土力学未加粗.docx

第一节土的组成与结构组成第一章 土的工程性质及分类土的物理性质概述土：是指岩石风化后形成的碎散的，覆盖于地表的，由矿物颗粒和岩石碎屑组成的堆积体。 土的三相 固相 液相 气相一、土的固相土的颗粒级配工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配 试验方法 比重计法:适用于d＜0.075mm 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度 曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况d10、d30、d60小于某粒径的土粒含量为10%、 30%和60%时所对应的粒径Cu愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土； Cu＞10的土视为级配良好的土 对于砾类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，定名为良好级配砂或良好级配砾 2.土粒的矿物成分 矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用二、土中的水 土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水结合水：强结合水，弱结合水 自由水：毛细水，重力水三、土中气体 土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体土的构造 土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造，§1.2 土的物理性质指标一、土的三相图（很重要）二、直接测定指标 土的密度ρ：单位体积土的质量 工程中常用重度?来表示单位体积土的重力 2.土粒相对密度Gs（土粒比重）：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比3.土的含水量ω：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示测试方法：烘干法三、换算指标 孔隙比e ：土中孔隙体积与土粒体积之比孔隙率n ：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示土的饱和度Sr ：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示。饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr=0,饱和土Sr=100%。砂土根据饱和度分为三种状态: Sr≤50%稍湿； 50％＜Sr≤80%很湿； Sr＞80%饱和不同状态下土的密度和重度饱和密度ρsat ：土体中孔隙完全被水充满时的土的密度 干密度ρd ：单位体积中固体颗粒部分的质量 浮密度ρ? ：土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差指标间换算见书P23表格【例】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度Gs为2.66，求该土样的含水量ω、密度ρ、重度? 、干重度?d 、孔隙比e、饱和重度?sat和有效重度?? §1.3 土的物理状态指标一、无粘性土的密实度土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。1.孔隙比e 2.相对密实度DrDr≤1/3疏松状态 1/3＜Dr≤2/3疏密状态 2/3＜Dr≤1密实状态 二、粘性土的稠度 1.稠度是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力,是粘性土最主要的物理状态特征 P262.塑性指数IP是液限和塑限的差值(省去%)，即土处在可塑状态的含水量变化范围3.液性指数IL是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比 §1.4 土（岩）的工程分类§1.5 土的压实性1.击实试验有轻型和重型两种。2.影响土压实性的因素，含水量、击实功能、土的种类和级配等3.土料的最大干密度和最优含水量不是常数。 第二章 土的渗透性与渗透问题§2.1 达西定律试验结论：水在土中的渗透速度与试样的水力梯度成正比达西定律(P51 2-9)适用于层流，不适用于紊流§2.2 渗透系数及其确定方法一、渗透试验（室内）1.常水头试验————整个试验过程中水头保持不变 适用于透水性大（k10-3cm/s）的土，例如砂土。2.变水头试验————整个试验过程水头随时间变化 适用于透水性差，渗透系数小的粘性土二、影响渗透系数的因素1.土粒大小与级配 2.土的密实度3.水的动力粘滞系数 4.土中封闭气体含量三、成层土的渗透系数通过整个土层的总渗流量qx应为各土层渗流量之总和§2.3 渗透力与渗透变形一、渗透力和临界水力坡降 1.渗透力——渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力2.临界水力坡降———使土体开始发生渗透变形的水力坡降二、渗透变形1.流土——在渗流作用下，局部土体表面隆起，或某一范围内土 粒群同时发生移动的现象 流土发生于地基或土坝下游渗流出逸处，不发生于土体内部。开挖基坑或渠道时常遇到的流砂