土力学第一章

三、土中的气体
粘粒
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弱结合水
自由水
第三节 土的物理状态
一、土的三相组成在量上的比例特征
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（一）土的三相图
Vv
V
V a 气体 m a 0
孔隙
Vw 水 mw
m v m w
m
VS
V s 土颗粒 m s
ms
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（二）确定三相比例关系的基本试验指标
1. 土的密度
m V
土的重度 W g
在路基工程中，常以干重度作为土的密实程
度的指标
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二、 土的物理状态指标
土的物理状态：
粗粒土： 密实程度：松、密 粘性土： 软硬程度（稠度）：软、硬 （一）粗粒土（无黏性土）的物理状态指标
1. 粗粒土（无黏性土）的密实程度 同一种土，可以用孔隙比e来判定土的密实程度
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不同的土不可以用孔隙比来判定，而要用相对 密度来判定
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2.土的粒径分组 粒度:颗粒粒径的大小; 粒组:把粒度相近的颗粒合为一组。
《铁路桥涵地基和基础设计规范》 （TB1002.5-99）对粒组的划分见表1—1。
圆粒 卵石 漂石
黏土粒 粉粒 砂粒 角粒 碎石 块石 粒径
0.005 0.05 2
20 200 单位：mm
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(二)用筛析法作土的颗粒大小分析
（1）颗粒级配：各粒组的质量占干土土样 总质量的百分数叫做颗粒级配。
（2）粒径分析
筛分法（粒径0.1mm以上） 密度计法（粒径0.1mm以下） 移液管法（粒径0.1mm以下）
1.表格法
列表说明土样中各粒组的土质量占土样质量的百
分数。
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(1)粗筛：孔径为60、40、20、 10、5、2mm。 (2)细筛：孔径为2．0、1．0、
第一章 土的物理性质与 工程分类
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第一节 概述
一、土的生成
风化，剥蚀
岩石
土
水、风的搬运或就地沉积
物理风化：生成砂、砾等粗颗粒土。
化学风化：生成粘性土。
生物风化
土的沉积类型：残积土、坡积土、洪积土、冲积土等。
特殊土：软土、黄土、红粘土、冻土等。
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第二节 土的三相组成
土是由土粒（固相）、水（液相）、 空气（气相）组成的三相体系；
71.7
71.7
42.8
0.5
60.7
39.3
39.3
23.5
0.25
92.3
7.7
7.7
4.6
0.1
97
3.0
3.0
1.8
底盘总计 3
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2.颗粒分布曲线法（级配曲线）
不均匀系数
Cu d60 d10
Cu越大，曲线越平缓，粒径分布越不均匀。
曲率系数
Cc d320 (d60 d10)
Cc<1，中间颗粒偏少，小粒径颗粒偏多。 Cc>3，中间颗粒偏多，小粒径颗粒偏少。
2mm筛下土质量:597g 细筛分析时所取试样质量:100g
孔径(mm) 累计留筛 小于该孔径 小于该孔径 小于该孔径占总
质量(g)
土质量(g)
百分数(%) 土百分数(%)
10
100
900
90.0
90.0
7
195
805
80.5
80.5
5
280
720
72.0
72.0
2
403
597
59.7
59.7
1
28.3
相对密实度 （Relative Density ）
Dr
emax e emax emin
d dmin dmax dmax dmin d
V
测定方法:
Vv V
VS
Va 气 体 0 Vw 水 mw
mw m
土颗粒
Vs
ms
ms
环刀法:适用于细粒土
灌水法:现场测定粗粒土、巨粒土
灌砂法:现场测定粗粒土,最大粒径不超过15mm
核子密度仪:现场快速土测力学定第一法章
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土力学第一章
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2. 含水量
wmw Ww100% ms Ws
w s
(1 w) s
s
气体 水
土颗粒
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e
1 e
1
孔隙比e和孔隙度n
气体
e V v s (1 w) 1
w s
Vs
(1 w) s
水
e 1 e
n Vv 100% V
s
土颗粒
1
n e 1 e
e n 1 n
孔隙比：部分与部分 比值，可大于等于1
孔隙度：部分与整体
比值，不可能大于1
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V
V
sat
s ew
1e
气体
w s
水
(1 w) s
（2）土的浮重度
s
土颗粒
sat
w
s w
1 e
土力学第一章
e 1 e
1
（3）土的干重度（干密度）
＝
d
Ws V
s
1e 1 w
w s
(1 w) s
s
气体 水
土颗粒
e 1 e
1
d m V s m V m w m V w m s w d
级配良好的土 C u 5 且 Cc 1～3
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三、土中的水
土中的水
固态
液态
自由水
气态
结合水
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重力水 毛细水 强结合水 弱结合水 粘性土的性质
+
+
+ + __
_ _
_
_
__
+ _
_
+ _
___
_ __
_
+_ __
_
_
粘土颗粒
强结合水
O2
105o
H+
H+Hale Waihona Puke Baidu
水分子 极性
测定方法：
烘干法：适用于粘性土、粉土、砂土
红外线法：适用于少量试样试验
酒精燃烧法：适用于少量试样快速测定
铁锅炒干法：适用于卵石或砂夹卵石
3. 土粒相对密度（比密度）：比重瓶法测定
s
Ws Vs
Gs
ms ms
m V 土w力学第一s章 w
s wGs
（三）确定三相量比例关系的其他常用指标 1.表示土中孔隙含量的指标 单元土三相图
0．5、0．25、0.075mm。
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颗 粒 尺 寸 （ mm ）取样数量（g）
＜2
100～300
＜10
300～1000
＜20
1000～2000
＜40
2000～4000
＜60
4000以上
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风干土质量:1000g, 小于0.1mm土总质量百分数:1.8%
2mm筛上土质量:403g 小于2mm的土总质量百分数:59.7%
孔隙中充满水时为饱和土，为二 相体系； 完全无水时土为干土，也是二相 体系。
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一、固体颗粒
(一)颗粒的矿物成分和颗粒分组
1.土的矿物成分 （1）原生矿物
物理风化产物，石英、长石、云母等。颗粒粗， 为砂、砾组主要成分。 （2）次生矿物
化学风化产物，颗粒细，为粘粒组的主要成分。 颗粒细，比表面积大，活性大，亲水性强。
2.表示土中含水程度的指标
（1）含水量 （2）饱和度
w s
(1 w) s
s
气体 水
土颗粒
e 1 e
1
Sr
Vw Vv
w s / w w G s
e
e
饱和度用于判定无粘性土的潮湿程度
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3.表示土的密度和重度的几种指标
（1）土的饱和密度 s a t 和饱和重度 s a t
sat
msVvwmsVV