《土的物理性质和工程分类.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土的物理性质和工程分类.ppt（72页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第二章 土的性质,土的物质组成,固态矿物颗粒,孔隙中的水,孔隙中的气体,气相,固相,液相,+,+,构成土骨架，起决定作用,重要影响,土体,次要作用,土颗粒的大小,粒度：土颗粒的大小（和矿物成分等因素有关）,粒径：和土颗粒体积相等的球体的直径。,粒组：将大小相近的土颗粒的粒径合并成组，称为粒组,问题：以下两种土，哪种土的工程地质特性较好？A、粒径基本一样的土B、粒径有大有小的土,级配：土样中各粒组的干土质量占土颗粒总质量的百分数,建筑地基基础设计规范中对砂土的划分,测定级配的试验方法,筛分法：适用于粒径大于0.075mm粗粒组。,沉降分析法：适用于粒径小于等于0.075mm细粒组。,7,筛分法,
2、用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数,8,沉降分析法：,d10小于某粒径的土颗粒的质量占土样总质量的10%，该粒径称为d10或有效粒径。,例：全班有70人，按成绩排名次，那么类比于土力学中的有效粒径，全班名次的d10，应该是（）,A、第8名 B、第7名C、第63名 D、第62名,d30小于某粒径的土颗粒的质量占土样总质量的30%，该粒径称为d30或连续粒径。,d60小于某粒径的土颗粒的质量占土样总质量的60%，该粒径称为d60或限制粒径。,例：某组有10人，按成绩排名次，那么类比于土力学中的连续粒
3、径和限制粒径，全组名次的d30，应该是（）全组名次的d60，应该是（）,工程中衡量级配的指标,不均匀系数：,曲率系数：,Cu反映了土的粒径变化范围的大小，Cu越大粒径变化范围越大，累计曲线越平缓。,Cc反映了介于d60与d10之间的中间粒径的含量情况，Cc越大累计曲线的曲率越大。,工程中若能同时满足：Cu5，且1Cc3的土，属于级配良好的土。,例：确定a、b两种土级配的好坏,【例】下图为某三种砂土A、B的颗粒级配曲线,试按地基规范分类法确定三种土的名称 图见下页,A土:从A土级配曲线查得,粒径小于2mm的占总土质量的67%，粒径大于2mm的占总土质量的33%,满足粒径大于2mm占总土质量25%
4、50%的要求,故此土应命名为砾砂,B土:粒径小于0.075mm占总土质量的42%,粒径大于0.075mm占总质量的58%此土应命名为粉砂,土中的矿物,原生矿物,次生矿物,在岩石风化过程中，发生物理变化保持了母岩的矿物成分和晶体结构如：石英、长石、云母、角闪石等,在岩石风化过程中，发生化学变化，而进一步形成的产物,次生矿物的主要代表是黏土矿物,黏土矿物,高岭石：亲水性差,蒙脱石：亲水性强，是钻孔用泥浆的主要成分。,伊利石：亲水性适中,土中的水,结合水,非结合水,强结合水,弱结合水,重力水,毛细水,试验可测,结合水：受分子引力、静电引力吸附于土颗粒表面的水。双电层理论,黏土颗粒带负电,毛细水：水会
5、因为毛细力作用，沿着 土颗粒之间形成的缝隙移动。,毛细水上升对地基、基础的影响见课本P11,土中的气体,封闭气体,游离气体,会降低土的透水性和使土不易压实，在长期压力作用下会有很大的内压力，会冲破土层造成意外沉陷,和大气相通，在受力时，气体能很快从孔隙中逸出，一般不影响土的性质。,土的物质组成,固态矿物颗粒,孔隙中的水,孔隙中的气体,三相比例示意图,土的基本物理指标,土的密度：单位体积土的质量,土颗粒的相对密度：土颗粒在温度为105110时烘至恒量的质量和同体积4的纯水质量之比,含水量：土中水的质量和土颗粒的质量之比,土的密度(density),土的容重(重度),=g,用于计算土的自重应力,单
6、位:kg/m3 或 g/cm3,单位:kN/m3,一般范围:1.602.20 g/cm3,定义:土单位体积的质量,表达式:,土粒相对密度,土粒比重一般范围:见课本P14,土粒比重在数值上等于土粒的密度,定义:土的质量与同体积4时纯水的质量之比（无量纲）,表达式:,土的含水量,定义:土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示,含水量能否超过超过100？,表达式:,饱和密度sat与饱和容重sat,定义：土中孔隙完全被水充满，土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量,定义：单位体积内土粒质量与同体积水质量之差,浮密度 与浮容重,【例】某饱和土样经试验测得体积为100cm3，饱和土质量为187g，烘干后干
7、土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密度sat，浮密度,【例】某饱和土样经试验测得体积为100cm3，饱和土质量为187g，烘干后干土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密度sat，浮密度,【例】某饱和土样经试验测得体积为100cm3，饱和土质量为187g，烘干后干土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密度sat，浮密度,饱和密度：土饱和时的密度,【思考】某非饱和土样经试验测得体积为100cm3，饱和土质量为187g，烘干后干土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密
8、度sat,干密度d,定义：土中空隙完全被空气充满时的密度,土的干密度是评价土密实程度的指标，干密度重越大表明土越密实，反之越疏松。常用它来控制填土工程的施工质量。,土的干密度是不是就是烘干以后土的密度？干密度是不是在数值上和土颗粒的相对密度相等？,【例】推导公式：,【例】已知某土样的体积为1000cm3，测得湿土质量为1.95kg，取质量为17.48g的湿土，烘干后质量为15.03g，计算含水量和干密度。,土中的孔隙含量指标,孔隙比：,孔隙率：,【例】推导公式：,饱和度表示土中含水程度的指标,无黏性土的密实度指标,孔隙比：孔隙比越大说明土越松散,相对密实度：相对密实度越大说明土越密实,标准贯入
