第一章-颗粒特性
土力学与地基基础第一章
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
工程岩土学- 第一章
§1.3 土的矿物成分（
P9 P33 ）
P9）
原生矿物
简单盐类
一．土的矿物成分的基本类型（
土 的 矿 物 成 分
无机矿物
有机矿物
P 19
{ {
次生粘土矿物
生物残骸 腐殖质
原生矿物————岩浆中直接生成的矿物， 是岩石经物理风化破碎但成分没有发生变化 的矿物碎屑。如石英、长石、云母、方解石、 角闪石、辉石等； 次生粘土矿物————是原生矿物经过化学 风化作用，形成的一些颗粒更细小的新矿物。
一．粒径和粒组（P33）
单位一般采用毫米(mm)。
1.粒径——土颗粒的大小，通常以其直径(d)来表示，
注：土颗粒并非理想的球体，应理解为土粒的平均直径或等效直径。
当土的粒径在某一范围内变化时，土的工程地质性 质差别不大。为了便于研究粒径与土的工程地质性 质的关系，将自然界中土颗粒的粒径变化范围划分 为几个区段，每个区段中包括的土粒成分相近，性 质相似。
0.88 2.4
不良 良好
三．土按颗粒组成的分类（P37）
1.粗粒土与细粒土的划分：
粗粒土——d＞0.074mm的颗粒含量超过50％的土 细粒土——d＜0.074mm的颗粒含量超过50％的土
2.粗粒土与细粒土的进一步细分：按照各粒组颗粒的百分
含量细分（P37表2-2）
注：①粗粒土定名时，按粒径由大到小，以最先符合者确定；
土的三相组成不是绝对不变的，其中固相 部分随时间、自然环境的变化较小；而土中 的水和空气对客观环境的变化非常敏感。
§1.2
土的粒度成分
土的工程地质性质主要取决于固相，特别是土粒的 大小和矿物类型。自然界中的土颗粒大小相差极为 悬殊（几十厘米以上～小于1微米），由它们组成的 土的性质也必然存在很大的差异。因此，研究土的 工程地质性质首先应研究组成土的土颗粒的大小。
上海海事大学河流动力学复习资料
上海海事大学河流动力学复习资料河流动力学第一章泥沙特性1、等容粒径：体积与泥沙颗粒相等的球体的直径。
设某一颗泥沙体积为V ，则等容粒径3/1)6(πVD =泥沙粒径可用长轴a ，中轴b ，短轴c 的算术平均值表示)(31c b a D ++=假设成椭球体，用几何平均值表示3abc D =2、粒配曲线的作法：(图1-1 p6)①通过颗粒分析（包括筛分和水析），求出沙样中各种粒径泥沙的重量②算出小于各种粒径的泥沙总重量③在半对数坐标纸上，将泥沙粒径D 绘于横坐标（对数分格）上，小于该粒径的泥沙在全部沙样中所占重量的百分数p 绘于纵坐标（普通分格）上，绘出的D~p 关系曲线即为所求的粒配曲线。
3、粒配曲线特点曲线坡度越陡，表示沙样内颗粒组成越均匀，反之，不均匀。
4、粒配曲线特征值1）中值粒径50D ：是常用的特征值，它表示大于和小于该种粒径的泥沙重量各占沙样总重量的50%，即粒配曲线的纵坐标上找出p=50%，其对应的横坐标即为50D2）平均粒径50D ：是沙样内各泥沙粒径组的加权平均值。
即粒配曲线的纵坐标（p ）按其变化情况分成若干组，并在横坐标（D ）上定出各组泥沙相应的上、下限粒径min max D D 和以及各组泥沙在整个沙样中所占重量百分数i p ?，然后求出各组泥沙的平均粒径 3 2min max min max i min max D D D D D D D D i +++=+=或∑∑==??=n i i n i i im pp D D 11n —为划分组数；2502σe D D m =，其中σ—沙样粒径分配的均方差，9.151.84ln D D =σ当σ为零时，沙样均匀，50D D m =，一般沙样不均匀，σ总是大于零，因此，通常50D D m >3）分选系数（非均匀系数）25750D D S =，若0S =1，则沙样非常均匀，越>1，则越不均匀。
5、影响泥沙的孔隙率的因素①沙粒的大小②均匀度③沙粒的形状④沉积的情况⑤沉积后受力大小⑥历时长短泥沙越细，孔隙率越大；泥沙越均匀，孔隙率越大；越接近球体，孔隙率越大。
第一章 油田化学——粘土矿物
☞蒙脱石由于晶格取代作用产生的负电荷由K+来平衡，由于
蒙脱石取代位置主要在Si-O四面体中，产生的负电荷离晶层 表面近，故与K+产生很强的静电力， K+不易交换下来。
☞ K+的大小刚好嵌入相邻晶层间的氧原子网格形成的空穴
中，起到连接作用，周围有12个氧与它配伍，因此， K+连
吸附性越强交换能力越大，通常离子的交换能力由弱到强 的排列顺序为 Li+<Na+<K+(NH4+)<Mg2+<Ca2+<Ba2+<Al3+<Fe3+<H+ c. 离子浓度 离子浓度越大交换能力越强
粘土矿物的性质
四、 粘土的凝聚性
（1）概念：粘土矿物（颗粒）在水分散体系状态下， 通过不同的联结方式产生絮凝或聚结（集）的现象。 粘土颗粒的联结：絮凝和聚结（集）
②作用机理：浓差扩散。
粘土矿物的性质
