模块2土的物理性质及工程分类.ppt

Soil Mechanics and Foundation Engineering;第2章;引例;2.1 概述;2.2 土的成因;生物风化;土是由固体颗粒、水和气体组成的三相分散体系。 ;气相;2.3.1 土的固体颗粒(固相);1. 颗粒级配;表述方法：粒径级配累积曲线;筛分法：;筛分法（d0.074mm的土）;沉降法（比重计法或移液管法） :;10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 ;粒径(mm); 为了定量的反映土的级配特征，工程中常用以下两个级配指标来评价土的级配优劣。;100;100;粒径级配累积曲线及指标的用途：;粘粒:;;2.3.2 土中水(液相);1.结合水;土中毛细现象;2.3.3 土中气体(气相);土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结; 粒间作用力; 粒间作用力; 颗粒形状;2.土的构造： 是指土体中各结构单元之间的关系，主是从宏观角度研究土的组成，其主要特点是土的成层性和裂缝性。;2.4 土物理性质指标;1.三 相 草 图;2.4.2 三个基本物理性指标 ;3.土粒比重(土粒相对密度); ;2.饱和重度 定义：土的孔隙中全部充满水时单位体积土的重量。 公式： 单位：kN/m3 换算公式：;3.浮重度(有效重度) 定义：地下水位以下，土体受水的浮力作用时，扣除水的浮力后单位体积土的重量。 公式： 单位：kN/m3 换算公式： ;4.孔隙比e和孔隙率n;反映土的密度指标有五个： γ γd γsat　γ’　ds;常用的物理性质指标间的换算关系;【例1】某一原状土样，经试验测得的基本指标值如下：重度 ,含水量 ，土粒比重 。试求孔隙比 、孔隙率 、饱和度 、干重度 、饱和重度 以及浮重度 。;【例2】; 2.5 无粘性土的密实度; 密实状态：有较高的强度和较低的压缩性，是良好的建筑物地基； 松散状态：尤其是尤其是细砂和粉砂不仅强度低，且水稳定性很差，容易产生流砂、液化等工程事故。;2.5.1碎石土的密实度;Dr = 0 最松状态 Dr? 0.33 疏松状态 0.33 Dr? 0.67 中密状态 Dr 0.67 密实状态 Dr = 1 最密状态;——按标准贯入实验确定;0;界限含水量的测定方法;2、塑限ωp;测试仪器;2.6.2 粘性土的塑性指数和液性指数;注意：仅适用于重塑土;2.6.3 黏性土的灵敏度和触变性;含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为触变性。 土的触变性是土的结构联结形态发生变化引起的，是土微观结构随时间变化的宏观表现。;引例;2.7土的渗透性 ;达西定律:在层流状态的渗流中，渗透速度v与水力坡降i的一次 方成正比，并与土的性质有关 渗透系数k:反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为水力坡 降i＝1时的渗流速度，单位： cm/s, m/s, m/day 渗透速度v:土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想渗流速度;土类; 土的性质 水的性质;对粘性土，影响颗粒的表面力 不同粘土矿物之间渗透系数相差极大，其渗透性大小的次序为高岭石伊里石蒙脱石 ；当粘土中含有可交换的钠离子越多时，其渗透性将越低 塑性指数Ip综合反映土的颗粒大小和矿物成份，常是渗透系数的参数;是单位土体中孔隙体积的直接度量 对于砂性土，常建立孔隙比e与渗透系数k之间的关系，如：;影响孔隙系统的构成和方向性，对粘性土影响更大 在宏观构造上，天然沉积层状粘性土层，扁平状粘土颗粒常呈水平排列，常使得k水平﹥k垂直 在微观结构上，当孔隙比相同时，凝聚结构将比分散结构具有更大的透水性;水的动力粘滞系数： 温度?，水粘滞性?，k? 饱和度（含气量）： 封闭气泡对k影响很大，可减 少有效渗透面积，还可以堵 塞孔隙的通道;基本类型 ;流土：在向上的渗透作用下，表层局部范围内的土体或颗粒群同时发生悬浮、移动的现象。任何类型的土，只要水力坡降达到一定的大小，都可发生流土破坏;坝体;; 10：30;2.8 土的压实原理 ;粘性土在最优含水量时，压实到最大干密度;3.压实能量 人工：能量小，水分润滑，最优含水量较大而得到的最大干重度却较小。 机械：能量大，当填土压实程度不足时，改用大的压实能量补夯，达到所要求的密度。 ;目的：;1、岩石;2、碎石土;3、砂土;4、粉土;按沉积年代分类;1. 软土 ;2. 人工填土 ;--- 土体在一定压力下受水浸湿时产生湿陷变形量达到一定数值的土。 ;--- 土的温度等于或低于摄氏零度，含有固态水且这种状态在