土力学课件第一章土的物理性质和工程分类
土力学第一章
Cu愈大，表示土粒愈不均 匀。工程上把Cu＜5的土视 为级配不良的土；
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同时满足Cu≥5和Cc=1～3时， 定名为良好级配土
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颗粒粒径级配曲线
纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐 标表示土粒的粒径(对数坐标）
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2.土粒的矿物成分
矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用
m s
m s
测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒
精燃烧法
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m ms mw Vs Vw Va
VV
三、换算指标
质量m 气 水
土粒
体积V 1.孔隙比e和孔隙率n 孔隙比e ：土中孔隙体积与 土粒体积之比
e Vv Vs
孔隙率n ：土中孔隙体积与总体积之比，以百 分数表示
n Vv 100% V
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§1.2 土的物理性质指标
一、土的三相图
质量m
体积V
气
Vw Va Vv
mw
水
二、直接测定指标 1.土的密度ρ：单位体积土的质
量 m ms mw
V Vs VwVa
m
Vs V
ms
土粒
特殊情况下土的密度ρd, ρsat,
ρ’
实验方法：环刀法
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工程中常用重度来表示单位体积土的重力
质量极轻，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔
隙较大的絮状结构
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五、土的构造
土的构造是指土体中各结构单元之间的关 系。
1.层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积的
物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出成层 特征
土力学 第1章 土的性质及工程分类
岩石经过风化作用而剥落、搬运、沉积形成的矿 物集合体。
3.风化的类型
○ 物理风化
定义：由于温度变化和岩石裂隙中水的冻结以及盐类的结 晶引起的岩石表面逐渐破碎崩解的过程。
结果：主要使岩石机械破碎。风化的产物（原生矿物）与 原母岩矿物成分、化学性质相同。
○ 化学风化
定义：岩石在水溶液、大气以及有机体的化学作用或生物 作用下所引起的破坏过程。
土的构造的最主要特征就是层理(状)结构或成层性。
◇分散构造：土层中土粒分布均匀，性质相近。 ◇裂隙构造：土体中有很多不连续的小裂隙。这种土的强度低、渗透性大。
分散构造
裂隙构造
1.5 土的物理性质(三相)指标
土的物理性质指标：表示土的三相之间比例关系的指标。
指标的分类：
1.基本试验指标：必须通过试验才能确定的指标。
计算公式： mw 100% Ww 100%
ms
Ws
（％） （1 - 16)
试验测定方法：烘干法。
先称一定质量的土m，放在100～1050C下烘干至恒重，则此时的质量即为土粒 的质量ms，土中水的质量mw=m-ms。代入上式即可。
二、反映土单位体积质量(重量)的指标
1.土的干密度ρd
+
+
+ + __
_ _
_
_
__
+ _
_
+ _
___
_ __
_
+_ __
_
_
粘土颗粒
强结合水
O2
105o
H+
H+
水分子 极性
粘粒
弱结合水
自由水
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
土力学课件--第一章土的物理性质和工程分类
2~0.5 0.5~0.25 0.25~0.1 0.1~0.05
易透水，当混入云母等杂质时透水性减 小，而压缩性增加，无粘性，遇水不膨 胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大， 但随粒径变小而增大
粉粒
粗 细
0.05~0.01
透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小， 干时稍有收缩；毛细水上升高度较大较
0.01~0.005 快，极易出现冻胀现象
5 2 0.5 0.25
0.05 0.005 0.002
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土力学课件
§1.2 土的三相组成
（三）颗粒大小分析试验 测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数，确定粒径分布范围的试 验称为土的颗粒大小分析试验。
常用的方法：筛分法：粒径>0.075mm 密度计法：粒径<0.075mm 联合测定：既有粒径< 0.075mm， 又有粒径 >0.075mm
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土力学课件
§1.2 土的三相组成
