第一章 土的物理性质及工程分类1.ppt
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第1章引例1.1概述1.2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1.3.1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(d>0.074mm的土)沉降法(比重计法或移液管法):105.02.01.00.50.250.1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。100100粒径级配累积曲线及指标的用途:粘粒:211.3.2土中水(液相)1.结合水土中毛细现象1.3.3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。1.4土物理性质指标1.三相草图1.4.2三个基本物理性指标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:γγdγsatγ’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】1.5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。1.5.1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1.6.2粘性土的塑性指数和液性指数注意:仅适用于重塑土1.6.3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1.7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10:301.8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自然界连续保持三年或三年以上的土。自然条件改变时,产生冻胀、融陷、热融滑塌.细粒土按塑性图分类三、例题分析本章小结