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土的物理性质和分类


形成过程 形成条件
影响
物理力学性质
土的基本特性
② 三相体系
Soil mechanics Chapter 1 (WRH)
① 碎散性
③ 自然变异性
土的基本特性
二、土的组成 土体
土的三相比例不同,其性CS质hoailpm不teerc1同ha(WniRcsH)
气体为零,为湿饱土和液。相是为一零种,非为饱干 状态。此时粉和细土砂土。。若此为时粘粘土土多呈 或粉土在震动为下可容坚塑硬性状土态。,砂土 易产生液化。 呈松散状态。
ma=0
mw m
Air Water
ms
Soil
质量
Va Vw Vv V
Vs
体积
Soil mechanics Chapter 1 (WRH)
共有九个参数: V Vv Vs Va Vω / ms m ω ma m 已知关系五个:
m ms m ma ma 0 m V
V Vs Va V Vv Va V
原生矿物 石英、长石、云母等
次生矿物 主要是粘土矿物,包括三种类型
高岭石、伊利石、蒙脱石
粘土矿物:
由硅氧四面体和铝氢氧八面体构 成的晶胞所组合而成
1、固体矿物颗粒(固相) ② 颗粒级配
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a.颗粒大小
影响土性 质的主因
b.各粒径成 分在土中占 的比例
➢土的成分 ➢形成条件
反映 土的结构 分类
影 响
➢单粒结构 ➢蜂窝结构 ➢絮状结构
力学特性
单粒结构
指粗颗粒在重力作用下独立下沉并与其 它稳定颗粒相接触所形成的一种结构形式
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粗粒土 的结构
➢ 示意图
➢ 粒间作用力 重力、毛细力 ➢ 排列形式 点与点、点与面 ➢ 矿物成分 原生矿物
重力水 毛细水
3、土体中气体(气相)
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土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分, 存在形式有两种:
土体中气体
自由气体:与大气相通,对土的性质影响不大 封闭气体:与大气隔绝,增大土体的弹性和压缩性
小结 土有三个组成部分:固相、液相和气相
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1. 固体颗粒 2. 土中水 3. 土中气体
▪ 粒径级配 ▪ 矿物成分 ▪ 颗粒形状
结合水 (强结合水、弱结合水) 自由水 (重力水、毛细水)
自由气体 封闭气体
三、 土的结构
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定义:土体的结构是指土颗粒之间的相互排列和连接方式。
物性指标是比例关系: 可假设任一参数为1
1. 常用表格法或 2. 累计曲线法表示 3. 三角坐标法
1、固体矿物颗粒(固相)
③ 颗粒形状
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•原生矿物 圆状、浑圆状、棱角状 •次生矿物 针状、片状、扁平状
2、土体中水(液相)
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扫描电镜
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土的构造:是指同一土层中土颗粒之间的相互关系特征。
土的构造 类型
影 响
➢层状构造 ➢分散构造 ➢裂隙构造 ➢结核状构造
力学特性
通常分散构造土的工程性质最好,结核状构造土的工程性 质取决于细粒土部分,裂隙状构造土的工程性质最差。
3.掌握粘性土的塑性、液限、塑性指数和液性指数 的概念 及其物理状态评价
4.掌握无粘性土和粘性土的分类依据和分类方法
§2.1 土的成因与土的组成
Soil mechanics Chapter 1 (WRH)
一、土的成因
土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物
岩石 地球
风化 搬运、沉积
土 地球
固相 + 液相 + 气相
重要影响 次要作用 构成土骨架,起决定作用
土体三相组成示意图
1、固体矿物颗粒(固相)
② 粒径级配
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① 矿物成分
③ 颗粒形状
物理状态 力学特性
1、固体矿物颗粒(固相) ① 矿物成分
Soil mechanics Chapter 1 (WRH)
Soil mechanics Chapter 1 (WRH)
第2章 土的组成与物理性质
主要内容 介绍土的形成,从定性和定量两个方 面描述土体的物质组成和物理性质。
知识要点
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1.掌握土体的三相组成及三相比例指标之间的换算
2.领会无粘性土密实度概念、判别方法及砂土相对 密度的计算
§2.2 土的三相比指标
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土的物理性质指标
(三相间的比例关系)
表示
土的物理状态 影
粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状态

力学特 性
土的三相比例指标对研究土的性质十分重要
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特点: 指标概念简单,数量很多 要点:名称、概念或定义、符号、表达式、
单位或量纲、常见值或范围、联系与区别
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ什么是土的三相比例?
密实程度 干湿程度
……
定义
土的三个组成相的体积 和质量上的比例关系
基本方法: 三相草图法
一. 土的三相草图
ma=0
m
mw
Air Water
ms
Soil
质量
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Va
Vv
Vw
V
Vs
体积
三相草图
土中的水即为土 体中的液相,其含 量及性质明显地 影响土的性质.
结晶水 结合水 自由水 土中冰
矿物内部的水 吸附在土颗粒表面的水 电场引力作用范围之外的水 由自由水冻成,冻胀融陷
根据土体中水分子受到电场力的作用大小,土体中的 水主要可以分为:
强结合水
结合水: 吸附在土颗粒表面的水
弱结合水
自由水: 电场引力作用范围之外的水
细粒土的结构
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➢ 示意图
蜂窝结构
絮状结构
➢ 形成环境
淡水中沉积
海水中沉积
➢ 粒间作用力
表面力、胶结力
表面力、胶结力
(粒间斥力占优势) (斥力减小引力增加)
➢ 排列形式
面与面
边、角与面 边、角与边
➢ 矿物成分
次生矿物
次生矿物
注意:天然条件下,可能是多种组合,或者由一种结构过渡向另一种结构。
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