1、 吸附：物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部 浓 度）的现象。 吸附质：被吸附的物质（钻井液处理剂） 吸附剂：吸附吸附质的物质（粘土） 2、分类 （1）物理吸附：范德华引力引起，一般无选择性， 吸附热较 小，容易脱附。例：阴离子和非离子处理剂在粘土上的吸附。 （2）化学吸附：化学键力引起，具有选择性，吸附热较大， 不易脱附。例：阳离子处理剂在粘土上的吸附。
构的）和非晶质，自然界中所见到的粘土矿物绝大多
粘 土
数是晶质的。 （2）粘土：疏松的尚未固结成岩的以粘土矿物为 主的（≥50%）沉积物。 （3）粘土岩（俗称：泥页岩）：粘土矿物经沉积、
土力学第一章参考答案
⼟⼒学第⼀章参考答案第⼀章参考答案⼀、简答题1.【答】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（粒度成分）。
根据颗分试验成果绘制的曲线（采⽤对数坐标表⽰，横坐标为粒径，纵坐标为⼩于（或⼤于）某粒径的⼟重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以⼤致判断⼟的均匀程度或级配是否良好。
2. 【答】3. 【答】⼟是连续、坚固的岩⽯在风化作⽤下形成的⼤⼩悬殊的颗粒，经过不同的搬运⽅式，在各种⾃然环境中⽣成的沉积物。
与⼀般建筑材料相⽐，⼟具有三个重要特点：散粒性、多相性、⾃然变异性。
4. 【答】⼟的结构是指由⼟粒单元⼤⼩、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，⼟中⽔的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。
基本类型⼀般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075~0.005mm）、絮状结构（粒径<0.005mm）。
单粒结构：⼟的粒径较⼤，彼此之间⽆连结⼒或只有微弱的连结⼒，⼟粒呈棱⾓状、表⾯粗糙。
蜂窝结构：⼟的粒径较⼩、颗粒间的连接⼒强，吸引⼒⼤于其重⼒，⼟粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构：⼟粒较长时间在⽔中悬浮，单靠⾃⾝中重⼒不能下沉，⽽是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。
5. 【答】⼟的宏观结构，常称之为⼟的构造。
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。
其主要特征是层理性、裂隙性及⼤孔隙等宏观特征。
6. 【答】强结合⽔影响⼟的粘滞度、弹性和抗剪强度，弱结合⽔影响⼟的可塑性。
7. 【答】⽑细⽔是存在于地下⽔位以上，受到⽔与空⽓交界⾯处表⾯张⼒作⽤的⾃由⽔。
⼟中⾃由⽔从地下⽔位通过⼟的细⼩通道逐渐上升。
它不仅受重⼒作⽤⽽且还受到表⾯张⼒的⽀配。
⽑细⽔的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在⼲旱地区，地下⽔中的可溶盐随⽑细⽔上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处⽽形成盐渍⼟。
土力学第四版习题答案
土力学第四版习题答案第一章：土的物理性质和分类1. 土的颗粒大小分布曲线如何绘制？- 通过筛分法或沉降法，测量不同粒径的土颗粒所占的比例，然后绘制颗粒大小分布曲线。
2. 如何确定土的密实度？- 通过土的干密度和最大干密度以及最小干密度，计算土的相对密实度。
3. 土的分类标准是什么？- 根据颗粒大小、塑性指数和液限等指标，按照统一土壤分类系统（USCS）进行分类。
第二章：土的力学性质1. 土的应力-应变关系是怎样的？- 土的应力-应变关系是非线性的，通常通过三轴试验或直剪试验获得。
2. 土的强度参数如何确定？- 通过土的三轴压缩试验，确定土的内摩擦角和凝聚力。
3. 土的压缩性如何影响地基沉降？- 土的压缩性越大，地基沉降量越大，反之亦然。
第三章：土的渗透性1. 什么是达西定律？- 达西定律描述了土中水流的速度与水力梯度成正比的关系。
2. 如何计算土的渗透系数？- 通过渗透试验，测量土样在一定水力梯度下的流速，计算渗透系数。
3. 土的渗透性对边坡稳定性有何影响？- 土的渗透性增加可能导致边坡内部水压力增加，降低边坡的稳定性。
第四章：土的剪切强度1. 什么是摩尔圆？- 摩尔圆是一种图解方法，用于表示土的应力状态和剪切强度。
2. 土的剪切强度如何影响基础设计？- 土的剪切强度决定了基础的承载能力，是基础设计的重要参数。
3. 土的剪切强度与哪些因素有关？- 土的剪切强度与土的类型、密实度、含水量等因素有关。
第五章：土的压缩性与固结1. 固结理论的基本原理是什么？- 固结理论描述了土在荷载作用下，孔隙水逐渐排出，土体体积减小的过程。
