用,固體顆粒 固相 構(gòu)成土體骨架 起決定作用,土中水 液相 重要影響,,,,土體的三相構(gòu)成,§1.2

7、土的三相組成,,,,固體顆粒 - 顆粒大小,粒組 按粗細(xì)進(jìn)行分組，將粒徑接近的歸成一類 界限粒徑,,d(mm),礫石,砂粒,粉粒,粘粒,膠粒,,,,60,2,0.075,0.005,0.002,,,,,,0.25,0.5,5,20,粗,中,細(xì),粗,中,細(xì),0.075,,,粗粒,細(xì)粒,粗粒土：以礫石和砂礫為主要組成的土，也稱無黏性土。細(xì)粒土：以粉粒、粘粒和膠粒為主要組成的土，也稱黏性土。,,巨粒,,,,60,§1.2土

8、的三相組成 – 固體顆粒,粒徑級(jí)配：各粒組的相對(duì)含量，用質(zhì)量百分 數(shù)來表示 分析方法： 篩分法：適用于粗粒土 ? 孔徑大小不同的篩子 水分法：適用于細(xì)粒土 ? 常采用比重計(jì)法 表述方法: 粒徑級(jí)配累積曲線,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,固體顆粒 - 顆粒大小,篩分法（d>0.075mm的土）,密度計(jì)法（d<0.075mm的土）,§1.2土的三相組成 – 固

9、體顆粒,孔徑105.02.02.00.50.250.1(0.075),200g土,篩余010161824223872,,小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)P（％）,粒徑(mm),P100958778665536,土的粒徑級(jí)配累積曲線,水分法,,,篩分法,固體顆粒 – 級(jí)配曲線,d50 : 平均粒徑d60 : 控制粒徑d10 : 有效粒徑d30: 中值粒徑,,,,,d60,d50,d10,d30

10、,特征粒徑:,斜率: 某粒徑范圍內(nèi)顆 粒的含量 陡-相應(yīng)粒組含量多 緩-相應(yīng)粒組含量少 平臺(tái)-相應(yīng)粒組缺乏,,,,,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,固體顆粒 – 級(jí)配曲線,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,土的粗細(xì)度：用d50 表示土的不均勻程度：不均勻系數(shù) Cu = d60 / d10， Cu ?5，稱為不均勻土， 反之稱為均勻土連

11、續(xù)程度: 曲率系數(shù) Cc = d302 / (d60 ×d10 ) Cc=1~3為連續(xù)級(jí)配, Cc>3或Cc<1為不連續(xù)級(jí)配,固體顆粒 – 級(jí)配曲線,,,小于某粒徑之土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）,粒徑(mm),土的粒徑級(jí)配累積曲線,,,,,,,,,,d60,d10,d30,,,,,,缺少小顆粒，Cc?缺少大顆粒，Cc?,Cc=1?3, 級(jí)配連續(xù),曲率系數(shù)舉例,§1.2

12、土的三相組成 – 固體顆粒,固體顆粒 – 級(jí)配曲線,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,粒組含量用于土的分類定名； 不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度： Cu ? 5為不均勻土； Cu ? 5為 均勻土 曲率系數(shù)Cc用于判定土的連續(xù)程度： Cc =1~3為級(jí)配連續(xù)土；Cc>3 或 Cc3 或Cc<1為級(jí)配不良的土,粒徑級(jí)配曲線和指標(biāo)的應(yīng)用,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,固體顆粒

13、- 礦物成分,固體成分,原生礦物 - 石英、長(zhǎng)石、云母等次生礦物,礦物質(zhì)有機(jī)質(zhì),無定形氧化物膠體可溶鹽黏土礦物,,,,,,具有和原生礦物很不相同的特性對(duì)黏土性質(zhì)的影響很大,,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,粘 土 礦 物,黏土礦物是一種復(fù)合的鋁-硅鹽晶體，顆粒呈片狀，是由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組疊而成，可分成高嶺石、伊利石和蒙脫石三種類型。,硅片 鋁片,,,,,§1.2土的三相組成

