文档介绍：工程地质学
Engineering Geology
(适用专业:土木工程)
主讲教师:何书
教学单位:资环学院
2010年4月
第四章土的工程性质与分类
§ 土的组成与结构、构造
§ 土的物理力学性质及指标
§ 土的工程分类
§ 土的成因类型特征
§ 特殊土的主要工程性质
§ 土的组成与结构、构造
土的定义:岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,在原地或经过不同的搬运方式,在各种地质环境中形成的堆积物。
土的组成:
a. 固体矿物颗粒
b. 水及其中的溶
解物质、气体。
岩石的风化
一、土的粒度成分
土颗粒构成土的骨架主体,性质稳定与变化小;
土颗粒大小与矿物成分决定土的工程性质。
1、土的粒度成分:
粒组:界于一定粒径(颗粒直径)范围内的土粒;
粒度成分(颗粒级配):不同粒组颗粒的相对含量;
比表面:单位体积所具有的土粒的总表面积。
土粒粒组的划分
粒组名称
粒径范围(mm)
一般特征
漂石或块石颗粒
>200
透水性强
无粘性
无毛细作用
卵石或碎石颗粒
200~20
圆粒或角粒
(20~2)
粗
20~10
透水性大
无粘性
毛细水上升高度不超过粒径大小
中
10~5
细
5~2
砂粒
(2~)
粗
2~
易透水
无粘性
松散
毛细水上升高度小于1m
中
~
细
~
极细
~
粉粒
(~)
粗
~
透水性弱;湿时有粘性;饱和时易流动;毛细水上升高度大;动荷下能液化(水析)
细
~
粘粒
<
几乎不透水;湿时有粘性;可塑;遇水膨胀;毛细水上升高度大
1、粒度成分对土工程性质影响的实质:
组成土的颗粒大小影响,土体颗粒大小影响土颗粒的比表面积:
天然土中不同大小颗粒的组成矿物类型不同,直接影响土的工程特性:
2、粒度分析方法及应用
1) 颗分试验——筛分法与比重计法
——颗粒级配曲线———
粒径d(mm)
0
10
50
30
40
20
100
60
70
80
90
100
90
50
70
60
80
0
40
30
20
10
大于某粒径的含量(%)
小于某粒径的含量(%)
1
2
2)几个指标:
有效粒径d10: 小于某粒径的土粒重量累计百分数为
10%时,相应的粒径。
限定粒径d60:小于某粒径的土粒重量累计百分
数为60%时,相应的粒径。
不均匀系数cu: d60与d10之比。
cu愈大,则土粒愈不均匀,曲线平缓,易得到较
小的空隙比。
cu小于5的土为均匀土,大于10的土为不均匀土,
级配良好
: (d30) 2/ (d10 * d60 )
cc=1~3的土为不均匀土,级配良好;
cc>1或<3,粒度不连续
3、矿物成分
原生矿物: 主要为石英、长石、角闪石、云母等,是组成卵石、砾石、砂粒等的主要成分。
——特点:颗粒粗大、物化性质稳定,对土的工程性质的影响取决于颗粒形状、坚硬程度等因素
不溶水次生矿物:主要为粘土矿物、次生石英、氧化物等。特点:
——高度分散状态,很高的表面能、亲水性、膨胀性和压缩性。
可溶岩类和易分解矿物:主要为***化物、钠盐等。
——特点:遇水溶解。
有机质:主要为生物残骸。
——特点:遇水溶解强度显著降低。
三、土中水
土中水
结合水
非结合水
液态水
固态水
气态水
毛细水
重力水
吸着水(强结合水)
薄膜水(弱结合水)