第二章 土的物理性质及工程分类

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2011年11月14日星期一 年 月 日星期一
①原生矿物 固相 构成 风化 程度 颗粒 大小 粗大， 粗大，呈块 物理 风化 状或粒状( 状或粒状(碎 石、砾石与 砂土的主要 成分) 成分) 特点及对工程性质、 特点及对工程性质、力学性 质的可能影响 性能稳定， 性能稳定，视颗粒大小与形 状对力学、工程性质的影响 状对力学、 不同。例如，级配良好， 不同。例如，级配良好，土 粒不均匀，则该土的密度、 粒不均匀，则该土的密度、 强度大，压缩性低， 强度大，压缩性低，透水性 差。
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二、土中水 ㈠、土中液态水：存在于土中的液态水有结合水和自由水两种。 ㈠、土中液态水：存在于土中的液态水有结合水和自由水两种。 土中液态水
（扩散层） 扩散层） （固定层） 固定层）
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⒈结合水：是电场范围内的水。 结合水：是电场范围内的水。
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3、颗粒级配累计曲线： 颗粒级配累计曲线：
注：若曲线陡，表示土粒均匀，级配不良；反之，曲线 若曲线陡，表示土粒均匀，级配不良；反之， 平缓，表示土粒不均匀，级配良好。 平缓，表示土粒不均匀，级配良好。
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B 、蜂窝结构
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主要由粉粒( 主要由粉粒(0.02～0.005㎜)组成的土的结构形式，在水中单个 ㎜ 组成的土的结构形式， 下沉，碰到已沉积的土粒， 下沉，碰到已沉积的土粒，由于土粒间的分子引力大于颗粒 自重，则下沉土粒被吸引，不再下沉， 自重，则下沉土粒被吸引，不再下沉，形成很大孔隙的蜂窝 结构。 结构。
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三、土的工程特性 1、压缩性高 、 2、强度低 、 3、透水性大 、 四、土的生成与工程特性的关系 1、搬运、沉积条件 、搬运、
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通常流水搬运沉积的土优于风力搬运沉积的土。 通常流水搬运沉积的土优于风力搬运沉积的土。 2、沉积年代 、 通常土的沉积年代越长，土的工程性质越好。 通常土的沉积年代越长，土的工程性质越好。 3、沉积的自然地理环境 、 自然地理环境的不同所生成的土的工程性质差异很大。 自然地理环境的不同所生成的土的工程性质差异很大。
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根据累计曲线，可确定两个定量指标： 根据累计曲线，可确定两个定量指标： A、不均匀系数： 、不均匀系数：
d 60 Cu = d10
B、曲率系数： 曲率系数：
d Cs = d10 ⋅ d 60
2 30
式中d 式中d60、d30、d10分别相当于小于某粒径土重量累计百分 含量为60%、30%及10%对应的粒径，分别为限制粒径、 含量为60%、30%及10%对应的粒径，分别为限制粒径、中 60% 对应的粒径 值粒径和有效粒径，对于同一种土，d60>d30>d10。 值粒径和有效粒径，对于同一种土，
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A 、单粒结构
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粗大土粒在水和空气中下沉， 粗大土粒在水和空气中下沉，而形成的全部由砂粒及更粗大土 粒组成的土具有该结构，分为两种：疏松单粒结构， 粒组成的土具有该结构，分为两种：疏松单粒结构，骨架不稳 定，易变形，未经处理不易做地基；紧密单粒结构，土粒排列 易变形，未经处理不易做地基；紧密单粒结构， 紧密，强度较大，压缩性较小，是良好的天然地基。 紧密，强度较大，压缩性较小，是良好的天然地基。
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二、土的构造: 土的构造
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1 、概念 是指同一土层中，土颗粒之间相互关系的特征。 概念: 是指同一土层中，土颗粒之间相互关系的特征。 2 、主要有如下构造类型 主要有如下构造类型: ①、层状构造：土层由不同颜色、不同粒径的土组成层理，是 层状构造：土层由不同颜色、不同粒径的土组成层理， 细粒土的一个重要特征。 细粒土的一个重要特征。 ②、分散结构：土层中土粒分布均匀，性质相近，如砂、卵石 分散结构：土层中土粒分布均匀，性质相近，如砂、 层等具有该种构造。 层等具有该种构造。 结核状构造：在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核， ③、结核状构造：在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核，工程上 性质取决于细粒土成份，如含砾石的冰绩粘土。 性质取决于细粒土成份，如含砾石的冰绩粘土。 ④、裂隙状构造：土中有很多不连续的小裂隙，有的硬塑或坚 裂隙状构造：土中有很多不连续的小裂隙， 硬状态的粘土为此构造。 硬状态的粘土为此构造。
