第一节土的物理性质.ppt

第一章：土的组成l1-1概述概述概述概述l一、一、工程地质基础知识工程地质基础知识：l（一）土与岩石的概念l1、土：是岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积作用形成的第四纪沉积物。l2、岩石：造岩矿物集合体l3、基岩：地壳的岩石。l4、覆盖土：覆盖于基岩上的各类土的总称。l（二）风化概念l 物理和化学风化l（三）不同成因形成的土l残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、l海积土、风积土和冰积土 l二、三相体系二、三相体系l1.固相：土颗粒l2.液相：土中水l3.气相：土中气l三、土的特点：三、土的特点：l1.联结强度弱l2.孔隙多，透水性强l3.土的压缩变形大、承载力低l4.土的种类多、性质变化大 1-21-2土的固体颗粒土的固体颗粒l1-2-1土的粒度成分l（一）土的粒度成分l1.粒度、粒组l（1）粒径：土粒外接圆直径l（2）粒组：按适当的粒径范围、性质相近划分的组别。l（3）六大粒组的划分：漂石（块石）、卵石（碎石）、圆粒（角粒）、砂粒、粉粒、粘粒。详见书P12。l2.土的颗粒分析(也称粒度成分）：土中各个粒组的相对含量。l（1）实验方法：lA.筛分法：适于粒径小于等于60大于0.075的颗粒。lB.沉降分析法（颗分法）：包括比重计法和移液管法。适于粒径小于0.075的颗粒。l（2）表示方法：lA.表格法lB.绘图法：级配曲线 l3.级配曲线的特性：l（1）定性分析：曲线越陡，粒径大小相差不多，土颗粒较均匀，级配不良。曲线越缓，粒径大小相差多，土颗粒不均匀，级配良好。l（2）定量分析指标：界限粒径：划分粒组的分界尺寸。lA.不均匀系数CU：CU=d60/d10l标准：CU10，级配良好；CU5，级配不良。lB.曲率系数CC：CC=（d30）2/d10 d60l标准：CU 5且 CC=1-3，级配良好。l（3）应用：l填方工程为获得较大密实度，l从而提高地基承载力和稳定性，l减少压缩量，应采用级配良好的土。1-3土中水和气土中水和气1-3-1土中水土中水 粘土颗粒表面带有负电荷（一）结合水（吸附水）（一）结合水（吸附水）指受电分子引力吸附于土粒表面的水。l1.强结合水（吸着水）l紧靠土粒表面的结合水膜，为固定层中的水。l特性：没有溶解盐的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动，性质接近于固体。粘性土仅含强结合水时，呈固体状态。l2.弱结合水（薄膜水）l 紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜，为扩散层中的水。l特性：不能传递静水压力，较厚的结合水膜能向邻近较薄的水膜移动，性质接近于固体。粘性土含较多弱结合水时，土具有可塑性，对粘性土性质影响很大。l（二）自由水l 存在于土粒表面电场影响范围以外的水。l特性：性质和正常水一样，能传递静水压力，有溶解能力。l1.1.重力水重力水：存在于地下水位以下透水层中的地下水，对土粒有浮力作用。对基坑开挖及地下工程建设有不利影响。l2.2.毛细水毛细水：存在于地下水位以上透水层中的地下水，分为毛细上升水毛细上升水（与地下水相连，几乎充满了全部孔隙）、毛细网状水毛细网状水（位于中部，地下水位下降时存在于较细孔隙中）和毛毛细悬挂水细悬挂水（与地下水无直接联系，是地表水渗入形成的，悬挂在土颗粒之间）。l毛细压力毛细压力（假粘聚力）：沿着毛细弯液面的切线方向迫使相邻土粒挤紧的压力。土在侵水及完全干燥条件下不存在。对建筑防潮、冻胀、盐渍土形成有重要影响。l1-3-2 土中气土中气l1.1.与大气连通的气体与大气连通的气体：外力作用下，极易排出，对土的性质影响不大。l2.2.与大气隔绝的封闭气泡与大气隔绝的封闭气泡：外力作用下，封闭气泡易溶于水，外力卸除后，溶解的气泡又重新释放出来，迫使土的弹性增加，透水性减小。对土的性质影响较大。l对于淤泥和泥炭等有机质（动植物残骸）土，由于微生物的分解作用，在土中积蓄了硫化氢、甲烷等可燃气体，使土层在自重作用下长期得不到密实，易形成高压缩性土层，所以应控制地基土的有机质含量。1-5土的结构和构造 一、结构 指土在生成过程中所形成的土粒空间排列及联结形式。1.单粒结构：粗大颗粒在水中或空气中下沉而形成的，土粒间没有联结或联结非常微弱。为碎石及砂粒的结构特征。密实状态为良好天然地基。2.2.蜂窝结构蜂窝结构：当土粒间的分子引力大于土的重力时，土粒下沉受阻，逐渐形成链环状单元，多个链环连起来，便形成大孔隙的蜂窝结构。为粉粉粒粒的结构特征。在较高水平荷载和动力荷载作用下，将破坏其结构，导致严重地基沉降。l3.3.絮状结构絮状结构：对粘粒或胶粒，其重力很小，不因自重而下沉，长期悬浮在水中，形成二级蜂窝结构。土粒间联结强度随固结作用和胶结作用而增强，为粘粒粘粒的结构特征。（二）土的构造：指（二）土的构造：指同一土层中的物质成同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互的各部分之间的相互关系特征。关系特征。1.1.层理构造：包括水层理构造：包括水平和交错层理。平和交错层理。2.2.裂隙构造：降低强裂隙构造：降低强度和稳定性，增大透度和稳定性，增大透水性，对工程不利。水性，对工程不利。3.3.包裹物和孔洞：包裹物和孔洞：造成土的不均匀性。造成土的不均匀性。