2. 如何计算土的固结沉降？- 通过固结理论，结合土的压缩性指标和排水条件，计算土的固结沉降量。
3. 固结过程对土工结构有何影响？- 固结过程可能导致土工结构产生不均匀沉降，影响结构的稳定性和使用寿命。
第六章：土的应力路径和强度准则1. 什么是应力路径？- 应力路径是土体在加载过程中应力状态的变化轨迹。
土力学复习要点#
第一章 土的组成土是岩石风化的产物。
风化作用主要包括物理风化和化学风化。
1. 土具有三个主要特点：散体性、多相性（多样性）、自然变异性。
2. 土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。
3. 粗大的土粒其形状呈块状或粒状；细小的土粒主要呈片状。
4. 土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示；介于一定粒度范围内的土粒，称为粒组；划分粒组的分界尺寸称为界限粒径，据界限粒径200、60、2、0.075、0.005mm 把土粒分成六大粒组：漂石或块石颗粒、卵石或碎石颗粒、圆砾或角砾颗粒、砂粒、粉粒、黏粒。
5. 土中各个粒组的相对含量（土样各粒组的质量占土粒总质量的百分数）称为粒度成分或者颗粒级配。
6. 粒度成分分析常用筛分法（>0.075）和沉降分析法(<0.075).7. 粒度成分分布曲线：曲线较陡，说明粒径大小相差不多，颗粒较均匀，级配不良；曲线平缓，说明粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。
8. 不均匀系数,曲率系数，不均匀系数越大，表示粒度的分布范围越大，颗粒越不均匀，其级配越良好。
9. 把的土看作是均粒土，级配不良；把的土，级配良好。
10. 砾类土或砂类土同时满足和两个条件时，则为良好级配砾或良好级配砂。
11. 土中固体颗粒的矿物成分绝大部分是矿物质，或多或少含有有机质。
矿物质分为原生矿物和次生矿物，其中原生矿物主要是石英、长石和云母等，次生矿物主要是黏土矿物、可溶盐和无定形氧化物胶体。
黏土矿物主要是蒙脱石、伊利石和高岭石。
12. 一般液态土中水可视为中性、无色、无味、无臭的液体，其质量密度在4℃时为1g/cm ³ ,重力密度9.81kN/m ³。
存在于土粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造中的水称为矿物内部结合水，可以把矿物内部的结合水当作矿物颗粒的一部分。
13. 存在土中的液态水可以分为结合水和自由水两大类。
土中水是成分复杂的电解质水溶液。
14. 结合水进一步可分为强结合水和弱结合水。
精品课程之-第1章 土的物理性质和工程分类土(已加密) (1)
第一章 土的物理性质和工程分类一、主要内容本章主要介绍土、土的描述以及土的基本物理参数指标，这些参数是本门课程及将来从事岩土工程实践必可少的。
作为岩土工程师，其主要的任务之一就是采集、分类和调查研究土的物理性质。
因此，本章的重点就是解决如何描述土，如何通过试验来确定其物性参数以及对土进行分类。
二、学习要求通过本章的学习，学生应该具备如下的基本技能：1.对土进行描述和分类；2.确定土体的粒径级配；3.确定土中的主要成分比例（三相组成）；4.确定土的特性（粗粒土和细粒土）指标；5.确定最大干密度和最优含水量。
§1.1土的形成“土”一词在不同的学科领域有其不同的含义。
就土木工程而言，土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物，是在自然界漫长的地质年代内所形成的性质复杂、不均匀、各向异性且随时间在不断变化的地质体。
即使在同一场地，相距几厘米的土样之间也肯定不会具有相同的性质。
土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的强弱，所以，有时也会遇到难以区分的情况。
地球表面的 形状不同、大整体岩石 小不一的颗粒反过来土 岩石（沉积岩、变质岩） 工程上遇到的大多数土都是第四纪地质历史时期内所形成的。
一、风化作用及土的主要特点岩石的物理风化和化学风化形成了土。
风化过程包括物理风化和化学风化。
它们是同时进行而且是互相加剧发展的进程。
物理风化：由于物理作用（温度的变化、季节的变化、水的冻胀以及波浪的冲击、碰撞、摩擦等）使岩石块崩解为碎块和岩屑的过程。
物理风化作用只会引起岩石的机械破坏，大块岩体变成细小的颗粒，但其矿物成分仍与母岩相同，称为原生矿物。
这些颗粒之间存在着大量的孔隙，可以透水和透气，这是土的主要特征碎散性。
风化作用 破碎后受自然力作用在 不同环境沉积下来土 在很长的地质年代里，发生复杂物理化学变化、压密、岩化化学风化：母岩表面和碎散颗粒在与水、氧气、二氧化碳等的作用下受到的破坏作用。
化学作用：水解作用、水化作用、氧化作用、碳酸化以及溶解作用。