14、– 固體顆粒,黏土礦物是一種復(fù)合的鋁-硅鹽晶體，顆粒呈片狀，是由硅片和鋁片構(gòu)成的晶包所組疊而成，可分成高嶺石、伊利石和蒙脫石三種類型。,,硅片 鋁片,,,粘 土 礦 物,,晶層間通過氫鍵聯(lián)結(jié)，聯(lián)結(jié)力強(qiáng)，晶格不能自由活動(dòng)，水難以進(jìn)入晶格間能組疊很多晶層，多達(dá)百個(gè)以上，成為一個(gè)顆粒。顆粒長(zhǎng)寬約0.1-2?m，厚約0.01-0.1?m。主要特征：顆粒較粗，不容易吸水膨脹和失水收縮，或者說親水能力差。,§1.2土的三相組成

15、– 固體顆粒,依硅片和鋁片組疊形式的不同，可分成如下三種類型：,高嶺石 蒙脫石 伊利石,,,,粘 土 礦 物,,晶層間是O2-對(duì)O2-的連結(jié)，聯(lián)結(jié)力很弱，水很容易進(jìn)入晶層之間。每一顆粒能組疊的晶層數(shù)較少。顆粒大小約為0.1-0.5?m，厚約0.001-0.005?m。主要特征：顆粒細(xì)微，具有顯著的吸水膨脹、失水收縮的特性，或者說親水能力強(qiáng)。,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,依硅片和鋁片組疊形式的不同，可分成如下三種

16、類型：,高嶺石 蒙脫石 伊利石,,,,粘 土 礦 物,蒙 脫 石,,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,是云母在堿性介質(zhì)中風(fēng)化的產(chǎn)物。與蒙脫石相似，由兩層硅片夾一層鋁片所形成的三層結(jié)構(gòu)，但晶層之間有鉀離子連結(jié)。主要特征：連結(jié)強(qiáng)度弱于高嶺石而高于蒙脫石，其特征也介于兩者之間。,依硅片和鋁片組疊形式的不同，可分成如下三種類型：,高嶺石 蒙脫石 伊利石,,,,粘 土 礦 物,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,

17、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,黏土礦物的帶電性質(zhì)研究表明，片狀黏土顆粒表面常帶有電荷，凈電荷通常為負(fù)電荷,,- - - - - - - - - -,- - - - - - - - - - - -,+,+,+,+,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,黏土顆粒,水分子,陽離子,黏土礦物的帶電特性,,,,,,,,,,,,,,,,,玻璃筒,玻璃皿,水位升高,黏土粒,黏土膏,+,-,

18、,,,,,,黏土的電泳和電滲現(xiàn)象(列依斯, 1809),,顆粒形狀和比表面積,原生礦物：一般顆粒較粗，呈粒狀。有圓狀、渾圓狀、棱角狀等。次生礦物：顆粒較細(xì)，多呈針狀、片狀、扁平狀。比表面積：?jiǎn)挝毁|(zhì)量土顆粒所擁有的總表面積。對(duì)于黏性土，其大小直接反映土顆粒與四周介質(zhì),特別是水,相互作用的強(qiáng)烈程度,是代表黏性土特征的一個(gè)很重要的指標(biāo)。高嶺石的比表面積為：10-20m2/g,伊利石：80-l00m2/g,蒙脫石：800m2/g,粗顆粒

19、的形狀,黏土顆粒的形狀,§1.2土的三相組成 – 固體顆粒,§1.2土的三相組成 – 土中水,土 中 水,結(jié)晶水 礦物內(nèi)部的水 結(jié)合水 吸附在土顆粒表面的水 自由水 電場(chǎng)引力作用范圍之外的水 土中冰 由自由水凍成，凍脹融沉 水蒸氣 存在孔隙空氣中,§1.2土的三相組成 – 土中水,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,- 強(qiáng)結(jié)合水： 排列致密，密度&

