土的物理性质和工程分类.ppt
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1、第二章 土的性质,土的物质组成,固态矿物颗粒,孔隙中的水,孔隙中的气体,气相,固相,液相,+,+,构成土骨架,起决定作用,重要影响,土体,次要作用,土颗粒的大小,粒度:土颗粒的大小(和矿物成分等因素有关),粒径:和土颗粒体积相等的球体的直径。,粒组:将大小相近的土颗粒的粒径合并成组,称为粒组,问题:以下两种土,哪种土的工程地质特性较好?A、粒径基本一样的土B、粒径有大有小的土,级配:土样中各粒组的干土质量占土颗粒总质量的百分数,建筑地基基础设计规范中对砂土的划分,测定级配的试验方法,筛分法:适用于粒径大于0.075mm粗粒组。,沉降分析法:适用于粒径小于等于0.075mm细粒组。,7,筛分法,
2、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,8,沉降分析法:,d10小于某粒径的土颗粒的质量占土样总质量的10%,该粒径称为d10或有效粒径。,例:全班有70人,按成绩排名次,那么类比于土力学中的有效粒径,全班名次的d10,应该是(),A、第8名 B、第7名C、第63名 D、第62名,d30小于某粒径的土颗粒的质量占土样总质量的30%,该粒径称为d30或连续粒径。,d60小于某粒径的土颗粒的质量占土样总质量的60%,该粒径称为d60或限制粒径。,例:某组有10人,按成绩排名次,那么类比于土力学中的连续粒
3、径和限制粒径,全组名次的d30,应该是()全组名次的d60,应该是(),工程中衡量级配的指标,不均匀系数:,曲率系数:,Cu反映了土的粒径变化范围的大小,Cu越大粒径变化范围越大,累计曲线越平缓。,Cc反映了介于d60与d10之间的中间粒径的含量情况,Cc越大累计曲线的曲率越大。,工程中若能同时满足:Cu5,且1Cc3的土,属于级配良好的土。,例:确定a、b两种土级配的好坏,【例】下图为某三种砂土A、B的颗粒级配曲线,试按地基规范分类法确定三种土的名称 图见下页,A土:从A土级配曲线查得,粒径小于2mm的占总土质量的67%,粒径大于2mm的占总土质量的33%,满足粒径大于2mm占总土质量25%
4、50%的要求,故此土应命名为砾砂,B土:粒径小于0.075mm占总土质量的42%,粒径大于0.075mm占总质量的58%此土应命名为粉砂,土中的矿物,原生矿物,次生矿物,在岩石风化过程中,发生物理变化保持了母岩的矿物成分和晶体结构如:石英、长石、云母、角闪石等,在岩石风化过程中,发生化学变化,而进一步形成的产物,次生矿物的主要代表是黏土矿物,黏土矿物,高岭石:亲水性差,蒙脱石:亲水性强,是钻孔用泥浆的主要成分。,伊利石:亲水性适中,土中的水,结合水,非结合水,强结合水,弱结合水,重力水,毛细水,试验可测,结合水:受分子引力、静电引力吸附于土颗粒表面的水。双电层理论,黏土颗粒带负电,毛细水:水会
5、因为毛细力作用,沿着 土颗粒之间形成的缝隙移动。,毛细水上升对地基、基础的影响见课本P11,土中的气体,封闭气体,游离气体,会降低土的透水性和使土不易压实,在长期压力作用下会有很大的内压力,会冲破土层造成意外沉陷,和大气相通,在受力时,气体能很快从孔隙中逸出,一般不影响土的性质。,土的物质组成,固态矿物颗粒,孔隙中的水,孔隙中的气体,三相比例示意图,土的基本物理指标,土的密度:单位体积土的质量,土颗粒的相对密度:土颗粒在温度为105110时烘至恒量的质量和同体积4的纯水质量之比,含水量:土中水的质量和土颗粒的质量之比,土的密度(density),土的容重(重度),=g,用于计算土的自重应力,单
6、位:kg/m3 或 g/cm3,单位:kN/m3,一般范围:1.602.20 g/cm3,定义:土单位体积的质量,表达式:,土粒相对密度,土粒比重一般范围:见课本P14,土粒比重在数值上等于土粒的密度,定义:土的质量与同体积4时纯水的质量之比(无量纲),表达式:,土的含水量,定义:土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示,含水量能否超过超过100?,表达式:,饱和密度sat与饱和容重sat,定义:土中孔隙完全被水充满,土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量,定义:单位体积内土粒质量与同体积水质量之差,浮密度 与浮容重,【例】某饱和土样经试验测得体积为100cm3,饱和土质量为187g,烘干后干
7、土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密度sat,浮密度,【例】某饱和土样经试验测得体积为100cm3,饱和土质量为187g,烘干后干土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密度sat,浮密度,【例】某饱和土样经试验测得体积为100cm3,饱和土质量为187g,烘干后干土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密度sat,浮密度,饱和密度:土饱和时的密度,【思考】某非饱和土样经试验测得体积为100cm3,饱和土质量为187g,烘干后干土质量为167g。求该土样的含水量、密度、重度、土粒相对密度ds,饱和密
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