土力学 第一章 土的组成和土的性质
土力学知识点总结
土力学知识点总结土的定义与性质：土是由完整坚固岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的。
土的三相组成：固相（固体颗粒）、液相（水）、气相（气体）。
土的矿物成分：原生矿物、次生矿物。
土粒间的连接关系：接触连接、胶结连接、结合水连接、冰连接。
土的结构分类：絮凝结构（粘性土）、蜂窝结构（粉土）、单粒结构（无粘性土）。
土的构造分类：层状构造、分散构造、结核状构造、裂隙构造。
土的物理性质指标：土的天然密度ρ。
土的含水量ω。
土的相对密实度d。
土的压缩性：e<0.6的土是密实的，土的压缩性小；e>1.0的土是疏松的，压缩性高。
颗粒分析试验：筛分法：用于分析粒径大于0.75mm的土粒。
沉降分析法：用于分析粒径小于0.75mm的土粒。
土的毛细现象与冻胀：土的毛细现象：土中水在表面张力作用下沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。
冻胀影响因素：土、水、温度。
土的强度与塑性：土的强度理论：用于描述土在受力时的强度特性。
塑性指数：液限与塑限之差值，用于衡量粘性土的可塑性大小。
Ip>17为粘土。
Ip 越大，土颗粒愈细，比表面积愈大，黏粒或亲水矿物愈高，可塑状态的含水量变化范围愈大。
土的分类与命名：根据土的颗粒级配、塑性指数等指标，土可分为不同的类型，如砂土、粘土、粉土等。
土的工程性质与应用：土的工程性质包括土的应力-应变关系、土的强度、土的变形等。
土力学在工程中的应用包括地基基础设计、挡土墙设计、土工建筑物设计等。
以上是土力学的一些主要知识点，但土力学作为一门学科，其内容非常丰富和复杂。
为了更深入地理解和掌握土力学的知识，建议参考相关的教材、研究论文和工程实践案例进行深入学习。
土力学
土质土力学讲义
2011 年 10 月
绪论 一、土力学学科的重要性 土是地壳岩石经受强烈风化的产物， 是各种矿物颗粒的集合体， 由固体颗粒、 水、和空气三相组成。 土力学学科研究和解决工程中两大类问题：
⎧土体稳定问题 ⎨ ⎩土体变形问题
【工程实例】 二、本课程的主要特点、内容及学习建议
第一章土的物质组成和结构
ρd = ms V ρ sat = m s + Vv ρ ω V
Sr =
Vω × 100% Vv
， （kg/m³） 。
干密度——单位体积中土粒的质量： ， （kg/m³） 。 γ 干重度——单位体积中土粒的重量： d =ρdg， （kN/m³） 。 有效重度（浮重度）
γ′= m s g − Vs γ ω V
⎧ 筛分法— — d ≥ 0.075 mm ⎨ 比重计法— — d ≺ 0.075mm ⎩
试验成果——颗粒级配曲线 【课堂讨论】为什么土的级配曲线用半对数坐标？ ⑶ 级配曲线的特点： 半对数坐标
⎧ 纵坐标－小于某粒径的土质量含量（％） ⎨ 横坐标－对数坐标－土粒粒径（mm ） ⎩
土力学讲义
土力学讲义适用范围:本课程为大学课程,一般适用于本科、专科以及自考类同学。
参考教材:中南大学土力学及基础工程38讲哈工大土力学及基础工程58讲齐加连主讲讲义大纲:第一章土的组成1土的定义：土是岩石风化的产物。
常见的化学风化作用：水解作用，水化作用，氧化作用。
2土是由固体颗粒，水，和气体组成的三相体系。
3固体颗粒:岩石风化后的碎屑物质简称土粒，土粒集合构成土的骨架4土具有三个重要特点：散体性；多相性；自然变异性5粒组：介于一定粒度范围内的土粒。
土粒的大小叫做粒度。
6采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配；不均匀系数Cu：反映大小不同粒组分布的均匀程度，Cu越大，越不均匀。
曲率系数Cc:反映了d10、d60之间各粒组含量的分布连续情况。
Cc过大或过小，均表明缺少中间粒组。
7土粒大小：也称为粒度，以粒径表示；8土体：9粘土矿物10液相11强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜，亦称吸着水弱结合水紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜，也称薄膜水。