20、gt;1g/cm3 冰點(diǎn)處于零下幾十度 完全不能移動(dòng)，具有固體的特性 溫度略高于100°C時(shí)可蒸發(fā)- 弱結(jié)合水： 受電場(chǎng)引力作用，為粘滯水膜 外力作用下可以移動(dòng) 不因重力而流動(dòng)，有粘滯性,,,,黏土顆粒,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,引力,d,水分子,陽離子,強(qiáng)結(jié)

21、合水,弱結(jié)合水,自由水,,,,,,土中水 – 結(jié)合水,結(jié)合水：受顆粒表面電場(chǎng)作用力吸引而包圍在顆粒四周，不傳遞靜水壓力，不能任意流動(dòng)的水,§1.2土的三相組成 – 土中水,,,,,毛細(xì)水：由于土體孔隙的毛細(xì)作用升至自由水面以上的水。毛細(xì)水承受表面張力和重力的作用重力水：自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土中自由流動(dòng),土中水 – 自由水,自由水：不受顆粒電場(chǎng)引力作用的孔隙水,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,

22、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,hc,毛細(xì)水,,重力水,,§1.2土的三相組成 – 土中水,氣相 - 土中氣,自由氣體：與大氣連通連通的氣體對(duì)土的性質(zhì)影響不大封閉氣體：被土顆粒和水封閉的氣體其體積與壓力有關(guān)。會(huì)增加土的彈性；阻塞滲流通道，降低滲透性溶解在水中的氣體吸附于土顆粒表面的氣體,§1.2土的三相組成 – 小結(jié),土體有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相,小 結(jié),固體顆粒

23、土中水土中氣體,粒徑級(jí)配礦物成分顆粒形狀,結(jié)合水 ：強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水 自由水 ：重力水、毛細(xì)水,自由氣體封閉氣體,,,,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,§1.1 土的形成 ? §1.2 土的三相組成 ?§1.3 土的物理狀態(tài)§1.4 土的結(jié)構(gòu)§1.5 土的工程分類§1.6 土的壓實(shí)性,§1.3 土的物理狀態(tài),土的物理狀態(tài),土的物

24、理狀態(tài)粗粒土的松密程度黏性土的軟硬狀態(tài),土的物理性質(zhì)指標(biāo)(三相間的比例關(guān)系),表示,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),物理性質(zhì)指標(biāo),土的三個(gè)組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系,密實(shí)程度干濕程度……,特點(diǎn): 指標(biāo)概念簡(jiǎn)單，數(shù)量很多 要點(diǎn)： 名稱、概念或定義、符號(hào)、表達(dá)式、 單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別 基本方法:,定義,三相草圖法,§1.3 土的物理

25、狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),,三 相 草 圖,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),三 相 草 圖,三個(gè)獨(dú)立變量，干土或飽和土二個(gè)獨(dú)立變量,,其它指標(biāo)：三相草圖法計(jì)算,實(shí)驗(yàn)室測(cè)定,,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),基本物理性質(zhì)試驗(yàn),為了確定三相草圖諸量中的三個(gè)量，通常進(jìn)行三個(gè)基本的物理性質(zhì)試驗(yàn)： 土的密度試驗(yàn) 土粒相對(duì)密度試驗(yàn) 土的含水量試驗(yàn),§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo)

26、,定義：土單位體積的質(zhì)量表達(dá)式： 單 位: kg/m3 或 g/cm3一般范圍: 1.60~2.20 g/cm3,土的密度?,基本試驗(yàn)指標(biāo)-土的密度,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),定義：土粒的密度與4?C時(shí)純蒸餾水密度的比值表達(dá)式： 單 位: 無量綱一般范圍：黏性土 2.70~2.75， 砂土 2.65,土粒相對(duì)密度Gs,基本試驗(yàn)指標(biāo)-土粒相對(duì)密度,=1.

