2022年复习攻略 .pdf

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1、课程总览1、名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 2、 土的物理性质与工程分类1.土的生成与特性（1）土的生成工程领域土的概念：土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱，土和石没有明显区分。土的生成 : 岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。不同风化形成不同性质的土，有下列三种：1）物理风化：只改变颗粒大小，不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土（如块碎石

2、、砾石、砂土），为无粘性土。2）化学风化：矿物发生改变，生成新成分次生矿物。由化学风化生成土为细粒土，具有粘结力（粘土和粘质粉土），为粘性土。3）生物风化：动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。（2）土的结构和构造1）土的结构：土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。单粒结构：每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。蜂窝结构：单个下沉，碰到已下沉的土颗粒，因土粒间分子引力大于重力不再下沉，形成大孔隙蜂窝状结构。絮状结构：微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮，相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。小链之间相互吸引，形成大链环，称絮状结构。密实的单粒结构工程性质最好，蜂窝结构与絮状结构如被扰动

3、破坏天然结构，则强度低、压缩性高，不可用做天然地基。2）土的构造：同一土层中，土颗粒之间的相互关系。层状结构：由不同颜色或不同粒径的土组成层理，一层一层互相平行。分散构造：土粒分布均匀，性质相近，如砂与卵石层为分散构造。结核状构造 :在细粒土中混有粗颗粒或各种结核，属结核状构造。裂隙状构造：土体中有很多不连续的小裂隙。分散结构的工程性质最好，结核状取决于细粒土，裂隙状渗透性大，工程性质差。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - -

4、 - - 3） 土的工程特性：压缩性高、强度低、透水性大。2.土的三相组成土的三相组成是指土由固体矿物、水和气体三部分组成。（1）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）土粒的矿物成分原生矿物：由岩石经物理风化生成。次生矿物：母岩经化学风化生成的新矿物，它的成分成分与母岩的完全不同。2）土颗粒的大小和形状通过界限粒径（划分粒组的分界尺寸）将土颗粒划分为6个粒组：粘粒（小于 0.005）、粉粒（ 0.005,0.075）、砂粒（ 0.075，2）、圆砾(角砾)（2，60）、卵石 (碎石 )/（60，200）、漂石 (块石）（大于200mm）。通常粗粒土的

5、压缩性低、强度高、渗透性大。表面粗糙抗剪强度越高。3）土的颗粒级配粒径级配：土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数。筛分法：适用于砾石类和砂类土，0.075mm，主要设备为一套标准分析筛，孔径分别为20，10，5，2.0，1.0，0.5，0.25，0.075mm。密度计法：适用于粉土和粘性土，0.075mm，测定悬浊液读数。粒径级配曲线上：纵坐标10%所对应的粒径称为有效粒径；纵坐标为60%所对应的粒径称为限定粒径；与的比值称为不均匀系数，即不均匀系数为表示土颗粒组成的重要特征。当很小时曲线很陡，表示土均匀；当很大时曲线平缓，表示土的级配良好。曲率系数为表示土颗粒组成的又一特征，按下式计算：式

6、中为粒径级配曲线上纵坐标为30%所对应的粒径。砾石和砂土级配 5 且 =13为级配良好；级配同时满足这两个要求则为级配不良。（2）土中水土中液态水可分为自由水、强结合水、弱结合水。1）结合水强结合水：排列致密、定向性强；密度1g/cm3；冰点处于零下几名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 十度具有固体的的特性；接近固体，不传递静水压力；温度高于100C时可蒸发，粘土只含结合水时呈坚硬状态。弱结合水：位于强结合水之外，

7、电场引力作用范围之内；密度大；不传递静水压力（不应重力而移动）；有粘滞性。自由水：离土粒较远，位于电场引力范围外，排列散乱。重力水：位于地下水位以下，具有浮力作用，可从总水头较高处向较低处流动。毛细水：位于地下水位以上，受毛细作用上升，粉土中空隙小，毛细水上升高。2）气态水：水汽，影响不大。固态水 :0以下自由水发生冻胀。（3）土中气体土颗粒中没有被水填充的部分为气体。自由气体：与大气连通，压缩逸出，对工程无影响。封闭气体：与大气隔绝，加载缩小，卸载膨胀，使土的渗透性降低。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心

8、整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 3.土的物理性质指标通过习题 2.1进行全面讲解：工程地质勘查中某住宅取原状土做实验。用天平秤 50湿土质量为 95.15g，烘干后质量为 75.05g,土粒比重为 2.67。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、天然含水率、孔隙比、孔隙度和饱和度。解：已知：（1）土的三项基本物理性质指标（此三项均由实验室测定）1）土的密度和土的重度物理意义：为单位体积土的重量，。单位体积土所受的重力，即。表达式常见值：。测定方法：环刀法（粘性土和粉土），灌水法（卵石、砾石与原状砂）。2）土粒比重物理意义：土中固

9、体矿物的质量与同体积4时的纯水质量的比值。表达式：常见值：砂土 =2.652,69，粉土 =2.702.71,粘性土2.722.75，数值大小取决于矿物成分。测定方法：比重瓶法；经验法。3）土的含水率 （土的含水量是指土中水的质量与矿物质量之比）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 物理意义 :土体中水的质量与固体矿物质量的比值，用百分数表示。表达式：常见值：砂土，粘性土，粘性土呈坚硬状态。测定方法：烘箱法。在本题中

