工程地质学教材.docx

风云三班豪华版考试重点——工程地质学 CUMT—aki 1.土的粒径级配 工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配。 颗粒级配累积曲线----土粒质量累计百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10。小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d30表示。当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时，该粒径称为限定粒径d60.不均匀系数：Cu=d60d10 曲率系数Cc：CC=d302d10d60 不均匀系数Cu反应大小不同粒组的分布情况。Cu越大表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好。 曲率系数Cc描写累积曲线的分布范围，反应曲线的整体形状。（1,3）级配良好。 2.颗粒级配的表示方法 表示方法：表格法、颗粒累计级配曲线法 3.土中水 土中水处于不同的位置和温度条件下，可具有不同的物理状态---固态、液态、气态。 （一）矿物成分水：矿物成分水存在于矿物晶体格架内。按其与结晶格架的牢固程度不同，又分为结构水、结晶水和沸石水。 （二）孔隙中的水 （1）液态水是土中孔隙水的主要存在状态，可分为结合水，毛细水，重力水。 1）结合水：特点：1、颗粒表面带有一定的电荷，由于静电作用力，形成双电层，双电层的厚薄液反应了结合水的厚薄。2、密度较大，粘滞度高，流动性差，冰点低，比热较大，介电常数较低。这种差异随距离增加而减弱。 强结合水： 1、排列致密、定向性强2、密度1g/cm 3、冰点处于零下几十度4、具有固体的的特性5、温度高于100°C时可蒸发 弱结合水：1、位于强结合水之外，电场引力作用范围之内2、作用下可以移动3、重力而移动，有粘滞性 2）自由水:在双电层影响以外的水为自由液态水，它主要受重力作用的控制，土粒表面吸引力居次要地位，这部分水称为非结合水，它包括毛细水和重力水。 毛细水: 1.毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。2. 毛细水按其与地下水面是否联系可分为毛细悬挂水 (与地下水无直接联系)和毛细水上升水与地下水相连两种。 重力水特点: 重力水是存在于地下水位以下的适水土层中的地下水。它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮力作用。重力水只受重力控制，不受土粒表面吸引力的影响。 毛细水是受毛细管作用控制的水，毛管直径愈细上升高度愈高。在常温下毛细上升高度hc与毛管半径r 有以下关系：hc=15/r 毛细区域内的水压力与一般静水压力的概念相同，它与水头高度非常hc成正比。负号表示拉力。自由水位以下为压力，自由水位以上，毛细区域内为拉力。颗粒骨架承受水的反作用力，因此自由水位以下。上骨架受浮托力，减小颗粒间的压力。自由水位以上，毛细区域内，颗粒间受压力，毛细压力呈倒三角形分布。弯液面处最大，自由水面处为零。 （2）气态水（3）固态水 4.颗粒密度ρs（比重Gs）ρs= ms/Vs 5.块体密度(岩石密度)－－岩块单位体积内的质量。与矿物组成、岩石的孔隙性及含水状态有关。 按试件含水状态分: 干密度(105～110°C,烘24h) ---ρd=msV 饱和密度----ρsat=msatV 天然密度----ρ=mV g/cm3 颗粒密度不包括孔隙，其大小只与矿物密度及其含量有关。块体密度，不仅与矿物组成有关，还与岩石的空隙性及含水状态密切相关。 7.粘性土的三种状态 1、固态或半固态----土中含水量低时，水都被颗粒表面的电荷紧紧吸着于颗粒表面，成为强结合水。强结合水的性质接近于固态，土表现为固态或半固态。 2、可塑状态----含水量增加，被吸附在颗粒周围的水膜加厚，土粒周围除强结合水外还有弱结合水，弱结合水不能传递静水压力，不能自由流动。但受力时可以变形，土体受外力作用可以被捏成任意形状而不破裂，外力取消后仍然保持改变后的形状 3、流动状态----当含水量继续增加，土中除结合水外，已有相当数量的水处于电场引力影响范围以外，成为自内水。这时土粒之间被自由水所隔开，土体不能原受任何剪应力，而呈流动状态。 可见，从物理概念分析，土的稠度实际上是反应土中水的形态。 土的特征含水量 土从某种状态进入另外一种状态的分界含水量 液性界限(WL)简称液限 土从塑性状态转变为液性状态时的含水量。 塑性界限(WP)简称塑限 土从半固体状态转变为塑性状态时的含水量。 9.典型的岩石应力曲线 连续加载 变形阶段 空隙压密阶段(OA)弹性变形阶段(AB) B点:弹性极限 微裂隙稳定发展阶段(BC) C点:屈服强度 非稳定发展阶段(CD) D点:峰值强度 破坏后阶段(DE) 全过程曲线?à前过程曲线 黏性 (viscosity): 物体受力后变形不能在瞬时完成，且应变速率随应力增加而增加的性质，称为粘性。