王铁行-第一章土的物理性质与工程分类.ppt

土的结构 第一次课小结： 1.1 土的生成与特性 风化作用：物理、化学、生物 土的结构：单粒、蜂窝、絮状 土的构造：层状、分散、结核状、裂隙状 土的工程性质：压缩性高、强度低、透水性大 1.2 土的三相组成 固体颗粒：原生矿物、次生矿物、腐殖质 土颗粒的大小与形状：粒径、粒组 土的粒径级配：土中各粒组的相对含量，用百分数表示 粒径分析方法：试验----筛析法、密度计法 粒径级配曲线：累积曲线 特征指标：不均匀系数Cu——判定土的不均匀程度 曲率系数Cc ——判定土的连续程度 换算的基本思路： 假定已知 ，将三相简图中各相的质量和体积全部用 表示 然后根据其他五个指标（ ）的定义求解其表达式 按坚固程度划分 饱和单轴抗压强度 按风化程度划分 结构构造、矿物色泽 按完整程度划分 完整系数：岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方 强度大，压缩性小，渗透性大，为优良地基 §1.2 土的三相组成 – 土中水 - 强结合水： 具有固体的特性，不传递静水压力 100℃不蒸发 排列致密，密度1.2~2.4g/cm3 具有很大的粘滞性、弹性和抗剪强度 - 弱结合水： 不传递静水压力，呈粘滞体状态 在外力作用下可移动，密度1g/cm3 具有塑性、粘性，影响土的压缩性和强度 土中水 – 结合水 结合水：受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动的水 粘土 颗粒 - - - - - - - - - - - - - - - - - + + + + 电分子力 d 水分子 阳离子 强结合水 弱结合水 自由水 距土粒表面的距离 §1.2 土的三相组成 – 土中水 毛细水：由于土体孔隙的毛细作用升至自由水面以上的水。毛细水承受表面张力和重力的作用 重力水：自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土中自由流动 土中水 – 自由水 自由水：不受颗粒电场引力作用的孔隙水 hc 毛细水 重力水 §1.2 土的三相组成 – 土中水 1.2.3 土中气体 自由气体：与大气连通连通的气体对土的性质影响不大 封闭气体：被土颗粒和水封闭的气体其体积与压力有关。会增加土的弹性；阻塞渗流通道，降低渗透性 溶解在水中的气体 吸附于土颗粒表面的气体 §1.2 土的三相组成 – 小结 土体有三个组成部分：固相、液相和气相 小 结 固体颗粒 土中水 土中气体 粒径级配 矿物成分 颗粒形状 结合水 ：强结合水、弱结合水 自由水 ：重力水、毛细水 气态水 固态水 自由气体 封闭气体 物理性质指标 土的三相在体积和质量上的比例关系 密实程度 干湿程度 …… 特点: 指标概念简单，数量很多 要点： 名称、概念或定义、符号、表达式、 单位或量纲、常见值或范围、联系与区别 基本方法: 三相草图法 §1.3 土的三相比例指标 空气 Air 三相草图 水 Water 固体 Solid ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 §1.3 土的三相比例指标 物理量关系: 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质 量 Va Vw Vs Vv V 体 积 三相草图 物性指标是比例关系: 可假设任一参数为1 §1.3 土的三相比例指标 定义：土单位体积的质量 表达式： 单位：kg/m3 或 g/cm3 一般范围：1.60~2.20 g/cm3 测定方法：环刀法；灌水法 土的密度? 空 气 水 固 体 ma=0 mw ms m 质 量 Va Vw Vs Vv V 体 积 相关指标: 土的容重 ?=?g 单位: kN/m3 工程上更常用, 用于计算土的自重应力 1.3.1 土的三项基本物理指标 §1.3 土的三相比例指标 定义：固体矿物的质量与同体积 4?C时纯水质量的比值 表达式： 单位: 无量纲 一般范围：粘性土 2.70~2.75；砂土 2.65~2.69 测定方法：比重瓶法；经验法 土粒比重Gs =1.0 g/cm3 土粒比重在数值上等于土粒的密度 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 §1.3 土的三相比例指标 定义：土中水的质量与土粒质 量之比，用百分数表示 表达式： 单位: 无量纲 一般范围：砂土 0%~40%；粘性土20%~60% 测定范围：烘箱法 注意: 其实是含水比,可达到或超过100％ 土的含水率