土力学-1.土的物理性质及工程分类-1.5 砂土的密实度

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土的工程性质与分类

土的工程性质与分类

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土的工程性质与分类
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H
Wp
WL
W
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土的工程性质与分类
Ip塑性指数(plasticity index)-描述粘土的可塑性
塑性指数Ip 的大小和土中结合水的 可能含量有关,和土的颗粒组成、土 粒的矿物成份,以及土中水的离子成 份以及浓度等因素有关。土粒越细, 其比表面积越大,可能的结合水含量 越大,其时塑性指数Ip也越大。
第一讲 土的工程性质与分类
土的工程性质与分类
1.3土的结构和构造 土的结构和构造 地质历史与环境的产物
定义: 定义:是指物质成 分间的联结特点和 空间分布、变化规 律,反映了物质的 存在形式
土的结构和构造
工程性质
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1
土的工程性质与分类
1.3.1土的结构 土的结构
土的成分 定义: 定义:土的结构是指土粒
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土的工程性质与分类 检测题目
1. 砂土的结构通常是:__________ a.絮状结构 b.单粒结 c.构蜂窝结构 2. 饱和土的组成为:__________ a.固相 b.固相+液相 c.固相+液相+气相 d.液相 3. 下列土性指标中哪一项对粘性土有意义:__________ a.粒径级配 b.相对密度 c.塑性指数 4. 筛分法适用的土粒直径为:__________ a.d>0.075 b.d<0.075 c.d>0.005 d.d<0.005 5.某土样的液限55%,塑限30%,则该土样可定名为:__________ a.粉质粘土 b.粘质粉土 c.粘土 d.粉土 6.粘性土的塑性指数越大,其粘粒含量:______ a.越多 b.越少 c.可多可少

土力学与基础工程-第二章

土力学与基础工程-第二章

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无粘性土的密实度
无粘性土的密实度指的是碎石土和砂土的疏密程度。 密实的无粘性土由于压缩性小,抗剪强度高,承载力大,可作为建筑物的良好地基。但如处于疏松状态,尤其是细砂和粉砂,其承载力就有可能很低,因为疏松的单粒结构是不稳定的,在外力作用下很容易产生变形,且强度也低,很难作天然地基。 密实度的评价方法有三种: 室内测试孔隙比确定相对密实度的方法 利用标准贯入试验等原位测试方法 野外观测方法 (用于碎石土)
1.2 土的物理性质指标-天然密度
土的含水量:土中水的质量与土粒质量之比,一般用w表示,以百分数计,即:
01
含水量反映土中水的含量多少,其变化范围很大。土的含水量对粘性土、粉土的影响较大,对砂土稍有影响,对碎石土没有影响。一般说来,同一类土,当其含水量增大时,强度就降低。试验室内一般用“烘干法”确定。
土中水
自由水
结合水
强结合水
弱结合水
重力水
毛细水
结合水:受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。
自由水:存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。
结晶水
结晶水:土粒矿物内部的水。
土中水和气
弱结合水
2.2.2 土中水和气
强结合水-具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度、不能传递静水压力。性质跟固体相似。 自由水-可以传递静水压力 、能溶解盐类。
颗粒堆积物
土: 狭义:土是指岩石风化后的产物,即指覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。 广义:土则是将整体岩石也视为土
岩石
地球
地球
搬运、沉积
1 土的形成
1.1 土的形成与组成
构成土骨架,起决定作用1.1 土的形成与组成 Nhomakorabea气相

土质土力学

土质土力学

质量
重度一般在26~28.5kN/m3
比重瓶法 浮称法 浮力法 虹吸筒法
3、土的含水率:土中
水的质量与土粒质量之 比。
ma(0)
A
W S
V
a
Vv V Vs
mw
Vw
mw m w= × % 100 ms ms 土中水的质量 = × % 100 土中颗粒的质量
质量
体积 土的三相图