27、0 g/cm3,土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度,,,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),基本試驗(yàn)指標(biāo) - 含水量,定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì) 量之比，用百分?jǐn)?shù)表示表達(dá)式： 單 位: 無量綱一般范圍：變化范圍大,注意: 其實(shí)是含水比,可達(dá)到或超過100％,土的含水量w,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),可表示同一種土的松密，二者之間存在關(guān)系：,表

28、示土中孔隙含量的指標(biāo),砂類土：25-45%黏性土：30-50%，有的可達(dá)60-70%,孔隙比e：土中孔隙體積與固體顆粒體積之比, 為無量綱,孔隙率(孔隙度)n：土中孔隙體積與總體積之比, 用百分?jǐn)?shù)表示,可用三相草圖推出,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),表示土中含水程度的指標(biāo),對(duì)干土：Sr=0對(duì)飽和土：Sr=1,含水量：,飽和度：土中水的體積與孔隙體積的比值,飽和度表示孔隙中充滿水的程度：,,§1.3

29、土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),表示土體密度和容重的指標(biāo),干密度：土被烘干時(shí)的密度， 干容重：,天然密度 天然容重,飽和密度：土被飽和時(shí)的密度， 飽和容重：,浮容重：,,靜水下的有效容重,浮密度,,各種密度容重間的大小關(guān)系,天然密度干密度飽和密度,天然容重干容重飽和容重浮容重,,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),常用的物理性質(zhì)

30、指標(biāo)間的換算關(guān)系：,教科書 P34 表2-2,學(xué)習(xí)要點(diǎn)：,小 結(jié),從物理意義上理解指標(biāo)間的關(guān)系 不鼓勵(lì)死記硬背 必要時(shí)利用三相草圖推導(dǎo),,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理性質(zhì)指標(biāo),,小 結(jié),土的三個(gè)組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系,定義,三相草圖法,特點(diǎn): 指標(biāo)概念簡(jiǎn)單，數(shù)量很多要點(diǎn)：名稱、概念或定義、符號(hào)、表達(dá)式、單位或量綱、常見值或范圍、聯(lián)系與區(qū)別,,土的物理狀態(tài)指標(biāo),土的物理狀態(tài)粗粒土的松密程度

31、黏性土的軟硬狀態(tài),土的物理性質(zhì)指標(biāo)(三相間的比例關(guān)系),表示,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),粗粒土的密實(shí)狀態(tài),密實(shí)度：通常指單位體積中固體顆粒含量的多少,簡(jiǎn)單方便，但只能用于同一種土，不能反映級(jí)配的影響,物理性質(zhì)指標(biāo)：孔隙比e（孔隙率n） 干容重?d,相對(duì)密度：,emax與emin ：最大與最小孔隙比,,2. 用相對(duì)密實(shí)度Dr

32、為標(biāo)準(zhǔn),Dr—土的相對(duì)密實(shí)度； emax—土的最大孔隙比 ； emin—土的最大孔隙比； e—土的天然孔隙比。,評(píng)價(jià)： （1） 優(yōu)點(diǎn) 理論上完善； （2） 缺點(diǎn) 實(shí)際上難以操作。,,3. 用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)N為標(biāo)準(zhǔn),●標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)是動(dòng)力觸探的一種，它利用一定的錘擊動(dòng)能（錘重63.5kg，落距76cm），將一定規(guī)格的對(duì)開管式的貫入器打入鉆孔孔底的士中，根據(jù)打入土中

33、的貫阻抗，判別土層的工程性質(zhì)。貫入阻抗用貫入器貫入土中30cm的錘擊數(shù)N63.5表示， N63.5 也稱為標(biāo)貫擊數(shù)。●該實(shí)驗(yàn)的的應(yīng)用主要有評(píng)定砂土的相對(duì)密度、評(píng)定地基土承載力、估算單樁承載力等。,,0.6,0.75,0.85,松散,中密,密實(shí),,,,,,稍密,優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單方便缺點(diǎn)：無法反映土的級(jí)配因素,孔隙比e,粗粒土的密實(shí)狀態(tài),§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),最大孔隙比emax: 將松散的風(fēng)干土樣通過長(zhǎng)頸漏斗輕輕