12自由水指土粒表面引力作用范围之外的水.自由水分为：重力水，毛细水。
重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的自由水。
毛细水存在于地下水位以上，受水与空气交界面处表面张力作用的自由水。
13土的构造：指同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征。
有层理构造，裂隙构造，分散构造14土的结构：指土粒大小、形状、相互排列及其联结关系、土中水性质及孔隙特征等因素的综合特征。
有单粒结构，蜂窝结构，絮状结构15承压水16潜水：17排水距离18双面排水19电泳：在电场作用下向阳极移动；电渗：水分子在电场作用下向负极移动，因水中含有一定量的阳离子（K+，Na+等），水的移动实际上是水分子随这些水化了的阳离子一起移动。
20双电层：反离子层与土粒表面负电荷层组成双电层。
第二章土的物理性质及分类1重度：单位体积土的重量，用γ表示密度：单位体积土的质量，用ρ表示2干密度ρd 干容重γd ：单位体积内土粒的质量或重量饱和密度ρsat 与饱和容重γsat ：土中孔隙完全被水充满，土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量浮密度与浮容重：单位体积内土粒质量与同体积水质量之差3土粒相对密度:土的质量与同体积4℃时纯水的质量之比4土的含水率w :土中水的质量与土粒质量之比.测定方法：烘干法。
土力学基础知识
土力学基础知识1.1土的形成土的性质:碎散性；三相性；天然性。
由于工程上遇到的土大多是第四纪的土，故此处重点研究第四纪土。
分类：（按搬运和堆积方式的不同）残积土和运积土。
残积土：定义: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，残留着原地的堆积物。
特征:颗粒粗细不均匀，表面粗糙，多棱角，无层理。
运积土：定义:风化作用形成的土颗粒受自然力的作用，搬运到远近不同的地点所形成的堆积物。
根据搬运方式不同，分为以下几类：坡积土，冲积土，洪积土，海相沉积土，风积土，冰碛土，湖泊沼泽沉积土。
风化作用：物理风化；化学风化：水解作用，水化作用，氧化作用；生物风化；三大风化作用的共同作用互相加强，形成了土。
要进一步研究土，需要研究土的三相组成，物理状态和土的结构，并用适当的指标表示出来。
1.2土的三项组成土是有固液气三项组成。
土骨架：固体部分形成的土的骨架。
非饱和土土的骨架干土饱和土粒径级配分析方法：筛分法：粒径大于0.075mm的部分。
水分法：粒径小于0.075mm的部分。
粒径级配曲线图d10—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的10%，也称有效粒径；d30—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的30%；d60—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的60%；也称控制粒径；不均匀系数Cu=d60/d10;Cu越大，土粒越不均匀。
Cu>5,称为不均匀土；Cu<=5,称为均匀土；曲率系数Cc=d30*d30/(d60*d10)。
Cc>3,缺少小颗粒，Cc<1,缺少大颗粒。
土粒级配良好的要求：Cu>=5,1<=Cc<=3.比表面积:单位质量的土所拥有的总表面积。
液体物质矿物质黏土矿物土固态物质次生矿物无定形氧化物胶体有机质可溶盐气态物质黏土矿物硅片基本单位：硅-氧四面体铝片基本单位：铝-氢氧八面体依据硅片和铝片组合形式的不同，又分为高岭石，伊利石，蒙特石三种类型。
高岭石：一个硅片和一个铝片上下组叠而成。
土力学期末知识点总结
土是由完整坚固岩石答：强度低；压缩性大；透水性大。
）多相性3）成层性4）变异性【其自土的工程上常用不同粒径颗粒的相对含量来描述土的颗粒组成情况，这种指标称y与土粒粒径x的关系为y=0.5x，6，土体级配不好（填好、不好、一般）。
）土的密度测定方法：环刀法；2）土的含水量测定方法：=m/v；土粒密度sat=（mw+ms）/v；浮重；4.35g/ cm3。