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图 土的颗粒土级力配学曲课件线
§1.2 土的三相组成
二、土的液相 （一）结合水
强结合水性质接近于固体，冰点很低，沸点较高，且不能传递压力。 弱结合水也称为薄膜水，不能传递压力，也不能在孔隙水中自由流动 ，但它可以因电场引力的作用从水膜厚的地方向水膜薄的地方转移。由于 它的存在，使土具有塑性、粘性、影响土的压缩性和强度，并使土的透水 性变小。
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土力学课件
第1章 土的物理性质及工程分类
本章主要内容
• 1.1 土的生成
• 1.2 土的三相组成
• 1.3 土的结构、构造
• 1.4 土的三相物理性质指标的测定及计算
• 1.5 无粘性土的特性
土力学-1.土的物理性质及工程分类-1.5 砂土的密实度
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
大
孔隙比学Βιβλιοθήκη 资Dremax e emax emin
砂土在最密实状 态时的孔隙比
环
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
院
Dr≤1/3
疏松状态
土
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
大
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)
安
学
密实度
南
§1.5 砂土的密实度
华 一、相对密实度
大
学
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
院
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
院
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
土质学与土力学第1章土的物理性质及工程分类
第一章 土的物理性质及工程分类§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6 §1.7 土的形成 土的三相组成 土的结构和构造 土的三相比例指标 土的物理状态指标 土的工程分类 土的击实特性§1.1 土的形成土的形成示意图 岩石 地球风化搬运、 搬运、沉积土 地球31 风化物理风化 化学风化 生物风化地表或接近地表条件下，岩石、 在地表或接近地表条件下，岩石、矿 物发生机械破碎的过程。
物发生机械破碎的过程。
主要因素是 岩石的失重和温度变化， 岩石的失重和温度变化，岩石裂隙中 水的结冰等。
水的结冰等。
原生矿物 次生矿物在地表或接近地表条件下， 在地表或接近地表条件下， 岩石、 岩石、矿物发生化学变化并 生成新矿物的过程。
生成新矿物的过程。
主因是 水和氧，前者引起溶解、 水和氧，前者引起溶解、水 化，后者引起氧化等化学反 应。
动植物及微生物 引起的岩石风化。
动植物活动有 机 质物理风化5石灰岩里面 含有二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝中， 里面， 二氧化碳的水 在石灰岩里面，含有二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝中， 会溶解其中的碳酸钙。
这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时， 会溶解其中的碳酸钙。
这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时， 由於水分蒸发、二氧化碳逸出，使被溶解的钙质又变成固体(称为固化 称为固化)。
由於水分蒸发、二氧化碳逸出，使被溶解的钙质又变成固体 称为固化 。
由上而下逐渐增长而成的，称为“钟乳石 钟乳石”。
由上而下逐渐增长而成的，称为 钟乳石 。
化学风化62 搬运 由风力、水流、重力等完成 搬运—由风力 水流、 由风力、 沉积—残积 坡积、 残积、 3 沉积 残积、坡积、冲积等根据形成过程，可将土分为两大类： 根据形成过程，可将土分为两大类：残积土 无搬运母岩表层经风化作用破碎 成岩屑或细小颗粒后， 成岩屑或细小颗粒后， 未经搬运残留在原地的 堆积物运积土 有搬运风化所形成的土颗粒， 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 的堆积物坡积土洪积物（层）断面 洪积物河流形成冲击土河床、河漫滩、 河床、河漫滩、阶地（平原河谷）冲击物 平原河谷）风积土风积土： 风积土：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来 的堆积物。
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
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《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。
土力学与地基基础2.土的性质及工程分类
2、液性指数（又称稠度指标）：
IL
p
Ip
IL表征土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系。
例题P29 2-5
例 题
一黏性土IL= - 0.16，ωL=37.5%，IP=13.2。
求：黏性土的天然含水率ω？
第五节 地基土的工程分类
目的：任何一种土的分类体系，其目的都是
提供一种通用的鉴别标准，以便在不同土类 之间作有价值的比较、评价及累积和交流经 验。 一般粗粒土按颗粒组成进行分类；细小的粘 性土按塑性指数分类。
2）土的孔隙率
2.表示土中含水程度的指标
含水率ω是表示土中含水程度的一个重要指
标。此外，工程上还需要知道孔隙中充满水 的程度，这可用土的饱和度Sr表示。
3.表示土的密度和重度的几种指标
除了天然密度ρ（有时也叫湿密度）以外，工程计算中 还常用如下土的密度： 1.土的干密度
2.土的饱和密度
3.土的有效密度（或浮密度）
2.固体颗粒粒组及其划分
粒度-土粒的大小d，单位mm。 粒组-工程上常把大小、性质相近的土粒合 并为一组，称为粒组。见表2.1 粒度成分-土中各粒组的相对百分含量。
3. 粒度成分的分析方法
⑴筛分法：di>0.075mm利用一
套孔径由大到小的筛子，将按规 定方法取得的一定质量的干试样 放入一次叠好的筛中，置振筛机 上充分振摇后，称出留在各级筛 上的土粒的质量，按下式计算出 小于某土粒粒径的土粒含量百分 数X： mi
第二章
土的物理性质及工程分类
土的形成
土的组成
土的物理性质指标
土的物理状态指标 土的工程分类
第一节 土的生成与特性
一.土的生成
土力学地基基础土的物理性质及工程分类
3 土中气体
土的固体颗粒之间存在孔隙，没有 被水填充的部分为土的气体组成。土中 气体主要分为两类： （1）自由气体：与大气相通，土层受压 时会逸出，一般对工程无影响。 （2）封闭气泡：与大气隔绝，一般存在 于黏土中，土层受压时，封闭气泡缩小， 卸荷时气泡又膨胀，形成有弹性的“橡 皮土”，使土体压实困难，渗透性降低。
第21页/共64页
第三节 土的物理性质指标
土的三相分布草图：固相集中于下部， 液相居中部，气相集中于上部，以适当比 例画成的一个草图，左侧标出各相的质量， 右侧注明各相的体积。如下图所示：
第22页/共64页
第三节 土的物理性质指标
1 土的三项基本物理性质指标 2 反映土的松密程度的指标 3 反映土中含水程度的指标 4 特定条件下土的密度（重度）
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4 特定条件下土的密度（重度）
（3）土的有效重度（浮重度）ϒ ’ ①物理意义
土的有效重度（浮重度）ϒ ’ ：地下水位以 下，土体单位体积所受的重力，再扣除浮力的 部分。 ②表达式
式中ϒw为水的重度，可取10kN/m3。 ③常见值
ϒ’ =8~13kN/m3。
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土的物理性质指标汇总
第23页/共64页
1 土的三项基本物理性质指标
（1）土的密度ρ和土的重度ϒ ①物理意义
土的密度ρ：单位体积土的质量，g/cm3。 土的重度ϒ：单位体积土所受的重力，即ϒ = ρg = 9.8ρ ≈ 10 ρ，kN/m3。 ②表达式
③常见值 ρ =1.6~2.2 g/cm3， ϒ=16~22kN/m3。
土的结构一般分为下列三种 ①单粒结构：粗粒土（卵石、砂土等）在沉积 过程中，每个颗粒在自重作用下单独下沉达到 稳定状态。 ②蜂窝结构：土颗粒较细（粒径小于0.02mm） 时，在水中单个下沉，碰到已沉积的土粒，由 于土粒之间的分子引力大于土粒自重，使得下 沉的土粒被吸引而不再下沉。一粒粒依次被吸 引，形成很大孔隙的蜂窝状结构。
土力学课件ppt
环境工程中的土力学
总结词
环境保护、土壤修复
详细描述
在环境工程中，土力学主要关注土壤污染和修复、土壤保持和土地复垦等方面。它研究土壤污染物的 迁移转化规律，提出土壤修复和改良的方法和技术，为环境保护和土地资源可持续利用提供科学依据 。
地质工程中的土力学
总结词
岩土工程、地质灾害防治
详细描述
地质工程中的土力学主要研究岩土体的稳定性、变形和渗流 等问题，涉及到边坡工程、地下工程、地基处理等方面的应 用。同时，它也涉及到地质灾害的防治，如滑坡、泥石流等 自然灾害的预测和治理。
04
渗流基本概念
渗流
土中水流在土壤孔隙中的流动现象。
孔隙压力
土壤孔隙中的流体压力。
渗透力
水流在土壤孔隙中流动时对土壤颗粒产生的动水 压力。
达西定律
达西定律描述了水在土壤孔隙中流动 时的速度与压力梯度之间的关系，即 水流的速率与孔隙压力梯度成正比。
达西定律是渗流理论的基本定律，适 用于描述土壤和岩石等连续介质的渗 流。
的数学模型。
常见的固结方程有太沙 基固结方程、剑桥固结
方程等。
土力学在工程中的
07
应用
土木工程中的土力学
总结词
基础建设、建筑安全
详细描述
土力学在土木工程中主要用于研究和解决地基与基础的问题，确保建筑物的安 全性和稳定性。它涉及到土的强度、变形、渗透等基本特性，以及如何进行合 理的地基设计、基础选型和施工方法选择。
土压力理论
02
静止土压力
静止土压力是指土体在无外力作用或外力作用平衡时产生的土压力，通常表现为 土体内部的应力状态。
静止土压力的大小与挡土墙的刚度和位移有关，计算公式为：P = K * γ * H，其 中K为静止土压力系数，γ为土的容重，H为挡土墙高度。
土力学-第一章
土的结构类型
• 示意图
单粒结构—松
• 排列形式 • 矿物成分
点与点、点与面 原生矿物
单粒结构—密
粗 粒 土
30 岩土工程研究所
郭莹主讲
土力学
§1 土的物性及分类 §1.1土的三相组成和结构 1.1.4土的结构
土的结构类型
• 示意图
细 粒 土 • 形成环境
颗粒级配 颗粒级配曲线及指标的用途：
1）粒组含量用于土的分类定名；
2）不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度： Cu ≥ 5，不均匀土； Cu < 5，均匀土
3）曲率系数Cc用于判定土的连续程度： C c = 1 ~ 3, 级配连续土； Cc > 3 或 Cc < 1，级配不连续土
4）不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣： 如果 Cu ≥ 5且 C c = 1 ~ 3 ， 级配良好的土； 如果 Cu < 5 或 Cc > 3 或 Cc < 1, 级配不良的土。
重力水
地下水位（浸润线）以下饱和土中； 在重力作用下可在土中自由流动。
（gravitation water）
自由水
（free water）
• 存在于固气之间
毛细水
• 在重力与表面张力作用下
可在土粒间孔隙中自由移动 （capillary water）
26 岩土工程研究所
郭莹主讲
土力学
§1 土的物性及分类 §1.1土的三相组成和结构 1.1.3土的液相
粒径(mm)
∵d60A = d60B= 0.28，d10A=0.15 d10B =0.02 ∴CuA=1.87 <CuB=14
16 岩土工程研究所
郭莹主讲
土的物理性质及工程分类
第1章土的物理性质及工程分类1.1 土的形成岩土体是地壳的物质组成。
岩体是地壳表层圈层，经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质体。
它赋存于一定的地质环境之中，并随着地质环境的演化和地质作用的持续，仍在不断的变化着。
土体是岩石风化的产物，是一种松散的颗粒堆积物。
由于岩土材料组成的复杂性，其性质在许多方面不同于其它材料，具有其特有的多变性及复杂性。
以下就岩土的特性分别简述之。
1.2 土的组成1.1.1 土的结构与特性土是一种松散的颗粒堆积物。
它是由固体颗粒、液体和气体三部份组成。
土的固体颗粒一般由矿物质组成，有时含有胶结物和有机物，这一部分构成土的骨架。
土的液体部分是指水和溶解于水中的矿物质。
空气和其它气体构成土的气体部分。
土骨架间的孔隙相互连通，被液体和气体充满。
土的三相组成决定了土的物理力学性质。
1）土的固体颗粒土骨架对土的物理力学性质起决定性的作用。
分析研究土的状态，就要研究固体颗粒的状态指标，即粒径的大小及其级配、固体颗粒的矿物成分、固体颗粒的形状。
（1）固体颗粒的大小与粒径级配土中固体颗粒的大小及其含量，决定了土的物理力学性质。
颗粒的大小通常用粒径表示。
实际工程中常按粒径大小分组，粒径在某一范围之内的分为一组，称为粒组。
粒组不同其性质也不同。
常用的粒组有：砾石粒、砂粒、粉粒、粘粒、胶粒。
以砾石和砂粒为主要组成成分的土称为粗粒土。
以粉粒、粘粒和胶粒为主的土，称为细粒土。
土的工程分类见本章第三节。
各粒组的具体划分和粒径范围见表1-1。
土中各粒组的相对含量称土的粒径级配。
土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比，一般用百分比表示。
土的粒径级配直接影响土的性质，如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。
要确定各粒组的相对含量，需要将各粒组分离开，再分别称重。
这就是工程中常用的颗粒分析方法，实验室常用的有筛分法和密度计法。
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。
土力学经典课件第一部分土的物理性质及分类
土的比重是多少第一部分土的物理性质及分类一、计算题1-1-1已知土粒相对密度、含水量、天然密度。
计算孔隙比e、饱和密度、有效密度、干密度、孔隙率n、饱和度。
1-1-2某烘干土样质量为200g, 其颗粒分析结果如表1-1所列。
试绘制颗粒级配曲线，求特征粒径，并确定不均匀系数以及评价级配均匀情况。
表1-1粒径（mm）10-55-22-11-0.50.5-0.250.25-0.10.1-0.050.05-0.010.01-0.005<0.005粒组含量（g）101618242220257201-1-3一地基土样，含水量=18%，干密度=1。
60g/cm3,相对密度 ds=3.10,液限=29.1%，塑限=17.3%。
求（1）该土的孔隙比e、孔隙率n、饱和度。
（2）塑性指数、液性指数，并确定土的名称及状态。
1-1-4从某土层中取原状土做试验，测得土样体积为50，湿土样质量为98g，烘干后质量为77。
5g，土粒相对密度2.65。
计算土的天然密度、干密度、饱和密度、有效密度、天然含水量、孔隙比e、孔隙率n、饱和度。
1-1-5某地基土为砂土，取风干后土样500g，筛分试验结果如表1-2所列。
试确定砂土名称。
筛孔直径（mm）2020.50.250.075<0.075总计留在每层筛上土重（g）407019050500大于某粒径的颗粒占全重的百分率（%）82252901001-1-6已知土样相对密度为2。
7，孔隙率为50%，含水量为20%，若将10该土体加水至完全饱和，需要加多少水？1-1-7一体积为50的原状土样，其湿土质量为0.1kg，烘干后质量为0.07kg，土粒相对密度为2.7，土的液限=50%，塑限=30%。
求（1）土的塑性指数、液性指数，并确定该土的名称和状态。
（2）若将土样压实使其干密度达到1.7t/，此时土样孔隙比减少多少？1-1-8已知某中砂层在地下水位以下的饱和重度=20.8，相对密度ds=2.73。
土的物理性质与工程分类—土的击实性(土力学课件)
5.粗粒土的击实性
击实曲线
粗砂
中砂
特点
①不存在最优含水率；
20%
②在完全风干和饱和两
种状态下易于击实；
③潮湿状态下ρd明显降低。
粗砂 ω =4~5%
时，干密度最小
中砂 ω=7%；
5.粗粒土的击实性
理论分析
对粗粒土，击实过程中可以自由排水，不存在细粒
土中出现的现象。
在潮湿状态下，存在着假凝聚力，加大了阻力。
填土含水率与碾压标准的控制-作业1
为什么填筑时要将含水率控制在最优含水率附近？
因为黏性土存在最优含水率ωop，在填土施工中应该
将土料的含水率控制控制在ωop 左右，以期得到ρdmax 。
在ωop干侧的土常具有凝聚结构。土质比较均匀，强
度较高，较脆硬，不易压密；但浸水时易产生附加沉降。
在ωop 湿侧的土常具有分散结构。土体可塑性大，适
填土含水率和碾压
标准的控制
1.填土含水率
黏性土存在最优含水率ωopt，在填土施工中应该将
土料的含水率控制控制在ωopt左右，以期得到ρdmax。
在ωopt的干侧
常具有凝聚结构特征。土质比较均匀，强度较
高，较脆硬，不易压密；
但浸水时易产生附加沉降。
1.填土含水量
黏性土存在最优含水率ωop，在填土施工中应该将
填土含水率与碾压标准的
控制-作业4
填土含水率与碾压标准的控制-作业4
某路基填土夯实后的重度γ=18.5kN/m3 ，含水率w =
15%，试验室测得的最大干重度γdmax = 16.5kN/
m3，填土要求的压实系数K=0.95
试确定：此路基填土质量是否达到要求
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绪论
Santa Tecla 滑坡
2001年1月13日，萨尔 瓦多发生了7.6级的强震， 震中位于Santa Miguel 西南60英里。因此在 Santa Tecla 造成 山体 滑坡，最终导致700多人 遇难
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舟曲泥石流
绪论
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舟曲泥石流
绪论
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绪论
舟曲发生泥石流的主要因素：
一、是三眼峪沟内部有滑坡、崩塌等大量的松散固体物质存
在，为泥石流的发生提供了充分的物质条件，其中多数为
1879年7月1日甘肃文县8级地震所诱 发。同时舟曲位于龙
门山地震活动带北缘，又临近天水地震活动带，此前也曾受
汶川地震波及，土质相对疏松，一遇强降雨容易形成泥石流。
特征：
物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗；
化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。
对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风
化，只不过哪种占优势而已。
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土从其堆积或沉积的条件来看可分为：
§1.1 土的生成
残积土
河流冲积土
土
运积土
风积土 冰碛土 沼泽土
残积土
土无机有土机运土积(沼土泽土冰风冲碛积积) 土土土
残积土：岩石风化后仍留在原地的堆积物。 特点：湿热地带，粘土，深厚，松软，易变；
寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定 。
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§1.1 土的生成
运积土：岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等搬运离 开生成地点后再沉积下来的堆积物。又分为冲积土、风积土、 冰碛土和沼泽土等。
冲积土：由水流冲积而成；颗粒分选、浑圆光滑
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次要作用
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§1.2 土的三相组成
土是固体颗粒、水和空气的混合物，常称土为三相 系。
固相：土的颗粒、粒间胶结物； 液相：土体孔隙中的水； 气相：孔隙中的空气。
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§1.2 土的三相组成
当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为饱和土； 当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为干土； 一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中 兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为湿土。 根据土的粘性分： 粘性土：颗粒很细； 无粘性土：颗粒较粗，甚至很大。砂、碎石、甚 至堆石（直径几十cm甚至1m）
风积土：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆积 物；没有层理、细砂或粉粒；黄土
冰碛（qi）土：由冰川剥落、搬运形成的堆积物；不成层、从 漂石到粘粒
沼泽土：在沼泽地的沉积物；含a 有机质、压缩性高、强度低17
§ 1.2 土的三相组成 土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用
重要影响
不同类型的土
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§1.2 土的三相组成
一、土的固相 土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成
土的骨架最基本的物质，称为土粒。对土粒应从其矿物 成分、颗粒的大小来描述。 （一）成土矿物：原生矿物，次生矿物
原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英 、长石、云母等。
次生矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物 ，如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿 物以及碳酸盐等。
的增强。
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第1章 土的物理性质及工程分类
本章主要内容
• 1.1 土的生成 • 1.2 土的三相组成 • 1.3 土的结构、构造 • 1.4 土的三相物理性质指标的测定及计算 • 1.5 无粘性土的特性 • 1.6 粘性土及粉土的特性 • 1.7 粘性土水-土系统的工程（物理-化学）特性 • 1.8 土的工程分类
渗流：渗透变形与渗透稳定。
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绪论
2005年7月21日在广州海珠区江南大道南海珠广场深基坑南边发生滑坡
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绪论
比萨斜塔是意大利 比萨城大教堂的独 立式钟楼，位于比 萨大教堂的后面
钟楼始建于1173年， 设计为垂直建造，但
是在工程开始后不久
便由于地基不均匀和
土层松软而倾斜
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绪论
比萨 (Pisa) 斜塔
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§ 1.1 土的生成
一、土的概念
土： 覆盖在地表上的碎散矿物集合体。 岩石：构成地壳的基本物质，是一种或多种矿物的聚合体。
统称为大自然的产物
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
风化、搬运、堆积
岩石
土
压密、岩化
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§1.1 土的生成
岩石风化分为物理风化、化学风化和生物风化。
物理风化：岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，或受波浪的冲 击、地震等引起各种力的作用，温度的变化、冻胀等因素使 整体岩石产生裂隙、崩解碎裂成岩块、岩屑的过程。 化学风化：岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化碳等各种 气体、水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化 作用，使这些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为极细颗 粒的过程。
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（二）土粒的大小和土的级配
§1.2 土的三相组成
粒度，粒径
粒组：把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的土 粒含量定义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比
土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量
随着颗粒大小的不同，土的性质可以有很大的差异。因
此，人们常常按照粒径的范围，将土粒分为若干组，粒 组之间的分界尺寸称为界限粒径。表1-1是国内常用的 一种粒组划分。
土力学
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绪论
土力学是力学的一个分支，是以土为研究对象的学科。
研究内容： 通过研究土的物理、力学、物理化学性质及微观结构，进一步认 识土和土体在荷载、水、温度等外界因素作用下的反应特性即土 的压缩性、剪切性、渗透性及动力特性。
需要研究和解决的工程中的三大类问题：
土体稳定或强度问题；
土体变形问题；
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绪论
墨 西 哥 城 的 下 沉
该城市人口密集。1850年开始抽取地下水，1891－1973年，整个 老城下沉达8.7m造成地面道路、建筑及其他建筑设施的破坏。
土层中地下水位的下降，使有效应力增加，使地基进一步固结沉降。
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绪论
圣母教堂，因地表不均匀下沉使其发生严重倾斜，并成为危房
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绪论
La Conchita 滑坡
二、是三眼峪沟流域上游植被以幼林为主，灌草比例高，局
部裸露，储水能力较弱，在经历今年入夏以来长时间严重干
旱后，表层土变得更加干松。
三、是在近期强降雨作用下，土体强度极大地降低，形成坡
面泥石流，并逐步带动沟坡崩滑岩土形成冲击力巨大的泥石
流，在从中上游汇流至中下游过程中，使得因地震形成的天
然堆石坝逐级溃决，并最终导致泥石流流量的增大和破坏力