34、地倒入容器，避免重力沖擊，求得土的最小干密度再經(jīng)換算得到最大孔隙比最小孔隙比emin : 將松散的風(fēng)干土樣裝入金屬容器內(nèi)，按規(guī)定方法振動(dòng)和錘擊，直至密度不再提高，求得土的最大干密度再經(jīng)換算得到最小孔隙比,理論上的最大與最小孔隙比在室內(nèi)的測(cè)定有時(shí)很困難,粗粒土的最大與最小孔隙比,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),相對(duì)密度,粗粒土的相對(duì)密度,相對(duì)密度指標(biāo)主要用于人工填土，對(duì)天然砂土層采用原位標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法測(cè)定,

35、7;1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),黏性土最主要的物理狀態(tài)特征是它的稠度，稠度是指土的軟硬程度或土對(duì)外力引起變形或破壞的抵抗能力,稠度狀態(tài)與含水量有關(guān),,,,,,,黏性土,含水量,較硬,變軟,流動(dòng),黏性土的稠度狀態(tài),,黏性土的稠度,界限含水量 黏性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)時(shí)的分界含水量。液限wL 流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)間的分界含水量 ；塑限wp 可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)間分界含水量 ；縮限ws 半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)間的分

36、界含水量。,黏性土的稠度,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),,塑限wp,液限wL,黏性土的稠度反映土中水的形態(tài),固態(tài)或半固態(tài),可塑狀態(tài),流動(dòng)狀態(tài),強(qiáng)結(jié)合水,弱結(jié)合水,自由水,,w,,,,,,強(qiáng)結(jié)合水膜最大,出現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量自由水,,黏性土的稠度狀態(tài),,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),液性指數(shù)：,IL?0 堅(jiān)硬(半固態(tài)) 01流塑,土的稠度狀態(tài)–液性指數(shù),不同的黏土，wp、wL

37、 大小不同。對(duì)于不同的黏土，含水量相同，稠度可能不同,液性指數(shù)是表征土的含水量與分界含水量之間相對(duì)關(guān)系的指標(biāo)。對(duì)重塑土較為合適。,,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),塑性指數(shù),問題：反映的是全部土顆粒吸附結(jié)合水的能力，不能充分反映黏土礦物表面活性的高低,活動(dòng)度：,粒徑小于0.002mm顆粒的質(zhì)量占總土總質(zhì)量的百分比,A 1.25活動(dòng)黏土,,定義：,大體上表示土的弱結(jié)合水含量,反映吸附結(jié)合水的能力，即黏性大小 大

38、致反映黏土顆粒含量 常作為細(xì)粒土工程分類的依據(jù),,,,,§1.3 土的物理狀態(tài) – 物理狀態(tài)指標(biāo),粗粒土的密實(shí)狀態(tài)指標(biāo): 相對(duì)密度Dr,細(xì)粒土的稠度狀態(tài)指標(biāo): 液性指數(shù)IL,定義 判別標(biāo)準(zhǔn),界限含水量 wP、wL ? 土中水形態(tài) 塑性指數(shù) Ip ? 吸附結(jié)合水的能力,定義 判別標(biāo)準(zhǔn),小 結(jié),第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,§1.1 土的形成 ? &#

39、167;1.2 土的三相組成 ?§1.3 土的物理狀態(tài) ?§1.4 土的結(jié)構(gòu)§1.5 土的工程分類§1.6 土的壓實(shí)性,§1.4 土的結(jié)構(gòu),土 的 結(jié) 構(gòu),土顆?；蛄F(tuán)的空間排列和相互聯(lián)結(jié),,,土粒間的作用力 粗粒土的結(jié)構(gòu) 細(xì)粒土的結(jié)構(gòu) 黏性土的結(jié)構(gòu)性指標(biāo),,,§1.4 土的結(jié)構(gòu),粗粒土的結(jié)構(gòu),粒間作用力：重力起決定性的作用。在非飽和土中，還受到毛細(xì)力的作