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C 、絮状结构
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由粘粒(<0.005mm)集合体组成的结构形式， 由粘粒(<0.005mm)集合体组成的结构形式，粘粒在水中 (<0.005mm)集合体组成的结构形式 长期悬浮， 长期悬浮，并在水中运动时形成小链环状的土集粒而下 沉，这种小链环被吸引，形成大链环状的絮状结构。 这种小链环被吸引，形成大链环状的絮状结构。
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第二章 土的物 理性质及分类
概述Leabharlann 土的 组成土的 三相 比例 指标
无粘 性土 的密 实度
粘性 土的 物理 特征
土的 分类 标准
地基 土的 工程 分类
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第一节 概述
一、土的生成 1.概念：土是地壳表面的岩石风化后产生的碎屑堆积物。 概念：土是地壳表面的岩石风化后产生的碎屑堆积物。 概念 风化 注： ①、岩石 土 压缩固结、 压缩固结、 胶结硬化 ②目前土主要是指第四纪土。 目前土主要是指第四纪土。 2、风化作用分为：物理风化 、风化作用分为： 化学风化 生物风化 原生矿物 次生矿物 有机质（或腐殖质） 有机质（或腐殖质）
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㈡ 、土的粒径级配 1.颗粒级配（粒度成分）： 1.颗粒级配（粒度成分）： 颗粒级配 土中颗粒大小及搭配组合情况。 土中颗粒大小及搭配组合情况。 2.测定方法： 2.测定方法： 测定方法 ①、d>0.075mm时，采用筛分法; 0.075mm时 采用筛分法; 0.075mm时 采用比重计法； ②、当 d<0.075mm时，采用比重计法； ③、当土中同时含有大于和小于0.075mm的土颗粒时，应采 当土中同时含有大于和小于0.075mm的土颗粒时， 0.075mm的土颗粒时 用两种方法联合测定。 用两种方法联合测定。
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二、土的结构与构造 土的结构: (一) 、土的结构: 概念:指土粒相互排列的特征和粒间的联结能力。 1 、概念:指土粒相互排列的特征和粒间的联结能力。 土的结构类型与特征: 2 、土的结构类型与特征: ①、土的结构类型有：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。 土的结构类型有：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。 注：以上三种结构的工程性质逐渐降低，依次为最好、次 以上三种结构的工程性质逐渐降低，依次为最好、 之、最差。 最差。 ②、特征： 特征：
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指紧靠土粒表面的结合水膜， ①、强结合水 ：指紧靠土粒表面的结合水膜，是不因重力作 用变化的固态水，其特点是： 用变化的固态水，其特点是： A、没有溶解盐的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成 、没有溶解盐的能力，不能传递静水压力， 蒸汽时才能移动。 蒸汽时才能移动。 B、只含有强结合水的土表现为固态。 、只含有强结合水的土表现为固态。 ②、弱结合水：紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜。其 弱结合水：紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜。 特点是： 特点是： A、不能传递静水压力，水膜较厚的向较弱的缓慢移动。 、不能传递静水压力，水膜较厚的向较弱的缓慢移动。 B、当土中含有弱结合水时，土是半固态的可塑状态，即是 、当土中含有弱结合水时，土是半固态的可塑状态， 粘性土具有可塑性的机制所在。 粘性土具有可塑性的机制所在。
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③有机质（或腐殖质） 有机质（或腐殖质）
固相 构成
风化 程度
颗粒 大小
特点及对工程性质、 特点及对工程性质、力学性 质的可能影响
生物 有机质 风化 细粒和胶态
亲水性强大，有大量的有机 亲水性强大， 质是不良的地基。 质是不良的地基。
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3、评定方法： 评定方法： 表示土粒大小的均匀程度， 土粒越不均匀， ①、Cu表示土粒大小的均匀程度， Cu↑，土粒越不均匀， 级配良好。适应于对级配连续的土进行判断。 级配良好。适应于对级配连续的土进行判断。 一般情况 的土看作是均粒土， 下，工程上把Cu <5的土看作是均粒土，级配不良； Cu 工程上把C <5的土看作是均粒土 级配不良； ＞10的土是非均粒土，级配良好。 10的土是非均粒土，级配良好。 的土是非均粒土 ②、 对级配不连续的土，则采用Cu、 Cc两个指标进行判断。 对级配不连续的土，则采用C 两个指标进行判断。 当砾类土或砂类土同时满足C ≥5和 =1~3时 当砾类土或砂类土同时满足Cu ≥5和Cc =1~3时，级配良 好。 之间的某粒组） 注：级配不连续指缺乏中间粒组（ d60、与d10之间的某粒组） 级配不连续指缺乏中间粒组（ 的土，累计曲线呈台阶状。 的土，累计曲线呈台阶状。