土力学 第三章 土的物理性质和分类.ppt

第三章 土的物理性质及分类 3.1 土的三相组成 ?粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和MgCO3、CaCO3等难溶盐的颗粒； 3.1 土的三相组成 3.1 土的三相组成 3.1 土的三相组成 3.1 土的三相组成 3.2 土的物理性质指标 3.2 土的物理性质指标 3.2 土的物理性质指标 3.2 土的物理性质指标 1.土的干重度γd 2.土的饱和重度γsat 3.2 土的物理性质指标 3.2 土的物理性质指标 3.2 土的物理性质指标 3.2 土的物理性质指标 3.3 土的物理状态指标 无粘性土的密实度 无粘性土的密实度 无粘性土的密实度 粘性土的物理特征 粘性土的物理特征 粘性土的物理特征 粘性土的物理特征 3.5 地基土（岩）的工程分类 IP 粘粒含量 蒙脱石 高岭石 伊理石 蒙脱石 粘粒含量 IP IP与矿物成分的关系 二、粘性土的塑性指数和液性指数 1.塑性指数IP： P L p I w w - = （省去%） IP表示土处于可塑状态的含水量范围大小。它与颗粒粗细、矿物成分和水中离子成分的浓度有关。 土颗粒越细且含量越多，则比表面越大，土的结合水含量越高， IP越大。当水中高价阳离子浓度增加时，土粒表面吸附的反离子层厚度变薄结合水含量相应减少， IP也小；反之， IP变大。 IP与矿物成分的关系（如下图）。 2.液性指数IL IL是反映粘性土软硬状态的指标。 流动状态; 可塑状态; 固态。 粘性土软硬状态的划分 三、粘性土的灵敏度和触变性 天然状态的粘性土当受扰动后，其强度降低、压缩性增大。土的结构性对强度的这种影响，可用灵敏度 衡量： 根据灵敏度将饱和粘性土分为：低灵敏 中灵敏 和高灵敏 三类。 触变性：饱和粘性土当受扰动后，其强度降低，但当扰动停止后，强度又随时间增大，这种特性称为触变性。 qu,q’u—原状、重塑试样的无侧限抗压强度 地基土（岩）分类的任务是根据分类用途和土（岩）的各种性质的差异将其划分为一定的类别。下面介绍（岩）土的工程分类： 本节的分类方法为《地基规范》分类法。 一、岩石 1、定义：颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。 ⑴ 按坚固性分为：硬质岩石、软质岩石。 ⑵ 按岩石风化程度分为：微风化、中等风化、强风化。 ⑶ 按成因分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。 3.1 土的三相组成 3.2 土的物理性质指标 3.3 土的物理状态指标 3.4 土的压实性 3.5 地基土（岩）的工程分类 本节主要内容：阐明组成土的三相（固体颗粒、水、气）的特性及其与工程性质的关系。 一、土的固体颗粒 1.土粒的矿物成分 1）原生矿物：母岩经物理风化而成,eg.石英、云母、长石；其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多矿物颗粒。 2）次生矿物：母岩经化学风化而成，如eg.高岭石、伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物颗粒。主要是粘土矿物。D0.005mm ?漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其矿物成分与母岩相同； ?砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云母、长石； 2. 土颗粒的大小和形状 在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒组成的，土的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。因此可将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒组，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。常用200、20、2、0.075、0.005mm把土粒分为六大粒组:漂石(块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、圆砾（角砾）颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。见下表。 3.1 土的三相组成 ?粘土的矿物成分主要有粘土矿物、氧化物、氢氧化物和各种难溶盐类，它们都是次生矿物。 20 20 3.1 土的三相组成 3. 土的颗粒级配（粒径级配） 土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。 用途：这是决定无粘性土工程性质的主要因素。用它作为确定土的名称和选用建筑材料的重要依据。 4. 粒径分析方法 颗分试验：（1）筛分法：粒径0.075mm。 （2）比重计法或移液管法：粒径0.075mm。 颗分曲线：根据颗分试验成果，可以绘制颗粒级配曲线。如下图。 3.1 土的三相组成 3.1 土的三相组成 级配良好的判别： 由曲线的坡度大致可判别土的均匀程度，如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差