40、用排列形式：點(diǎn)與點(diǎn) 點(diǎn)與面,細(xì)土顆粒間的作用力,范德華力：接觸點(diǎn)處的分子引力，作用范圍為幾個(gè)分子的距離，是細(xì)粒土粘結(jié)在一起的主因庫(kù)侖力：顆粒表面的靜電引力或斥力，隨距離衰減的速度比范德華力慢膠結(jié)力：土粒間通過膠體連結(jié)在一起，作用力是化合鍵，具有較高的強(qiáng)度毛細(xì)力：土中毛細(xì)作用形成的力,土中細(xì)顆粒，比表面積大，重量輕，重力不起重要的作用，其他粒間力起主導(dǎo)作用：,§1.4 土的結(jié)構(gòu),&

41、#167;1.4 土的結(jié)構(gòu),,細(xì)粒土的結(jié)構(gòu),形成環(huán)境 粒間作用力 排列形式,淡水中沉積表面力、膠結(jié)力（粒間斥力占優(yōu)勢(shì))面與面,天然土通常不是單一結(jié)構(gòu)，可能是呈多種類型的綜合結(jié)構(gòu)。往往先形成團(tuán)粒,海水中沉積表面力、膠結(jié)力（斥力減小引力增加)邊、角與面邊、角與邊,示意圖,,§1.4 土的結(jié)構(gòu),反映黏性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo),靈敏度 觸變性,,,含水量不變，密度不變，因重塑而強(qiáng)度降低，又因靜置而逐漸強(qiáng)化，強(qiáng)度逐漸恢復(fù)的現(xiàn)

42、象，稱為觸變性。,§1.4 土的結(jié)構(gòu),反映黏性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo),土的觸變性是土結(jié)構(gòu)中聯(lián)結(jié)形態(tài)發(fā)生變化引起的，是土結(jié)構(gòu)隨時(shí)間變化的宏觀表現(xiàn)。目前尚沒有合理的描述土觸變性的方法和指標(biāo)。,,靈敏度 觸變性,,§1.4 土的結(jié)構(gòu),土顆粒或粒團(tuán)的空間排列和相互聯(lián)結(jié),,小 結(jié),第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,§1.1 土的形成 ? §1.2 土的三相組成 ?§1.3 土的物理

43、狀態(tài) ?§1.4 土的結(jié)構(gòu) ?§1.5 土的工程分類§1.6 土的壓實(shí)性,§1.5 土的工程分類,土的組成土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu),建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）分類法,水利部（SL237-1999）分類法,土的工程分類,目的： 便于調(diào)查研究； 便于分析評(píng)價(jià)； 便于交流 (基于共同的概念) 依據(jù)：最能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo) 要求：要有一定的邏輯性、系統(tǒng)性，

44、 綱目分明，簡(jiǎn)單易記，便于運(yùn)用,,,,§1.5 土的工程分類,巖石碎石土砂土粉土黏性土人工填土,土,建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范（GB50007-2002）,,§1.5 土的工程分類,建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002,巖石碎石土砂土粉土黏性土人工填土,,砂土,,§1.5 土的工程分類,巖石碎石土砂土粉土黏性土人工填土,,土,粉土黏性土,黏性土：塑性指數(shù)Ip&g

45、t;10的土,粉質(zhì)黏土：1017的土,,非活性黏土： A 1.25,粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于全質(zhì)量50%而塑性指數(shù)Ip?10的土,建筑場(chǎng)地基基礎(chǔ)規(guī)范GB50007-2002,特殊土,軟土：指沿海的濱梅相、三角洲相、溺谷相、內(nèi)陸平原或山區(qū)的河流相、湖泊相、沼澤相等主要由細(xì)粒士組成的孔隙比大、天然合水量高、壓縮性高和強(qiáng)度低的士層。包括淤泥、淤泥質(zhì)黏性土、淤泥質(zhì)粉土等。,人工填土：指由人類活動(dòng)而堆填的土。,濕陷性土：土體在

