第3章002土的物理性质及工程分类.ppt

土的三相组成及其结构与构造 一、土的固相 筛分法 比重计法 颗粒粒径级配曲线 颗粒级配的描述 二、土中的水 三、土中气体 四、土的结构 五、土的构造 3.3 土的三相指标 一、土的三相图 三、换算指标 四、指标间的换算 五、例题分析 3.４ 土的物理状态指标（特征指标） 一、无粘性土的密实度 二、粘性土的稠度 3.５ 土（岩）的工程分类 一、分类的目的和原则 二、分类体系与方法 ３.公路桥涵地基土的分类与公路路基土的分类 分类属于材料工程系统分类体系 根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024—85)规定：碎石土的分类与《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)相同，砂土和黏性土的分类有所不同,见课本表2-26,2-27。 公路路基土的分类则依据《公路土工试验规程》(JTJ051—93)进行，并参照《土的分类标准》(GBJ145—90)将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土等四大类，具体规定见图表2-11,2-12,2-13,2-14， 巨粒土、粗粒土按粒度成分分类,细粒土按塑性图分类。 三、例题分析 ３.６ 土的力学性质与指标 土的击实性 二、填土的击实特性 【例】下图为某三种土A、B、C的颗粒级配曲线,试按《地基规范》分类法确定三种土的名称 【解答】 A土:从A土级配曲线查得,粒径小于2mm的占总土质量的67%、粒径小于0.075mm占总土质量的21%,满足粒径大于2mm的不超过50%,粒径大于0.075mm的超过50%的要求,该土属于砂土； 又由于粒径大于2mm的占总土质量的33%,满足粒径大于2mm占总土质量25%～50%的要求,故此土应命名为砾砂 B土:粒径大于2mm的没有,粒径大于0.075mm占总土质量的52%,属于砂土。按砂土分类表分类,此土应命名为粉砂 C土:粒径大于2mm的占总土质量的67%,粒径大于20mm的占总土质量的13%,按碎石土分类表可得,该土应命名为圆砾或角砾 在试验室内通过击实试验研究土的压实性。击实试验有轻型和重型两种。 击实筒 护筒 击锤 导筒 轻型击实试验适用于粒径小于5mm的土，击实筒容积为947cm3，击锤质量为2.5kg。把制备成一定含水量的土料分三层装入击实筒，每层土料用击锤均匀锤击25下，击锤落高为30.5cm 重型击实试验适用于粒径小于40mm的土，击实筒容积为2104cm3，击锤质量为4.5kg，击锤落高为45.7cm 。分五层击实，每层56击。根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度 一、土的击实试验 * 长江大学 * 土 固相 液相 气相 土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质 土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响 1.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，粒组的划分见表.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 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm 比重计法:适用于d＜0.075mm 用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数 利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量 纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(对数坐标） 工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度 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 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 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 原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同 次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同 例：石英、云母、长石等 特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点 例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易膨胀的特点 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 1.结合水 强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着