含水率的影响因素
土层所处的自然条件 土的空隙体积数量等
筛孔径(mm)
各级筛上的土粒质量 (g) 小于各级筛孔径的土 粒含量(%) 各粒组的土粒含量 (%)
2.0
100 90 10
1.0
100 80 25
0.5
250 55 30
0.25
300 20.1 底盘
50 10 100
解:(1)留在2.0mm筛上的土粒质量为100g,则小于2.0mm 的土粒质量为1000-100=900g,小于2.0.mm的土粒含量为 900/1000=90%;同理可得小于其它孔径的土粒含量。 (2)因小于2.0mm和小于1.0mm孔径的土粒含量90%和80% ,可得2.0mm到1.0mm粒组的土粒含量0.90-0.80=10%。
小土的渗透性。
第二节 土的颗粒特征
土的固体颗粒对土的性质的影响:矿物成分(前)、粒度成分 粒度:土粒大小是描述土的最直观和最简单的标准,将土粒 的大小称为粒度。 粒组:描述土的粒度的方法,随颗粒的大小不同,土具有不同 的性质,工程上常把大小相近的土粒合并为一个粒组。 划分粒组 的原则 在同一个粒组内,土的工程地质性质是相似的
ma(0) m mw ms
2、干密度(重度):土的固体
颗粒质量(重力)与土的总体积

01.注册岩土--土力学重点知识笔记整理 -第一章

01.注册岩土--土力学重点知识笔记整理 -第一章

第一章土的物理性质和工程分类1.1 土的形成1、工程上遇到的大多数土都是在第四纪地质历史时期内所形成的。

第四纪地质年代的土又可划分为更新世、全新世两类。

其中第四纪全新世(Q4)中晚期沉积的土,亦即在人类文化期以来所沉积的土称为新近代沉积土,一般为欠固结土(未完全固结的土,会有持续的沉降),强度较低。

表1 土的生成年代2、土的分类:第四纪土由于其搬运和堆积方式不同,又可分为残积土(通常为粗粒土)、运积土(通常为细粒土)两大类;3、残积土:残积土是指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后未经搬运,残留在原地的堆积物。

他的特征是颗粒粗细不均、表面粗糙、多棱角、无层理。

4、运积土:是指风化所形成的土颗粒,受自然力的作用,搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物。

其特点是颗粒经过滚动和相互摩擦,颗粒因摩擦作用而变圆滑,具有一定的浑圆度。

5、根据搬运的动力不同,运积土又可分为如下几类:坡积土、洪积土、冲积土、湖泊沼泽沉积土、海相沉积土、冰碛土、风积土。

6、风化作用包括:物理风化(原生矿物)、化学风化(次生矿物)、生物风化。

7、物理风化:岩石和土的粗颗粒受机械破坏积各自气候因素影响的作用,产生的矿物称为原生矿物(土颗粒/土块的大小发生变化,成分未发生变化)。

8、化学风化:岩石和土受环境作用而改变其矿物的化学成分,形成新的矿物,也称次生矿物。

9、土的主要特点:碎散性、三相性、自然变形性(性质复杂、不均匀、各向异性且随时间变化)。

1.2土的三相组成1、土颗粒骨架构成的三要素:颗粒级配、矿物成分、颗粒的形状和比表面积。

2、土的粒组分类:表1-2土的粒组分类备注:1、摘自水利行业标准《土工试验规程》(SL237-1999)2、属于粒径范围指该范围粒径占总颗粒50%以上;3、粒径级配分析方法:主要有:筛分法、水分法(比重计法)。

粗粒组应采用筛分法,细粒组应采用水分法;4、级配曲线:d10--有效粒径、d30--用于描述级配曲线的特征粒径、d50--平均粒径、d60--控制粒径(或限制粒径);5、不均匀系数Cu:Cu=d60/d10,(表征土颗粒的均匀性)(1)Cu=d60/d10,Cu越大、d60与d10的差距越大→土体越不均匀、级配曲线越平缓→故一般级配良好的土要求Cu≤5;→Cu≥5的土称为不均匀土,反之称为均匀土。

