第二章土的物理性质及工程分类资料_图文

发布于:2021-04-17 21:39:23

第二章 土的物理性质 及工程分类 2020/5/24 1 2.1.1 土的生成 由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震 等引起的物理力使岩体崩解、碎裂的过程 量 物理风化 岩石 搬运沉积 大小、 形状和 成分都 不相同 的松散 颗粒集 合体 土 化学风化 生物风化 量质 岩体与空气、水和各种水溶液相互作用使岩 石成分发生变化,形成粘粒和可溶盐的过程 2020/5/24 由动物、植物和人类活动对岩体的破坏 称生物风化。 2 2.1.2 土的结构和构造 土的 结构 微观结构 (土的结构) 指土粒的原位集合体特征,是由土粒单元的大 小、矿物成分、形状、相互排列及联结关系, 土中水性质及孔隙特征等形成的综合特征。 宏观结构 (土的构造) 是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近 的各部分之间的相互关系的特征,表征了土层 的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征。 2020/5/24 3 土的种类 1.单粒结构:粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落 形成的单粒结构,其特点是土粒间存在点与点的接触。根 据形成条件不同,可分为疏松状态和密实状态 密实状态 2020/5/24 疏松状态 4 2.蜂窝结构:颗粒间点与点接触,由于彼此之间引力大于重力,接触后,不 再继续下沉,形成链环单位,很多链环联结起来,形成孔隙较大的蜂窝状结构 蜂窝结构 絮状结构 3.絮状结构:细微粘粒大都呈针状或片状,质量极轻,在水中处于悬浮状态。 当悬液介质发生变化时,土粒表面的弱结合水厚度减薄,粘粒互相接近,凝 2聚02成0/5絮/24状物下沉,形成孔隙较大的絮状结构 5 土的构造 土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征 是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造,二者都 造成了土的不均匀性 1.层状构造:土体由不同颜色或不同的粒径的土组成层 理,一层一层互相平行。 2.分散构造:颗粒均匀、性质相近。砂、卵石等 3.结核状构造:细料土中混有粗颗粒。 4.裂隙构造:土体被许多不连续的小裂隙所分割,在裂 隙中常充填有各种盐类的沉淀物 2020/5/24 6 2.1.3 土的工程性质 1. 压缩性高 2. 强度低 3. 透水性大 2020/5/24 7 2.2 土的三相组成 质量m 气 mw —土中水质量 水 m mw ms ms —土粒质量 土粒 Vs V Vw Va Vv 体积V Va —土中气体积 Vw —土中水体积 Vs —土粒体积 m ms mw Vv Vw Va (土的总质量) (土中孔隙体积) V Vs Vw Va 2020/5/24 (土的总体积) 8 1. 固体+气体(液体=0)为干土,粘土呈坚硬状态 2. 固体+液体+气体为湿土,此时粘土多为可塑状态 3. 固体+液体(气体=0)为饱和土。 此时松散的粉细砂或粉土遇强烈地震,可能产 生液化;粘土地基受建筑荷载作用发生沉降,有 时需几十年才能稳定。 2020/5/24 9 土粒的矿物成分 1. 原生矿物:物理风化 2. 次生矿物:化学风化 3. 腐殖质:土的压缩性增大,有机含量超过3%-5% 的 土不宜作为建筑材料。 2020/5/24 10 ?矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用 1.土粒矿物组成 固体颗粒 矿物质 原生矿物 粘土矿物 次生矿物 可溶盐 有机质 无定形氧化物胶体 2020/5/24 11 物理风化 岩石 岩石破碎 化学成分不改变 原生矿物 ?原生矿物是岩石经物理风化破碎但成分没有发生变化的矿物 碎屑,它们主要存在于卵、砾、砂、粉各粒组中。. ?例:石英、云母、长石等 ?特征:矿物成分的性质较稳定,由其组成的土具有无粘性、 透水性较大、压缩性较低的特点 2020/5/24 12 化学 风化 原生矿物 可溶性 次生矿物 成分改变 不可溶性 次生矿物 ? 次生矿物是原生矿物在一定气候条件下经化学风化 作用,使其进一步分解而形成一些颗粒更细小的新 矿物。 ? 可溶性次生矿物又叫水溶盐,常见的有石盐、石膏 2020/5/24 13 等。 ? 不可溶性次生矿物又有次生二氧化硅、倍伴氧化物 和粘土矿物(高岭石、蒙脱石、伊利石(水云 母))。 ? 由微生物分解动植物残骸形成,分为未分解的动植 物残体、有机残余物(泥炭)和腐殖质。 ? 腐殖质含量在1.5%~2%以上称为淤泥类土,压缩性 极高,强度很低。 ? 有机质含量〉5%的土称为有机质土。 2020/5/24 14 土粒的粒径级配 1.土粒粒度与粒组 ? 土粒的大小称为粒度,通常以粒径表示,以mm为单位。 ? 介于一定粒度范围内的土粒,称为粒组。以mm表示。 ? 划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。 ? 粒组界限值力求服从简单的数学规律。 200、60、2、0.075、0.005 (mm) 0.005 0.075 2 60 200 粘粒 粉粒 砂粒 砾粒 碎石 块石 细粒 2020/5/24 粗粒 巨粒 15 粒组 统称 粒组名称 巨粒 漂石(块石) 粒 卵石(碎石) 粒 砾 粗砾 粒 细砾 粗粒 砂 粒 粗砂 中砂 细砂 细粒 2020/5/24 粉粒 粘粒 粒径d范围 (mm) d>200 60<d≤200 20<d≤60 2<d≤20 0.5<d≤2 0.25<d≤0.5 0.075<d≤0. 25 0.005<d≤0. 075 d≤0.005 分析 方法 主要特征 直接 透水性很大,压缩性极小,颗 测定 粒间无粘结,无毛细水 筛 透水性大,压缩性小,无粘性; 分 毛细水上升高度不超过粒径大 法小 静水 沉降 原理 透水性小,压缩性中等,微粘 性;毛细水上升高度较大较快, 易冻胀 透水性极弱,压缩性变化大, 具粘性和可塑性;毛细水上升 高度大,但慢 16 2

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