土力学及地基基础 第4版 课件全套 周宏 第1--10章 土的物理性质及工程分类--- 桩基础设计与施工.pptx

第1章土的物理性质及工程分类主要内容1.1土的成因与组成1.2土的物理性质指标1.3土的压实及最优含水量1.4土的物理状态指标及地基土（岩）的工程分类教学目标知道土的成因与组成，熟悉土的物理性质指标熟悉土的物理状态指标，能正确的对土进行分类重点土的组成土的物理性质指标土的压实及最优含水量土的物理状态指标及地基土（岩）的工程分类难点土的物理性质指标土的物理状态指标及地基土（岩）的工程分类1.1土的成因与组成1.1.1土的成因风化（物理、化学、生物）作用搬运沉积大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体（土）岩石破碎、化学成分改变岩石残积物坡积物主要成因类型洪积物冲积物图1-1河谷横断面图1.1.2土的组成在天然状态下，自然界中的土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。固体颗粒构成土的骨架，骨架之间贯穿着孔隙，孔隙中充有水和气体，因此，土也被称为三相孔隙介质。土的三相比例不同，土的状态和工程性质也不相同。若土位于地下水位线以下，土中孔隙全部充满水时，称为饱和土；当土中孔隙没有水时，则称为干土；土中孔隙同时有水和气体存在时，称为非饱和土（湿土）。固相液相土气相1．土的固体颗粒土的固体颗粒即为固相。土粒的大小、形状、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。自然界中的土都是由大小不同的土颗粒组成。土颗粒的大小与土的性质密切相关。粒径大小在一定范围内的土，其矿物成分及性质都比较相近。因此，可将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干粒组，各个粒组的性质随分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。我国习惯把土粒分为六大粒组:漂石(块石)、卵石（碎石）、圆粒（角砾）、砂粒、粉粒和黏粒。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（各个粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。表1-1粒组划分标准粒组名称粒组范围/mm一般特征漂石(块石)粒组200透水性很大，无黏性，无毛细水卵石（碎石）粒组20～200砾石粒组2～20透水性大，无黏性，毛细水上升高度不超过粒径砂粒粒组0.075～2易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，而压缩性增加；无黏性，遇水不膨胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大粉粒粒组0.005～0.075透水性小，湿时稍有黏性，遇水膨胀小，干燥时有收缩；毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象黏粒粒组0.005透水性很小，湿时有黏性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速度慢确定各个粒组相对含量的颗粒分析试验方法筛分法适用粗颗粒土，一般用于粒径小于等于60mm，大于0.075mm的土。它是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，然后计算占总土粒质量的百分数。试验器具密度瓶法适用于细颗粒土，一般用于粒径小于0.075mm的土粒质量占试样总质量的10%以上的土。密度瓶法颗粒粒径级配曲线图1-2颗粒级配曲线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）。颗粒级配的描述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2．土中水土中水与土颗粒之间的相互作用对土的性质影响很大，而且土颗粒越细影响越大。土中液态水主要有结合水和自由水两大类。（1）结合水：是指由土粒表面电分子引力吸附的土中水。（2）自由水：是指存在于土粒电场范围以外的水，自由水又可分为毛细水和重力水。3.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。受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大非封闭气体受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时封闭气体土的结构单粒结构蜂窝结构絮状结构1.1.3土的结构土的结构是指由土粒单元的大小、形状、表面特征、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。蜂窝状结构单粒结构a）疏松状态b）紧密状态絮状结构1.1.4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，二者都造成了土的不