土力学-第二章土的物理性质及分类

土力学-第二章土的物理性质及分类
Vv=e
天津城建大学土木工程学院
mw m ms 100% 100% ms ms
m Vv w s V

e
假设:ρw1=ρw ,Vs=1,则
ms Vs d s w d s w
Vv Vs
V n v 100% V
Sr
Vw 100% Vv
VV e
V 1 e
将粒径>2mm的质量超过50%的称为碎石土;
将粒径>2mm的质量小于50%,而大于0.075mm的质量超过50%的称为砂土; 将大于0.075mm的质量小于50%的定为粉土或粘性土。
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2.1
概述
土力学
土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系及固、液 二相相互作用表现出来的性质。
【例】某土样经试验测得体积为100cm3,湿土质量为187g,
烘干后,干土质量为167g。若土粒的相对密度ds为2.66, 求该土样的含水量w、密度ρ、重度 、干重度d 、孔隙 比e、饱和重度sat和浮重度
【解】
mw 187 167 w 100% 11.98% ms 167
粘性土的物理特征
无粘性土的密实度 粉土的密实度和湿度 土的胀缩性、湿陷性和冻胀性 土的分类
天津城建大学土木工程学院
2.3
粘性土的物理特征
土力学
2.3.1 粘性土的可塑性及界限含水量
2.3.2 粘性土的物理状态指标
2.3.3 粘性土的活动度、灵敏度和触变性
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2.3.1
粘性土的可塑性及界限含水量
腐殖土ρ=1.5~1.7g/cm3
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2.2.2

土力学与地基基础第一章

土力学与地基基础第一章
表1.3 砂土密实度的评定
1.5 粘性土的稠度
1.5.1 界限含水量
粘性土的土粒很细,单位体积的颗粒总表面积较大, 土粒表面与水相互作用的能力较强,土粒间存在粘结力。 稠度就是指土的软硬程度,是粘性土最主要的物理状态 特征。当含水量较大时,土粒被自由水所隔开,表现为 浆液状;随着含水量的减少,土浆变稠,逐渐变为可塑 状态,这时土中水主要表现为弱结合水;含水率再减少, 土就变为半固态;当土中主要含强结合水时,土处于固 体状态,如图1.4所示。
图1.5 土的结构
2、土的颗粒级配 对于土粒的大小及其组成情况,通常以土中各个粒组的 相对含量(各粒组占土粒总量的百分数)来表示,称为土 的颗粒级配。 (1)土的颗粒级配测定方法 ①筛分法----适用于粒径小于等于60mm而大于0.075mm ②比重瓶法-----适用于粒径小于0.075mm (2)颗粒级配表达方式
(1.11) (1.12) (1.12)
同样条件下,上述几种重度在数值上有如下关系,即
(1.13)
(4)土的孔隙比和孔隙率 土中孔隙体积与土粒体积之比称为孔隙比,用符 号e(小数)表示,用以评价天然土层的密实程度。
(1.14)
土中孔隙体积与土的总体积的比值称为孔隙率,用 符号n表示。
(1.15)
(5)饱和度 土中水的体积与孔隙体积之比称为饱和度,用符 号Sr表示。反映土体的潮湿程度。
图1.10 含水量与干密度关系曲线
1、可以总结出如下的特性: (1)、峰值(ωop= ωp +2); (2)、击实曲线位于理论饱和曲线左侧
(3)、击实曲线的形态 2、 影响击实效果的因素 (1)、含水量的影响 (2)、击实功能的影响 (3)、不同土类和级配的影响 3、压实特性在现场填土中的应用 为了便于工地压实质量的控制,可采用压实系数λ来表示,即