1.塑限：粘性土2.液限：粘性土由可塑状态变化到流动状态的分界含水量，称为液限。
用“锥式液限仪”测定；3.塑性（1）粘性土受悬浮状态而失稳，则产生流沙现象；处理方法为采用人工降低地下水位的方法进行施工。
2.路堤两侧有水位差时可能产生管涌现象；原因是水在砂性土中渗流时，土中的一些细260 g，恰好成为液态时质量为m/s，则当2动水力答：其主要原因是，冻结时土中,水的因素，温度的因素第三章土中应力计算3）荷要来源于季节性冻土的冻融，影响因素如下：1.土的因素：土粒较细，亲水性强，毛细作用明显，水上升高度大、速度快，水分迁移阻力小，土体含水量增大，导致强度降低，路面松软、冒泥；2.水的因素：地下水位浅，水分补给充足，所以冻害严重，导致路面开裂；3.温度的因素。
冬季温度降低，土体冻胀，导致路面鼓包、开裂。
春季温度升高，。
2m，宽1m，自重5kN，上部载荷20kN，当载荷轴线与矩形中心重合1/12土土体中的总【】压缩试验过程：现场1.装置；2.实验方法：P1=const p1=rd s1；P2=const p2 s2；；3.加载及观测标准：（1）n>=8；（2）在每级荷载下定时观测下沉速率《=0.1mm\h（连续两个小时可以提高荷载级数）4.破坏标准：(1)承压板周围的土明显侧向挤出或产生裂缝(2)p-s曲线出现陡降(3)在某级荷载下，24小时内某沉降速率仍=0.08b（荷载板宽或直径）,即静力法和动力法；前者采用静三轴仪，测得二是土的压缩特1.计算结果更精1.渗透系数2.压缩模量ES值3.时间4.渗流路径。
土力学
目录第一章土的物理性质 (1)第二章土的渗透性和水的渗流 (11)第三章土中应力和地基应力分布 (14)第四章土的压缩性及地基沉降计算 (23)第五章土的抗剪强度 (34)第六章天然地基承载力 (43)第七章土压力 (51)第一章土的物理性质一、内容简介土的力学性质由其物理性质所决定，而土的物理性质又取决于土的成分、结构和形成过程等。
在本章中将介绍土的生成、矿物组成、结构及其联结、三相含量指标、土体状态、土（岩）的工程分类等。
二、基本内容和要求1 ．基本内容（ 1 ）土的形成；（ 2 ）土的粒径组成及物质成分；（ 3 ）土中的水及其对土性的影响（粘粒与水的表面作用）；（ 4 ）土的结构及联结；（ 5 ）土的三相含量指标及换算关系；（ 6 ）土的物理状态及有关指标；（ 7 ）土（岩）的工程分类。
2 ．基本要求★ 概念及基本原理【掌握】土的粒径组成（或颗粒级配、粒度成分）；粒组划分；粒径分析；粒径分布曲线（级配曲线）及其分析应用；土的三相含量指标；砂土及粘性土的物理状态及相应指标；砂土的相对密实度及状态划分；粘性土的稠度和可塑性；稠度和稠度界限；塑性指数及液性指数；【理解】土的形成过程；粒径分析方法（筛分法、比重计法）；不均匀系数；曲率系数；土的矿物成分及相应的物理性质；土中水的形态及相应的性质；粗粒土、粉土、粘性土的结构及对土性的影响；重塑土；粘性土的灵敏度及触变性；标准贯入试验及标贯数；塑限及液限的确定方法；土（岩）的工程分类★ 计算理论及计算方法【掌握】土的三相含量指标关系的推导；土的三相含量指标的计算；相对密实度的计算；塑性指数及液性指数的计算；★ 试验【掌握】三个基本指标容重、比重、含水量的确定方法；塑限及液限的确定（搓条法及锥式液限仪法）三、重点内容介绍1 ．土的生成土的多相性、分布不均匀性的主要原因就是因为其生成的原因和历史不同。
总的来说，土是由地壳表层的岩石（完整的）经长期的变为碎屑，原地堆积或经风力水流等搬运后沉积而形成。
土的物理性质
第一章土的物理性质第一节土的成因和工程特性第二节土的组成及结构构造一、名词解释1粒径：土粒的直径大小。
2粒组：实际工程中常按粒径大小将土粒分组，粒径在某一范围之内的分为一组。
3粒径级配：各粒组的质量占土粒总质量的百分数。
4筛分法：适用粒径大于0.075mm的土。
利用一套孔径大小不同的标准筛子，将称过质量的干土过筛，充分筛选，将留在各级筛上的土粒分别称重，然后计算小于某粒径的土粒含量。
5土的结构：指土中颗粒之间的联系和相互排列形式。
6土的构造：指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征。
7土的有效粒径（d10）：小于某粒径的土粒质量累计百分数为10％时，相应的粒径。
