复习攻略(一).docx

课程总览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、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。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=1~3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100°C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，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。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=2.65~2,69，粉土=2.70~2.71