46、一定壓力下受水浸濕時(shí)產(chǎn)生濕陷變形量達(dá)到一定數(shù)值的土。,紅粘土：碳酸鹽巖系出露的巖石，經(jīng)紅土化作用形成并覆蓋于基巖上的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土。,膨脹土：粘粒成分主耍由親水性粘土礦物所組成的黏性土，具有吸水膨脹、失水收縮的特性。,風(fēng)化巖：指巖石在風(fēng)化營(yíng)力等作用下，使其結(jié)構(gòu)、成分、性質(zhì)等產(chǎn)生不同程度變異的巖石。,殘積土：巖石完全風(fēng)化后未經(jīng)好搬運(yùn)過的殘積物。,多年凍土：土的溫度等于或低于零攝氏度、含有固態(tài)水且這種狀態(tài)在自然界連續(xù)保持三年或三

47、年以上的土。,混合土：主要由級(jí)配不連續(xù)的粘粒、粉粒、礫粒和巨粒組組成。,鹽漬土：指易溶鹽含量大于0.5％，且具有吸濕、松脹等特性的土。,污染土：指由于外來的致污物質(zhì)侵入土體而改變了原生性狀的土。,§1.5 土的工程分類,水利部SL237-1999分類法,土顆粒組成及其特性 塑性指標(biāo)：液限、塑限、塑性指數(shù) 有機(jī)質(zhì)含量,土的分類,巨粒土和含巨粒土 粗粒土：礫類土、砂類土 細(xì)粒土：根據(jù)塑性圖分類 特殊土： 黃土、膨脹土、紅

48、黏土,分類依據(jù)：,第一章：土的物理性質(zhì)與工程分類,§1.1 土的形成 ?§1.2 土的三相組成 ?§1.3 土的物理狀態(tài) ?§1.4 土的結(jié)構(gòu) ?§1.5 土的工程分類 ?§1.6 土的壓實(shí)性 ?,,,,,,,土 的 形 成,土,巖石,風(fēng)化、搬運(yùn)、沉積,,地質(zhì)成巖作用,,土的組成、結(jié)構(gòu)和物理力學(xué)性質(zhì),過程、條件,,,§1.2土的形成 - 總結(jié),

49、,土體有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相,土的三相組成,固體顆粒土中水土中氣體,粒徑級(jí)配礦物成分顆粒形狀,結(jié)合水 ：強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水 自由水 ：重力水、毛細(xì)水,自由氣體封閉氣體,,,,§1.2土的三相組成 – 小結(jié),,物理性質(zhì)指標(biāo),§1.3 土的物理狀態(tài) – 總結(jié),,土的三個(gè)組成相的體積和質(zhì)量上的比例關(guān)系,定義,三相草圖法,§1.3 土的物理狀態(tài) – 總結(jié),粗粒土的密實(shí)狀態(tài)指標(biāo):

50、相對(duì)密度Dr,細(xì)粒土的稠度狀態(tài)指標(biāo): 液性指數(shù)IL,定義 判別標(biāo)準(zhǔn),界限含水量 wP、wL ? 土中水形態(tài) 塑性指數(shù) Ip ? 吸附結(jié)合水的能力,定義 判別標(biāo)準(zhǔn),,,物理狀態(tài)指標(biāo),,§1.4 土的結(jié)構(gòu) – 小結(jié),土顆粒或粒團(tuán)的空間排列和相互聯(lián)結(jié),,土的結(jié)構(gòu),,§1.5 土的工程分類,土的組成土的狀態(tài)土的結(jié)構(gòu),建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范- GB50007-2002分類法,水

51、利部SL237-1999分類法,目的： 便于調(diào)查研究； 便于分析評(píng)價(jià)； 便于交流 (基于共同的概念) 依據(jù)：最能反映土的物理力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo),,,土的工程分類,,§1.6 土的壓實(shí)性,室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)細(xì)粒土的壓實(shí)性粗粒土的壓實(shí)性,擊實(shí)曲線 最優(yōu)含水量 最大干密度 壓實(shí)功能 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),擊實(shí)曲線 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),,,土的壓實(shí)性,,,,作業(yè),,人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