二、填空题1.平缓大好良好 2．压缩性高承载力低渗透性强 3.单粒结构蜂窝结构絮状结构4.Cu≥5且Cc＝1～3 5.固液 6固，液，气 7.缺乏某些粒径——不连续级配8.不均匀系数Cu。
9. 小 10. B，A 11.二相土三相土二相土三、选择题1．C 2．C 3．B 4．B 5．A 6．C 7．A第三节土的物理性质指标一、名词解释1.土的含水量ω：是指土中水的质量和土粒质量之比或重力之比。
2.土的密度ρ：指单位体积土的质量。
ρ：土中孔隙完全被水充满时单位体积土的质量。
3.饱和密度sat4.干密度ρd：单位体积土中土粒的质量。
5.土粒相对密度 Gs: 是土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比。
6.孔隙比e:是指土中孔隙的体积与土粒体积之比。
7.孔隙率n:是指土中孔隙的体积与土的总体积之比。
8.土的饱和度Sr：是指土中水的体积与孔隙体积之比。
9.浮密度r ’:在水下的透水土体,受到浮力作用时单位体积土的质量。
二、填空题1.最大干密度 最佳含水量2.环刀法 烘干法 比重瓶法3.环刀法 天然密度 湿密度4.比重瓶法5.土的密度 土粒密度 含水量三、选择题1.B 2.C 3.C 4.B 5.D 6.C 7.B 8.A 9.D 10.B 11.D 12.C 13.A 14.C 15.A四、判断题1.⨯2.⨯3.⨯4.⨯5.√6.⨯7.√8.√9.⨯ 10.⨯ 11.⨯ 12 ⨯13.√ 14.√ 15.√ 16.⨯ 17.⨯ 18.⨯五、简答题1．答：为了获得清晰的定量概念，并便于计算，在土力学中通常用三相草图来表示土的三相组成，如图所示。
土力学课件
§ 1.4 土的结构和构造
1.4.1 土的结构
1.单粒结构 单粒结构 • 粗大土粒在水或空气中下沉 • 颗粒间位置稳定 • 碎石土和砂土的结构特征 • 密实的单粒结构土是良好的天然地基 2.蜂窝结构 蜂窝结构 • 粉粒（0.075～0.005mm）的结构形式 粉粒（ ～ ） • 孔隙大 • 受动力荷载，结构破坏 受动力荷载，
蜂窝结构 单粒结构
3.絮状结构 絮状结构 • 黏粒（0.005～0.0001mm）的结构形式 黏粒（ ～ ） • 结构不稳定
絮状结构
在取土试验或施工过程中都必须尽量减少对土的扰动， 在取土试验或施工过程中都必须尽量减少对土的扰动， 避免破坏土的原状结构。 避免破坏土的原状结构。
1.4.2 土的构造
物理风化 化学风化 生物风化
原生矿物 次生矿物 有 机 质
无粘性土 粘性土
动植物活动引起的岩石和土体 粗颗粒的粒度或成分的变化
2. 土的三相组成
土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用 构成土骨架，
重要影响
次要作用
§1-2 土中固体颗粒
1.2.1 土粒的粒度成分
1. 基本概念
• 粒度 —— 土粒的大小，以粒径表示。 土粒的大小，以粒径表示。
1. 土的特点 2. 土粒粒组的划分 3. 级配的判别
1.2.2 土粒的矿物成分
1. 矿物成分分类 原生矿物 （物理风化） 物理风化） 石英 长石 云母 高岭石 次生矿物 化学风化） （化学风化）
高 岭 石
9克蒙脱土的总表 面积大约与一个足 粗粒土 性质稳定 球场一样大
伊利石 蒙脱石
伊 利 石
细粒土
3.自由水 自由水
重力水: 重力水 •在重力或水头压力作用下运动的自由水 在重力或水头压力作用下运动的自由水 •对土粒有浮力作用 对土粒有浮力作用 •渗流对土体稳定有重大影响 渗流对土体稳定有重大影响 毛细水: 毛细水 • 存在于水与空气交界面 • 在重力和表面张力作用下自由移动 • 上升高度与颗粒粒径有关
土的物理性质及分类
Dr. Han WX
1.土中水
土中水可以处于液态、固态或气态。
土中细粒愈多多，即土的分散度愈大，
土中水对土性影响也愈大。
土中水是成分复杂的电解质水溶液，它与土粒有着复杂的相互作用。土中
水在不同作用力之下而处于不同的状态，根据丰要作用力的不同，工程上对土
中水的分类见表1—2。
H2O的类型： Ⅰ固态水
Ⅱ液态水
土粒下沉速度
v s w gd 2 18
速度又
v L t
密度 s Gs wl Gs w
粒度
14
《土力学》 第1章 土的物理性质及分类