土力学1-土的物理性质及分类ppt课件


2.土的饱和密度ρsat
——土的孔隙中全部为水充满时的密度
m
mw
空气 水
体积
Va Vv
Vw V
sat
ms
Vv w
V
ms
土粒
Vs
3.土的有效密度(或浮密度)ρ′
——扣除浮力以后的固相质量与土的总体积之比。
ms
Vs w
V
s>sat>>d> '
' sat 12 w
《土力学》 第1章 土的组成和物理性质
(
4 w
C
)
s 4C
w
m mw ms
水 土粒
• 单 位: 无量纲
• 一般范围:粘性土 2.70~2.75, 砂土 2.65
体积
Va Vv
Vw V
Vs
注意:
4wC =1.0 g/cm3
土粒比重在数值上等于土粒的密度
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测定方法:比重瓶法
《土力学》 第1章 土的组成和物理性质
m0
ms
m1
m2
空瓶质量 烘干土的质量 瓶+水的质量 瓶+土+水的质量
m1+ms——瓶+水(满)的质量+干土的质量; m1+ms-m2——与土粒体积相同的水的质量。
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3. 土的含水率W
《土力学》 第1章 土的组成和物理性质
质量
ma=0 m mw
ms
体积 • 定义:土中水的质量与土粒质
量之比,用百分数表示
空气
Va Vv
• 表达式:

Vw V
w(%) mw m ms
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《土力学》
第1章 土的组成和物理性质

1土的物理性质及分类

土的物理性质及其工程分类


土的三相组成
土的三相比例指标
土的结构
粘性土的界限含水量 砂土的密实度 粘性土的物理化学性质 土的工程分类
土的三相组成

总体特征
土是由三相组成的。土体是岩石风化的产物,具有强度低、 压缩性高、渗透性三个特点。
一、土的固体颗粒 土粒的矿物成分
1)原生矿物:母岩经物理风化而成,eg.石英、云母、长石;其成分与母 岩相同,分为单矿物颗粒,多矿物颗粒。 2)次生矿物:母岩经化学风化而成,如eg.高岭石、伊里石、蒙脱石。 其成分与母岩不同,为一种新矿物颗粒。主要是粘土矿物。D<0.005mm 漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑,其矿物成分与母岩相 同; 砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒,如如石英、云母、长石。
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
系列1 多项式 (系列1)
含水量
土的三相比例指标
土的三相比例指标
三、换算指标
孔隙比e和孔隙率n
度的重要物理性质指标,e或n越大, 土越疏松,反之土越密实。一般e<0.6 的土是密实的低压缩性土,e>1.0的土 VV n 100 % 是疏松的高压缩性土。
由试验成果定义如下指标:
d 60 不均匀系数: C u d10
曲率系数:
Cs
d
2 30
d 60 d10
土的工程分类
不均匀系数 反映大小不同粒组的分布情况 ,小于5的 土为均匀土,级配不良,大于10,级配良好,但过大表 明缺少中间粒径,属不连续级配。 曲率系数反映曲线的整体形状,过大或过小都表明缺乏 中间粒径。 对于砂类土,不均匀系数大于5而曲率系数介于1到3之间 时,级配良好。