9、锤击数：越大说明土越密实,孔隙比：孔隙比越大说明土越松散,但孔隙比不能反映级配,e=0.2,e=0.2,相对密实度：相对密实度越大说明土越密实。,emax和emin测定的数值和实际工程不符。地下水以下的砂土取原状土样比较困难。,【例】某砂土的密度为=1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相对密度2.68，经试验测得土样的最大干密度1.74g/cm3，最小干密度1.37g/cm3，求该砂土的相对密实度并判定其密实程度。,【例】某砂土的密度为=1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相对密度2.68，经试验测得土样的最大干密度1.74g/cm3，最小干密度1.37g/cm3，求该砂土的相对密实度
10、并判定其密实程度。,【例】某砂土的密度为=1.77g/cm3，含水量9.8%，土粒相对密度2.68，经试验测得土样的最大干密度1.74g/cm3，最小干密度1.37g/cm3，求该砂土的相对密实度并判定其密实程度。,属于密实砂土,【例】证明：,【例】证明：,标准贯入试验：用卷扬机将重63.5Kg的钢锤提升到760mm的高度，使其自由下落，锤击贯入器，记录贯入30cm所需锤击数,衡量黏性土的物理状态指标稠度,稠度：黏性土在某一含水量下对外力引起的变形或破坏的抵抗能力（反映了黏性土的稀稠、软硬程度）,黏性土在某种稠度时呈现出的状态，称为稠度状态。,缩限s,塑限P,液限L,液限L：液限是黏性土在极小
11、扰力作用下将发生流动的含水量,将缩限、塑限、液限称为界限含水量,缩限s,塑限P,液限L,塑限P：黏性土可以产生塑性变形的最小含水量,缩限s：从半固态向固体转变时，黏性土要不断的蒸发水分，体积要不断的缩小，直到体积不再缩小时土的界限含水量称为缩限。,对于不同的黏性土，用塑性指数和液性指数来衡量他们的稠度关系,塑性指数：液限和塑限的差值（省去%）,一种土塑性指数越大，表明该土的矿物成分吸水能力越强，从土颗粒来讲，土颗粒越小黏粒含量越高，比表面积越大，能吸附的弱结合水越多，塑性指数就越大,Ip10且粒径大于0.075mm的颗粒不超过总质量50%的土称为粉土,液性指数：表征了土的天然含水量和界限含水量
12、之间的相对关系，反映了土的软硬程度,某黏性土样的天然含水量=36.4%，液限L=41%，塑限P=26%，则该土的塑性指数为（）,A、0.15 B、15%C、15 D、10.4,该黏性土属于（）,A、粉质黏土 B、黏土 C、粉土 D、无法判定,岩土的工程分类,岩石,碎石土,砂土,粉土,黏性土,人工填土,岩石 按坚硬程度划分：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。,按完整程度划分：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。,碎石土,粒径大于2mm的颗粒含量大于50%的土属碎石土。根据粒组含量及颗粒形状，可细分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾、角砾。,碎石土的密实度根据标准灌入锤击数，可分为松散、稍密、中密
13、、密实。,砂土,粒径大于2mm的颗粒含量在50%以内，同时粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%的土属砂土。砂土根据粒组含量不同又分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类。,【例】某砂土的颗粒成分分析如下表所示：试判断砂土的类别,(1)、大于2mm粒径的土粒占全重9.4%，小于25%，故该土样不是砾砂。,(2)、大于0.5mm粒径的土粒占全重的(9.4+18.6)%=28%，未超过全重50%，故该土样不是粗砂。,(3)、大于0.25mm粒径的土粒占全重的(9.4+18.6+21)%=49%，仍未超过全重50%，故该土样也不是中砂。,(4)、大于0.075mm粒径的土粒占全重的(9.4+18.6
14、+21+36.5)=85.5%，已超过85%，故定名为细砂。,粉 土,粒径大于0.075mm的颗粒含量小于50%且塑性指数小于或等于10的土属于粉土,粉土含有较多的粒径为0.0750.005mm的粉粒，其工程性质介于黏性土和砂土之间,黏 性 土,粒径大于0.075mm的颗粒含量在50%以内，塑性指数大于10的土属粘性土。根据塑性指数的大小可细分为粘土和粉质粘土。,两种特殊的土,淤泥：其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于等于1.5的黏性土。,淤泥质土：其天然含水量大于液限、天然孔隙比小于1.5但大于等于1的黏性土,【例】已知某地基土层的粒径小于0.05mm的颗粒含量占总质量的50%，含水量=40
15、%，液限L=29%，塑限p=19%，天然孔隙比e=1.05，则该土的名称为（）13年国家二级注册结构工程师真题,A、粉砂,B、粉土,C、淤泥质粉土,D、淤泥质粉质黏土,【例】小于0.05mm的颗粒含量占总质量的50%，含水量=40%，液限L=28%，塑限p=19%，天然孔隙比e=1.05，则该土的名称为（）,粒径大于0.075mm的颗粒含量小于50%且塑性指数小于等于10的土属于粉土,小于0.05mm的颗粒含量占总质量的50%,大于0.05mm的颗粒含量占总质量的50%,大于0.075mm的颗粒含量小于总质量的50%,【例】小于0.05mm的颗粒含量占总质量的50%，含水量=40%，液限L=28%，塑限p=19%，天然孔隙比e=1.05，则该土的名称为（）,淤泥质土：其天然含水量大于液限、天然孔隙比小于1.5但大于等于1的黏性土,故该土应判定为：淤泥质粉土,人工填土：人类活动而堆填的土，如建筑垃圾、工业残渣废料、生活垃圾,
