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1、土的组成与构造,土随着生成环境、物质成分、形成年代的不同，工程特性也复杂多变。生成不同性质的土体，如软土、黄土、填土等。因此在建筑物设计前，必须充分了解、研究建筑场地土(岩)层的工程地质条件并作出正确的评价。 由于土是以矿物颗粒组成骨架的松散颗粒集合体（松散体介质），必须通过专门的土工试验技术进行研究。,基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础。地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。,地基与基础示意图（二）,二、土的三相组成及土的结构,2.1 土的固体颗
2、粒（固相）2.2 土中水和气2.3 土的结构与构造,一、绪 论,1、基本概念,形成过程形成条件,物理力学性质,影响,土矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。,搬运、沉积,风化,2.1 土的固体颗粒（固相骨架）,图2.1 土的三相组成示意图,土的三相,水（液态、固态）气体固体颗粒（骨架）,土骨架间布满相互贯通的孔隙，这些孔隙有时完全被水充满，称为饱和土。有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；有时也可能完全充满气体，称为干土。,（1）土颗粒的矿物成分,固体颗粒构成土的骨架，其大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土物理力学性质的重要因素。土的矿物成分主要取决于母岩的成分及其所经受的风化作
3、用、搬运及沉积作用。土的固体颗粒物质成分有两大类： 原生矿物。指物理风化产生的粗颗粒矿物，具有原来岩石的矿物成分。常见的有长石、石英、云母等。次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物。它们颗粒细小，呈片状，是粘性土固相的主要成分。,（2）土颗粒粒组,土粒的大小称为粒度。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。,表格法表示的粒组划分,巨大的漂石,粘土,细砂,粗砂,碎石,卵石,（3）土的颗粒级配,颗粒级配：土中各粒组的相对含量，以各粒组重量与土粒总重量比值的百分数表示。 要了解天然土颗粒的组成情况，不仅要了解土颗粒的大小，而且要了解各种颗粒所占的比例。因为在自然界很难遇到单一
4、粒组所组成的土，绝大多数都是由几种粒组混合组成。颗粒级配的表示方法：土的颗粒级配曲线（图2.5）。颗粒级配好坏的评定方法： 颗粒级配曲线形态直观判断：曲线平缓表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好（如图2.5曲线B）；反之，则颗粒均匀，级配不良（图2.5曲线A、C）。,图2.5 土的颗粒级配曲线,（续）,计算土的不均匀系数Cu和曲率系数Cc，来反映土颗粒级配的不均匀程度。可以定量说明问题。 式中: d60颗粒含量小于60的粒径； d10颗粒含量小于10的粒径； d30颗粒含量小于30的粒径；,（续）,不均匀系数Cu 反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数Cc 描述了级配曲线分布的整体形态：
5、当Cu 5且Cc=13 时，级配良好；反之，级配不良。,（4）颗粒分析试验,颗粒分析试验：确定土中各个粒组相对含量的方法。 筛分法。适用于粒径大于0.1mm的粗粒土。用一套标准筛（筛子孔径分别为60、40、20、10、7、5、2、1、0.5、0.25、0.1、0.075mm），将分散了的有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。 密度计法和移液管法。适用于粒径小于0.1mm的细粒土。,筛分法就是用一套标准筛子如孔直径(mm)：20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075，将烘干且分散了的有代表性的试样
6、倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。,105.02.01.00.50.250.1,200g,10161824223872,P%958778665536,筛分法原理图,筛分法,2.2 土中水和气,（1）土中水的存在形态,土中水,液态水,自由水,结合水,气态水,强结合水,弱结合水,固态水(内部结晶水、结合水),重力水,毛细水,图2.6 土颗粒吸附水示意图,基本概念,固态水又称矿物内部结晶水或内部结合水，是指存在于 土颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水。结合水指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个
7、大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。自由水存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。它的性质与普通水一样，能够传递静水压力，冰点为0，有溶解盐类的能力。 自由水按所受作用力的不同，又可分为重力水和毛细水两种。,基本概念,重力水存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外的水，因为在本身重力作用下运动，故称为重力水。毛细水受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中自由水（图2.7所示）。 土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。,图2.7 土中毛细水升高示意图,（2）土中气体,土中的气体存在于孔
8、隙中未被水所占据的部位。 在粗颗粒的沉积物中常见到与大气相连通的空气，它对土的工程性质影响不大。 在细颗粒中则存在与大气隔绝的封闭气泡含气体的土称为非饱和土。,单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态,密实状态,疏松状态,2.3 土的结构与构造,一、土的结构,絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构,蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构,二、土的构造,层状构造：土粒在沉积过程中，由于不同的地质作用和沉积环境条件，大体相同的物质成分和土粒大小在水平方向沉积成一定厚度，呈现成层特征。,结核构造：在细粒土中明显掺有大颗粒或聚集的结合体，贝类等杂物。,裂隙构造：土层中存在的各种裂隙，如黄土层中存在的柱状裂隙。裂隙面是土中软弱结构面，浸水后裂隙张开，工程性质更差。,