土力学:第1章 土的物理性质和工程分类

由于引力降低,弱结合水的水分子的排列不如强结 合水紧密,弱结合水可能从较厚水膜或浓度较低处缓慢 地迁移到较薄的水膜或浓度较高处,亦即可从一个土粒 迁移到另一个土粒,这种运动与重力无关,这层不能传 递静水压力的水定义为弱结合水。
d320 d60d10
(1 1b)
式中:d 、d 、d 分别相当于累计百分含量为
10
30
60
10%、30%和60%的粒径;
d10 称为有效粒径;
d60 称为限制粒径;
d 、d 10
30、称d为6平0 均粒径。
3.粒度成分及其表示方法(5)
不均匀系数 Cu 、Cc 反映大小不同粒组的分布情况:
Cu >= 5、Cc =1-3的土级配良好,其余情况为级配不良。
1)横坐标(按对数比例尺)表示某一粒径, 2)纵坐标表示小于某一粒径的土粒的百分
含量。
3.粒度成分及其表示方法(3)
表1-3中的三种土的累计曲线如图1-1所示。
3.粒度成分及其表示方法(4)
在累计曲线上,可确定两个描述土的级配的指标:
• 不均匀系数
Cu
d60 d10
(1 1a)
• 曲率系数
Cs
粒组名称
粒组范围(mm)
粒组名称
粒组范转(mm)
漂石(块石)粒组
>200
砂粒粒组
0.075~2
卵石(碎石粒组)
20~200
粉粒粒组
0.005~0.075
砾石粒粗
2~20
粘粒粒组
<0.005
我国上述规范采用的粒组划分标准见表1-1。《土的
工程分类标准》1.(G土B的J14粒5-9组0)划在分砂粒(粒4组)与粉粒粒组

《土力学与地基基础》第3章 土的物理性质和工程分类


以及固、液两相相互作用所表现出来的性质。
土的三相比例指标
土的物理性质 无黏性土的密实度
黏性土的物理状态特征
土的物理性质指标(三相比例指标)
土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系,能 直接反映土的状态和物理力学性质,间接反映土的工程 特性。
因此,需要对土的组成情况进行数量上的研究,这
就需要进行土工试验。(课本第40页)
围,形成一层不能自由移动的水。
2、自由水:是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。
它的性质和普通水一样,能传递静水压力。
结合水: (课本第37页)
强结合水:是指紧靠土粒表面的结合水 弱结合水:是指紧靠于强结合水的外围形成的一层结合水
弱结合水 强结合水
土颗粒
结合水使土的颗粒互不 接触,便具有滑移的可能; 同时又使颗粒间具有一定的 联结强度,所以黏性土又具 有黏性和可塑性。
0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
200g
10
5.0 10
2.0 16
1.0 18
0.5 24
0.25 0.1
0.075
22 38
72
土的粒径级配累积曲线
100
P
90 80
%
70
95
60 50
87
40
78
30 20
66
10
55
0
36
粒径(mm)
土的粒径越大,需要土试样越多。
颗粒级配曲线——根据标准筛各筛颗粒重量,计算出各级
工程上,Cu<5的土为均匀土(级配不良土); Cu>10的土为不均匀土(级配良好的土)。
(课本第36页)
曲率系数Cc——描述的是级配曲线的整体形状。
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土 土愈松散。 力 学
e Vv Vs
南 华
2.相对密实度Dr
砂土在最松 砂土在天然状 散状态时的 态下孔隙比
e Vv Vs

孔隙比学Βιβλιοθήκη 资Dremax e emax emin
砂土在最密实状 态时的孔隙比

安 当Dr=0时, e=emax,表示土处于最疏松状态;
学 当Dr=1.0时, e=emin,表示土体处于最密实状态

Dr≤1/3
疏松状态

1/3<Dr≤2/3
中密状态
力 学
2/3<Dr≤1
密实状态
南 华
二、按动力触探确定砂土的密实度

天然砂土的密实度,可按原位标准贯入试验的锤击
学 资
数N进行评定。天然碎石土的密实度,可按原位重型圆
环 锥动力触探的锤击数N63.5 进行评定(GB50007-2002)


密实度

§1.5 砂土的密实度
华 一、相对密实度


土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据
资 环
土颗粒含量的多少,天然状态下的砂、碎石等处于从紧 密到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程 性质有着密切关系
安 学
1.孔隙比e

孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土,
当孔隙比小于某一限度时,处于密实状态。孔隙比愈大,
松散
稍密
中密
密实

按N评定砂石密实度 N≤10 10<N≤15 15<N≤30 N>30
土 按N63.5评定碎石土密实度 N63.5≤5 5<N63.5≤10 10<N63.5≤20 N63.5>20 力 学
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