长安大学土力学知识点讲解(超级详细).pdf

长安大学岩土工程、防灾减灾及防护工程专业 基础知识点框架梳理及其解析 第一章 土的物理性质及工程分类 本章节包括6个知识点土的形成 （地质背景）、土的组成、级配 、土的结构特征 、土的物理状态指 标 、土的工程分类。其中必须掌握的知识点是2 个，土的物理性质及工程分类。要求掌握土的基本物理 性质指标的定义、应用及计算方法，熟悉土的工程分类。 基础阶段，复习时间是从5 月份至8月份，需要掌握的知识点是土的组成，土的三相比例指标，土的 物理特性及其指标，地基土的分类及分类依据。 在复习每一个知识点的过程中，首先要了解知识点，通过熟悉并分析理解教材内容，记忆相关的定义、 分类并掌握其内涵，结合自己生活实践经验并通过相关试验操作，深刻理解把握本章内容，熟悉相应知识 点，最后再通过本讲义如下内容对应的例题，从分析、解题、注意易错点到完成老师布置的作业完成相应 知识点的掌握过程。 本章知识点以记忆为主，要求概念明确清晰，内容要求深刻理解并掌握。 【知识点 】土的形成 （地质背景） 1 在土木工程中，土是指覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。地球表面的整体岩 石在大气中经受长期的风化作用而破碎后，形成形状不同、大小不一的颗粒。这些颗粒受各种自然力的作 用，在各种不同的自然环境下堆积下来，就形成通常所说的土。堆积下来的土，在很长的地质年代中发生 复杂的物理化学变化，逐渐压密、岩化最终又形成岩石，就是沉积岩或变质岩。因此，在自然界中，岩石 不断风化破碎形成土，而土又不断压密、岩化而变成岩石。这一循环过程，永无止境地重复进行着。 【知识点 】土的组成、级配 2 自然界的土体由固相 （固体颗粒）、液相 （土中水）和气相 （土中气体）组成，通常称为三相分散体 系。 1.土中的固体颗粒 ( 简称土粒 ) 的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的 重要因素。粗大土粒往往是岩石经物理风化作用形成的碎屑，或是岩石中未产生化学变化的矿物颗粒。 土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同 的影响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要。 漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是岩石的碎屑，它们的矿物成分与母岩相同。 砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如石英、长石和云母等。其中石英的抗化学风化能力强，在砂粒 中尤为多见。 粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和 MgCO 3 、 CaCO 3 等难溶盐的颗粒。 粘粒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 ( 如碳酸钙等 ) ，它们都是次 生矿物。粘土矿物的颗粒很微小，在电子显微镜下观察到的形状为鳞片状或片状，经 X 射线分析证明其 内部具有层状晶体构造。粘土矿物基本上是由两种原子层 ( 称为晶片 ) 构成的。一种是硅氧晶片，它的 基本单元是 SlO 四面体；另一种是铝氢氧晶片，它的基本单元是 Al— OH 八面体。由于晶片结合情况 的不同，便形成了具有不同性质的各种粘土矿物。其中主要有蒙脱石、伊利石和高岭石三类。除粘土矿物 外，粘粒组中还包括有氢氧化物和腐植质等胶态物质。 在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相 应地发生变化，土粒的大小及其组成情况，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。 表 7.1 提供的是最常用的土粒粒组的划分方法，表中根据界限粒径 200 、 60 、 2 、 0.075 和 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。 表 7.1 土粒粒组的划分方法 粒 组 名 称 粒径范围(mm) 一 般 特 征 漂石或块石颗粒 200 透水性很大，无粘性，无毛细水 卵石或碎石颗粒 ～ 200 60