文档介绍：第1章土的物理性能及工程分类
土的三相组成
土的结构与构造
土的三相比例指标度
土的状态指标
地基岩、土的工程分类
第一节土的三相组成
一、土的固体颗粒
土的固体颗粒是土的三相组成中的主体,是决定土的工程性质的主要成分。
(1)原生矿物:石英、长石、云母—砾石和砂
(2)次生矿物:粘性土
(3)腐植质
基本概念:粒组、粒度
粘
粉
砂
砾
卵
漂
2
60
200
巨粒
粗粒
细粒
(1)定义: 工程中常用土中各粒组的相对含量(各粒组占土粒总质量的百分数)来表示土的粒度,称为土的颗粒级配。
(2)粒径分析方法
筛分法(d>)
密度计法(d<)
(3)颗粒级配的表示方法
表示方法:表格法、颗粒累计级配曲线法
10-2
2-
-
<
A
0
99
1
0
B
0
66
30
4
C
44
56
0
0
颗粒级配曲线:
曲线平缓,表示粒径相差悬殊,颗粒分布范围很大,粒径不均匀,孔隙被小颗粒填充,级配良好;相反,曲线陡直,表示颗粒分面范围小,粒径相差不大,均匀,级配差。如果土中缺失某一粒径范围的土粒,曲线上会出现局部水平段,粒径不连续,级配不好。
工程上为了定量反映土的级配特征,常用两个指标:
不均匀系数: 曲率系数:
不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况,其值越大,表示粒径分布越不均匀,土级配越好。曲率系数反映曲线的整体形状,其值太大或太小,表示可能缺失中间粒径,级配不连续,级配差。工程实践表明,如果只用一个指标评定土的颗粒级配情况是不够的,应该把和两项指标结合起来才比较完善。当时称为级配良好的土,若不能同时满足上述两个条件,称为级配不良的土。
二、土中水
(1)结合水
强结合水、弱结合水(可塑性)
(2)自由水
重力水(浮力)、毛细水(沼泽、盐渍)
(3)气态水
(4)固态水(冻胀和融陷)
三、土中气体
土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。
(1)自由气体:
(2)封闭气体:增大土的弹性和压缩性,降低透水性。
第二节土的结构与构造
一、土的结构是指土颗粒的大小、形状、相互排列及其联结关系的综合特征。
土的结构一般分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种类型。
单粒结构是由砂粒或更粗大的颗粒在水和空气中沉积形成。颗粒较大,颗粒间几乎没有联结。单粒结构土的紧密程度随其沉积条件的不同而异,若土粒沉积速度较快,往形成松散的单粒结构。这种结构的土,孔隙大,骨架不稳定,当受到振动或其他外力作用时,土粒容易发生相对移动,产生很大的变形,这种土未经处理一般不宜作为建筑物地基。当土粒沉积缓慢,则形成密实的单粒结构,由于土粒排列紧密,强度高,压缩性小,是较好的天然地基,
蜂窝结构主要由粉粒在水中沉积形成的结构形式。~,碰到已沉积的土粒,由于它们之间的相互引力大于其重力,则下沉的土粒被吸引不再下沉,依次一粒粒被吸引,形成具有很大孔隙的蜂窝结构。
絮状结构是由粘粒(粒径≤)集合体组成的结构形式。粘粒在水中处于悬浮状态,不会因单个颗粒自重而下沉,这种土粒在水中运动,相互碰撞吸引逐渐形成小链环状而下沉,碰到另一小链环时相互吸引形成孔隙很大的絮状结构。
具有蜂窝结构和絮状结构的土,颗粒间存在大量微细孔隙,其压缩性大,强度低,透水性弱。又因土粒之间的联结较弱且不稳定,在受扰动力作用下,土的天然结构受破坏,土的强度会迅速降低,但土粒之间的联结力也会由于长期的压密作用而得到加强。
二、土的构造
土的构造是指同一土层中颗粒或颗粒集合体相互间的特征。一般可分为层理构造、分散构造和裂隙构造三种。
层理构造是细粒土的一个重要特征。这是由于不同阶段沉积物的成分、颗粒大小及颜色等不同,而使竖向呈现成层的特征。常见的有水平层理和交错层理,并常出现夹层、尖灭及透镜体等。
分散构造是指颗粒在其搬运和沉积过程中,经过分选的卵石、砾石、砂等因沉积厚度较大而不显层理的一种构造。分散构造的土接近理想的各向同性体,土层中各部分的土粒无明显差别,分布均匀,各部分性质比较接近,如图1-4所示。
裂隙构造是因土体被各种成因形成的不连续的小裂隙切割而成的一种构造,在裂隙中常充填有各种盐类和沉积物,如图1-5所示。不少坚硬和硬塑状态的粘性土具有此种构造。裂隙将破坏土的整体性,