§1.2 土的组成 1.2.2 土粒的大小
Dr. Han WX
2.颗粒组成累计曲线
Effective size D10: 0.02 mm
均匀性系数：Cu
d 60 d10
《土力学》 第1章 土的物理性质及分类
§1.1 概述
土的物质成分包括作为上骨架的固态矿物颗粒、土孔隙中的液态水及其溶 解物质以及土孔隙中的气体。因此，土是由颗粒(固相)、水(液相)和气(气相)
土的组成
土粒 S : Solid
水 W: Liquid 气 A: Air
Soil particle
Water (electrolytes) Air
13
《土力学》 第1章 土的物理性质及分类
§1.2 土的组成 1.2.2 土粒的大小
Dr. Han WX
1.颗分析实验 Experiment
沉降分析法的理论基础是土粒在水中的沉降原理，如 图l-1所示，将定量的土样与水混合倾注量筒中，悬液经 过搅拌，使各种粒径的土粒在悬液中均匀分布，此时悬 液浓度(单位体积悬液内含有的土粒重量)在上下不同深度 处是相等的。但静置后，土粒在悬液中下沉，较粗的颗 粒沉陈较快，图中在深度Li处只含有≤di粒径的土粒，悬 液浓度降低了。如在Li深度处考虑一小区段mn，则mn段 悬液的浓度(ti时)与开始浓度(t＝0)之比，即可求得≤di的 累计百分含量。
土力学
/tulixue/COURSE/CHAPTER3/Chap3_3_5.htm 当前位置：课程学习>第一章>第一节土的粒径级配第一节土的粒径级配一、土的粒度成分（粒径级配）二、土的粒径级配的测定方法三、粒径级配累积曲线当前位置：课程学习>第一章>第二节土的矿物成分第二节土的矿物成分一、土中矿物类型二、粘土矿物当前位置：课程学习>第一章>第三节土中的水第三节土中的水土中水和气体是土的基本组成部分，随外界条件的变化，二者比例相继变化，使土的状态和性质也发生改变，土中水对土的性质影响较为显著，气体则不太明显。
一、土粒与水的相互作用二、土中水的类型三、土中的气体当前位置：课程学习>第一章>本章小结第一章土的三相组成本章小结本章主要讨论了土的三相组成，包括土的粒度成分（颗粒级配）、土的矿物成分、土中水的类型、土中的气体等。
这些内容是学习土力学原理和基础工程设计与施工技术所必需的基本知识，也是评价土的工程性质、分析与解决土的工程技术问题时讨论的最基本的内容。
巩固与提高1.何谓土粒粒组？粒组划分的原则是什么？2.岩土工程勘察规范如何划分砂粒粒组与粉粒粒组？3.什么是土的粒度成分（颗粒级配），工程中如何表示粒度成分？4.土的矿物成分种类包括什么？5.常见的粘土矿物有那些？它们的性质如何？自我测试您想测试一下自己对本章基本概念的掌握程度吗？请进入在线测试。
您还可以进一步完成指导教师布置的习题作业，或选择习题库中的习题进行练习。
当前位置：课程学习>第二章>学习指导第二章土的物理性质与工程分类学习指导内容简介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。
土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质，其指标在工程计算中常被直接应用。
土的工程分类应能反映土性质的变化规律。
视频导学教学目标掌握土的基本物理性质、粘性土的稠度与可塑性、土的工程分类学习要求1、重点掌握土的各种物理性质指标的定义2、掌握影响各指标大小的因素及各指标的单位与常见值3、掌握各指标之间的关系及求取方法，熟悉各指标的实际应用4、了解土的透水性和土的结构5、熟悉工程分类中的土质分类原则及建设部的土质分类标准6、了解土的压实性能基本概念天然密度、土粒密度、含水量、孔隙比、孔隙度、饱和度、容重、稠度、塑限、液限、塑性指数、液性指数学习内容第一节土的基本物理性质第二节粘性土的稠度与可塑性第三节土的透水性第四节土的结构第五节土的工程分类第六节土的压实性学时安排本章总学时数：7.0学时第一节 2.0学时第二节 2.0学时第三节 1.0学时第四节 0.5学时第五节 1.0学时第六节 0.5学时当前位置：课程学习>第二章>第一节土的基本物理性质第一节土的基本物理性质土的基本物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系。