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1、第一章 土的物理性质及工程分类,一、土的生成与特性,岩石,风化，剥蚀,水、风的搬运或就地沉积,物理风化：生成砂、砾等粗颗粒土。,化学风化：生成粘性土、粉质粘土等细粒土。,生物风化,1. 土的生成,2.土的结构和构造,三种结构形式,土的结构：土颗粒之间的相互排列和联结方式。,单粒结构,蜂窝结构,絮凝结构,（1）土的结构,（2）土的构造,土的构造 同一土层中土粒之间相互关系的特征。,类型,层状构造,分散构造,结核状构造,裂隙状构造,（3）工程性质,3.土的工程特性,压缩性高,强度低,透水性大,4.土的工程特性与生成条件的关系,搬运、沉积条件,沉积年代,沉积的自然地理环境,二、土的三相组成,颗粒：固
2、相,水：液相,气体：气相,1. 土的固体颗粒,原生矿物：物理风化产物，颗粒粗,次生矿物：化学风化产物，颗粒细,（1）土粒矿物成分,蒙脱石、伊利石、高岭石,（2）土颗粒的大小与形状,土的粒径分组,大小和形状,（3）土的粒径级配,筛分法,粒径大于0.075mm的土粒,密度计法,粒径小于0.075mm的土粒,用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数,筛分法,密度计法,不均匀系数,曲率系数,级配良好的土,且,级配曲线的绘制,例题 1.1 级配曲线和评价,某土样颗粒分析结果如下表所示，试绘出级配曲线，并确定该土
3、的CU和CC，以及评价该土的级配情况。,解：将表中数据制成级配曲线图如下。,级配曲线图,通过图上读到如下数据,2. 土中的水,3. 土中气体,自由气体,封闭气泡,三、土的物理性质指标,土颗粒,水,气 体,孔 隙,1. 土的物理性质的三项基本指标,(1) 土的密度和重度,测定方法,环刀法,灌水法,(2) 土粒比重,测定方法,比重瓶法,(3) 含水率,测定方法,2. 反映土的松密程度的指标,(1) 土的孔隙比,(2) 土的孔隙度（孔隙率）,3. 反映土中含水程度的指标,(1) 含水率,(2) 土的饱和度,砂土和粉土的湿度划分,4. 特定条件下的密度（重度）,(1) 土的干密度（重度）,干密度（重度
4、）越大，土越密实。,(2) 土的饱和密度（重度）,(3) 土的有效重度（浮重度）,5. 三相指标的换算,(1) 可令Vs 1(或Ws 1) (2) 根据指标的定义，用、w、Gs表示 其他的量，然后推导出来换算公式,返回,例题 1.2 三相指标,在某住宅地基勘察中，已知一个钻孔原状土试样结果为：土的密度1.8g/cm3,土粒比重Gs=2.7，土的含水率w=18.0%。求其余物理性质指标。,解：,以下求其余物理性质指标,四、土的物理状态指标,1. 无粘性土的密实度,（1）以孔隙比为标准,适于 级配相近的土。,（2）以相对密度为标准,（3）以标准贯入锤击数N为标准,锤 重：63.5kg,落 距：76
5、0mm,打入深度：300mm,2. 粘性土的物理状态指标,粘性土的软硬程度，即稠度。,液限测定方法,锥式液限仪,台式液限仪,塑限测定方法,（1）滚搓法,（2）液塑限联合测定法,缩限测定方法,收缩皿法,塑性指数,综合反映粘性土的特性及各类重要因素的影响，可用于粘性土和粉土的分类及其性质的评估。,液性指数,又称相对稠度，反映土的软硬程度。,活动度,塑性指数与土中胶粒含量百分数的比值，反映所含矿物活动性的大小。,灵敏度,原状土无侧限抗压强度与重塑土无侧限抗压强度之比。,触变性,受扰动而强度降低的粘性土，静置一定时间后，其强度可得到一定程度的恢复。,五、地基土的工程分类,目的,分类标准,以建筑地基基础
6、设计规范（GB500072002）为例。,1. 岩石,按坚硬程度,按风化程度,按岩石完整程度,2. 碎石土,土的粒径d2mm的颗粒含量超过全重50%的土。,分类依据,颗粒级配及形状,工程性质,密实度越高，工程性质越好。,3. 砂 土,粒径d2mm的颗粒含量不超过全重50%，d0.075mm的颗粒超过全重50%的土。,分类依据,颗粒级配及形状,密实度越高，工程性质越好。,4. 粉 土,塑性指数IP10且粒径d0.075mm的颗粒不超过全重50%的土。,密实的粉土为良好地基。饱和稍密的粉土地震时易发生液化，为不良地基。,5. 粘性土,IP10的土。其中， IP17称为粘土， 10IP17为粉质粘土
7、。,硬塑状态的粘性土为良好地基，流塑状态的粘性土为软弱地基。,6. 人工填土,由人类活动堆填形成的各类土。,素填土,压实填土,杂填土,冲填土,按堆积年代，还可分为老填土和新填土。,除压实填土性质较好外，通常人工填土的强度低，压缩性大，且分布不均匀，其中以杂填土性质最差。,7. 特殊土,性质特殊且对工程不利的土。,淤泥和淤泥质土,红粘土和次生红粘土,膨胀土,湿陷性黄土,给例题1.1所述的土命名,例题 1.3 土的名称,解： 由例题1.1已经知道其分布情况。 因为大于2mm的粒径含量为9，且大于0.075mm的 粒径含量多于50符合砂类土规定。,另外，大于0.25mm的颗粒含量大于50，为中砂。,又，Cu大于5，且Cc在13之间（级配良好）。 故，定为级配良好中砂。,