10、：天然密度：土中水的质量天然含水率：（2）特定条件下土的密度（重度）1）土的干密度和土的干重度物理意义：干密度为单位体积土的质量，。土的干重度为单位体积干土所受的重力，即。表达式常见值：。工程应用：干密度或干重度越大，表明土体越密实，表明工程质量越好。测定方法：环刀法，放射性同位素测试仪。2）土的饱和密度和土的饱和重度物理意义：孔隙中全部充满水时单位体积土的质量，。孔隙中全部充满水时单位体积土所受的重力，即。表达式常见值：。3）土的有效重度（浮重度）物理意义：地下水位以下土体单位体积土所受名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -

11、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 的重力扣除浮力。表达式常见值：。*有效密度：在本题中：干密度（重度）饱和密度（重度）：有效重度：（3）反映土的松密程度的指标1）土的孔隙比物理意义：土中孔隙体积与固体颗粒体积之比。表达式：常见值：砂土，粘性土确定方法：由实测值推算。2）土的孔隙度（孔隙率）物理意义：表示孔隙体积含量，土中空隙占总体积的百分比。表达式：常见值：确定方法：由实测值推算。在本题中孔隙比：孔隙度：（4）反映土中含水程度的指标1）含水率 (前已述 )2）土的饱和度名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -

12、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 物理意义：水在空隙中的充满程度。（土中水的体积与空隙体积的比称为饱和度）表达式：常见值：确定方法：由实测值推算。工程应用：砂土和粉土以饱和度分为稍湿（0.5）、很湿（ 0.50.8）、饱和（ 0.8）三类。在本题中：饱和度：延伸：各种密度和重度之间的大小关系规律总结：（1）当设时，（2）当设时，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - -

13、 - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - 4.土的物理状态指标（1）无粘性土的密实度1）孔隙比标准（同级配）2）相对密度标准：用指标可将土的密实程度分为：松散（1/3）中密（ 1/32/3）三种状态。3）贯入试验标准一种现场原位测试试验：63.5kg钢锤提升 76cm高度贯入 30cm所需锤击数 N，反映贯入阻力的大小，亦即密实度的大小，将土分为松散（N10）稍密（ 10N15）中密（ 15N30）。（2）粘性土的物理状态指标粘性土的主要物理特征并非非粘性土使用的指标，而是稠度（反映土粒间的联结强度随着含水率高低而变化的性质）。1）液限（ %）：粘性土

14、呈液态与塑态之间的分界含水率。测定方法：锥式液限仪；蝶式液限仪：2）塑限（ %）：粘性土半固态与塑态之间的分界含水率。测定方法：滚搓法；液塑限联合测定法3）塑性指数：液限与塑限的差值去掉百分数即为塑性指数。（例：液限 50，塑限 30，塑性指数 20）物理意义：反映液塑限区间的大小，大，表明液塑区间大，吸附结合水多，但仍处于可塑状态，说明该土的粘粒含量高或者矿物成分吸水能力强。工程应用：可作为粘性土与粉土定名的标准（下节叙述）。4）液性指数：天然含水率与塑限的差值和液限和塑限的差值之比，即物理意义：天然含水率靠近液限还是靠近塑限，反映土的软硬不同。工程应用：液性指数可以将土分为5中软硬不同的状

15、态：坚硬（1）。5）活动度 ：塑性指数与土中胶粒含量百分数的比值，物理意义：反映粘性土中所含矿物的活动性。根据活动度的大小可将土分为 3种：不活动粘土（ 0.75）、正常粘土 (0.751.25)。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 6）灵敏度：原状土的无侧限抗压强度与同一土经重塑后的无侧限抗压强度之比：物理意义：反映粘性土结构性的强弱。根据灵敏度的大小可将土分为 3类：高灵敏土（ 4）、中灵敏土 (24) 、低灵

16、敏土 (2) 。工程应用：保护基槽，利用触变性（粘性土的抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质）。5.土的渗透及渗流在水位差作用下，水透过土体空隙流动的现象称为渗透或渗流，土被水透过的性质称为渗透性，例如坝体渗流和基坑渗流。（1）层流渗流理论：（2）达西定律适用范围：达西定律适用于饱和砂土，层流，不适于紊流。（3）渗透系数及确定方法：室内常水头试验；透水性较差用变水头试验（4）影响渗透系数的因素：土粒大小与级配；土的密实度；矿物成分和结合水膜；土中封闭气体含量；土的结构构造；水温。6.土的动力特性（1）渗流力与临界水头梯度渗流力：单位土体中的土颗粒所受到的渗流作用力，又称动水力。临界水头梯度：发生流

17、砂或流土时的水头梯度为临界水头梯度。（2）渗透变形：渗透水流将土体细颗粒冲走、带走或局部土体产生移动导致的土体变形。流土：渗流作用下，局部土体表面隆起，或某一范围内土粒群同时发生悬浮、移动的现象。管涌：渗流作用下，土的细颗粒在粗颗粒形成的空隙中移动，以致流失，最终导致土体中形成贯通渗流通道，形成土体塌陷。7.地基土的工程分类（1）岩石：颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体称为岩石。（2）碎石土：土的粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土称为碎石土。（3）砂土：土的粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%且大于0.075mm的颗粒超过全重的 50% 。（4）粉土：塑性指数且粒径大于0.

18、075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - （5）粘性土：塑性指数。（6）人工填土：人类活动堆填形成的各类土。（7）特殊土：具有一定区域分布或工程意义上具有特殊成分、状态和结构特征的土。包括：软土、红粘土、膨胀土、多年冻土、盐渍土等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -