土力学复习知识点整理

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第一章土的物理性质及其工程分类

1.土: 岩石经过风化作用后在不同条件下形成的自然历史的产物。

物理风化原生矿物（量变）无粘性土

风化作用化学风化次生矿物（质变）粘性土

生物风化有机质

2.土具有三大特点：碎散性、三相体系、自然变异性。

3.三相体系:固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成。

4.固相:土的固体颗粒，构成土的骨架，其大小形状、矿物成分及组成情况是决定土物理性质的重要因素。

（1）土的矿物成分:土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。

颗粒矿物成分有两大类:原生矿物、次生矿物。

原生矿物:岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母。

次生矿物:原生矿物经化学风化作用的新的矿物，如黏土矿物。

粘土矿物的主要类型:蒙脱石、伊利石、高岭石（吸水能力逐渐变小）

（2）土的粒组: 粒度:土粒的大小。粒组:大小、性质相近的土粒合并为一组。

（3）土的颗粒级配：土中所含各颗粒的相对含量，以及土粒总重的百分数表示。

①△颗粒级配表示方法:曲线纵坐标表示小于某土粒的累计百分比，横坐标则是用对数值表示的土的粒径。曲线平缓则表示粒径大小相差很大，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。

②反映土颗粒级配的不均匀程度的指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc，用来定量说明天然土颗粒的组成情况。

公式:

不均匀系数Cu= d60/d10

曲率系数Cc=(d30)²/（d60×d10）

d60 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称限定粒径；

d10 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称有效粒径；

d30 ——小于某粒径的土粒质量占土总质量30％的粒径，称中值粒径。

级配是否良好的判断:

a.级配连续的土:Cu>5，级配良好;Cu<5级配不良。

b.级配不连续的土，级配曲线呈台阶状，同时满Cu>5和Cc=1~3两个条件时，才为级配良好;反之则级配不良。

③颗粒分析实验:确定各个粒组相对含量的方法。

筛分法:（粒径大于0.075mm的粗粒土）

水分法:（沉降分析法、密度计法）（粒径小于0.075mm的细粒土）

5.液相:土中水按存在形态分为液态水、固态水、气态水。

土中液态水分为结合水和自由水两大类。

粘土粒表面吸附水（表面带负电荷）

结合水是指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面

成薄膜状的水。

分类: 强结合水和弱结合水。

自由水是指存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。

分类: 重力水和毛细水。

细粒土的可塑性的本质原因:在于结合水的能力。

工程实践中的流砂、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定等问题都与土中水的运动有

关。

6.气相:土中气体存在于孔隙中未被水所占据的部位。

①自由气体:对土的性质影响不大。

②封闭气体:增大土体的弹性和压缩性。

7.土的结构（内部特征）三种基本类型

①单粒结构:是粗粒土的主要结构形式。（砂粒）（脱水）

②蜂窝结构:是粉粒的主要结构形式。（居中）

③絮状结构:是黏粒的主要结构形式。（不脱水）

8.灵敏度：反映粘土结构性的强弱。

St=qu/qu'

式中qu、qu'分别为原状土无侧限抗压强度、重塑土无侧限抗压强度

低灵敏度：(1.0＜st≤2.0)中等灵敏(2.0＜st≤4.0)和高灵敏度(st>4.0)

灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈明显。

9.土的构造（外部特征）:①层状构造;②裂隙构造;③结核或孔洞。

10.土的物理性质直接反映土的松密、软硬等物理状态，也间接反映土的工程性质。而土的松密和软硬程度主要取决于土的三相各自在数量上所占的比例关系。

11. ★土的三相比例指标：土的三相物质在体积和质量上的比例关系

12. ★土的物理状态指标（粗粒土的松密程度，粘性土的软硬程度）

三个基本试验指标:

⑴土的天然密度ρ

ρ=m/v（单位：g/cm3)

测试方法：土的密度可采用环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法等方法测定，其中环刀法常用于细粒土的密度测定。

⑵土的含水率ω

ω=Mω/M s×100％

注意：含水率是土中所含水分质量与土体颗粒质量之比，可>100％，而含水量必须<100％.

测试方法：一般用烘干法测定，即先称小块原状土样的湿土质量m，然后置于烘箱内维持100—105℃烘至恒重，再称干土质量m s,湿干土质量之差m-m s，与干土质量m s之比值，就是土的含水率

⑶土粒比重Gs:指烘干土粒与同体积4℃纯水之间的质量比。

测试方法：一般用比重瓶法测定，即将干土粒（ms ）放入比重瓶，加蒸馏水煮沸除气，测得土粒排开水的体积Vs，代入上式计算。

天然容重γ:指天然状态下单位体积土的重量。

饱和度Sr：指土孔隙中所含水的体积与土中孔隙体积的比值。

孔隙比e:指土中孔隙体积与土中固体颗粒总体积的比值。

孔隙率n:指土中孔隙体积与土的总体积之比。

对于同一种土，大小关系:γsat>γ>γd>大γ'

13.判断无粘性土密实度

影响砂、卵石等无黏性土工程性质的主要因素是密实度。

判断方法:

(1)用孔隙比e来描述。

e越大表示土中孔隙大，则土质疏松。优点：简单；缺点：未能考虑级配的因素。

(2)用相对密实度Dr描述。

Dr=（e max-e）/（e max-e min）

（e=ρs×Gs/ρd-1）

Dr 0——0.03———0.67———1

松散| 中密| 密实|

N来评价砂类土的密实度，是一个行之有效

(4)试验法。

标准贯入试验采用重量为63.5kg穿心锤，以76cm的落距自由下落，把标准贯入靴打入土中，先打入15cm不计数，接着每打入10cm记下击数，累计打入30cm的锤击数，即为标准贯入击数N。

N(锤击数)0——10——15——30——

|松散|稍密|中密|密实

(5)碎石根据野外鉴别方法划分为密实、中密、稍密、松散四种状态。