土力学 第1章资料

残积土
残积土
无搬运
强风化 弱风化 微风化
颗粒表面粗糙 多棱角 粗细不均
土 质 较
母岩体
无层理
好
运积土
有搬运
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
运积土
有搬运
重力: 坡积土 土粒粗细不同，性质不均匀
洪积土 有分选性，近粗远细
流水:
冲积土 浑圆度分选性明显，土层交迭 湖泊沼泽沉积土 含有机物淤泥，土性差
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
小于某粒径之土粒质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5
0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
土的颗粒级配累积曲线
100g 累积质量百分数 P
100 90 80
10 5.0 5g 2.0 8g 1.0 9g 0.5 12g 0.25 11g 0.1 19g
d60 d10 d30 Cu Cc
0.33 0.005 0.063 66 2.41
小于某粒径之土质量百分数（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
土的颗粒级配累积曲线
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10 0
d60
d30
d10
粒径(mm)
斜率: 某粒径范围内颗粒的含量 陡—相应粒组质量集中 缓--相应粒组含量少 平台--相应粒组缺乏 连续程度:
稳定性强
晶胞示意图
若干个晶胞按某种联结方式叠加
晶胞的联结方式
水分子联结 钾离子联结 氢键联结
蒙脱石
伊利石
高岭石
粘土矿物
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
粘土矿物的
晶格构造
比表面积 ：单位质量
土颗粒所9克拥蒙有脱的土总的表总面
粒
径 表 个高面 足岭大积石积 球大 场约 一与 样一 大伊中利石
比表面积 7-30m2/g 67-100m2/g
Cc = d302 / (d60 ×d10 )
— 曲率系数
较大颗粒缺少 Cc 减小 较小颗粒缺少 Cc 增大
C c = 1 ~ 3, 级配连续性好
小于某粒径之土质量百分数（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005
土的颗粒级配累积曲线
形成过程 形成条件
土的形成 影 响
影响
Байду номын сангаас物理力学 性质
固相（固体颗粒) 液相（土中水） 气相（土中气）
土的三相组成 土的物理状态 土的结构
土的工程分类
决定
变形特性 强度特性 渗透特性
1.2 土的组成 土体
固相 + 液相 + 气相
土粒
构成土骨架，起决定作用
重要影响
次要作用
思考
1.土是如何产生的?
2.土由哪几部分组成?
胀缩性 小
中
渗透性 大
中
强度
大
中
压缩性 小
中
蒙脱石
小 810m2/g
大 小 小 大
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
2) 土的颗粒级配
各粒组的质量分数:各粒组的质量占
全部土粒总质量的百分比,即土中各粒 组的相对含量。
颗粒大小
影响土性 的主因
各粒径成分 在土中占的 比例
狭义的颗粒级配
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒 •粒度（径）土粒的大小
海相沉积物 颗粒细，表层松软，土性差
冰川: 冰积土 土粒粗细变化较大，性质不均匀
风力：风积土 颗粒均匀，层厚而不具层理
敦煌雅丹国家地质公园
雅丹地貌——典型风蚀作用地貌
土的分类有哪些?
无机土
无粘性土:如砂土,碎石土,卵石土 粘性土:颗粒细小
一般土
粉土
有机土
土
特殊土 :湿陷性土、膨胀土、盐渍土、软土等
成土原岩原来的矿物成分，形成 了新矿物。主要是粘土矿物。
如：蒙脱石、伊利石、高岭石
鳞片状层叠晶体，其基本结晶单元称为晶片
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
两种晶片:硅氧晶片和铝氢氧晶片(硅片和铝片）
硅片的结构
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
铝片的结构
关于同像置换（同形代替）的概念
晶片：粘土矿物的基本结晶单元。 晶胞：晶片有序排列形成的基本层组。
颗粒级配
——土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重量百分数来表示
•确定方法 颗粒分析试验
•
筛分法：适用于粗粒土 (>0.075 mm或>0.1 mm)
•
水分法：适用于细粒土 (<0.075 mm或<0.1 mm)
•表述方法
颗粒级配曲线：根据颗粒分析结果求出各粒组的含量占全部
土粒重量的百分比，然后按小颗粒至大颗粒计算累积百分含量， 用半对数坐标绘制成颗粒级配累积曲线。
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒 1.2.1 土的固体颗粒（固相）
颗粒排列
矿物成分
颗粒级配
物理状态 力学特性
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
1) 土粒的矿物成分
无机矿物
原生矿物 在物理风化作用下，土粒保持与
成土原岩相同的矿物成分。 如：长石、石英、云母颗粒
次生矿物 在化学风化作用下，由于改变了
地表地质作用
岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的
1)风化作用
影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动 过母程岩中表因面碰和撞碎和散摩的擦颗而粒破受碎环境因素的
作用而改变其矿物的化学成分，形成
新的矿物
物理风化 量变 原生矿物
无粘性土
质变
化学风化
次生矿物
粘性土
生物风化
有机质
动植物的活动
2) 搬运与沉积
母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小 颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物
•粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类
•界限粒径 划分粒组的分界尺寸
土粒粒组的划分（GBJ145-90)
巨粒土
粗粒土
块石 卵石 圆砾 漂石 碎石 角砾
砂粒
细粒土 粉粒 粘粒
d
粗 中 细 粗 中 细 极细 粗 细
mm
10 5 0.5 0.25 0.1
0.01
200 20
2
0.075 0.005
§1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
36g
%
70
60
95
50
87
40
30
78
20
66
10 0
55
36
粒径(mm)
粒径(mm)
0.05 0.01
0.005
水分法
累积质量百分数 26
13.5
10
P(%)
特征粒径:
d60 : 限定粒径 d10 : 有效粒径 d30 :中值粒径
不均匀程度：
Cu = d60 / d10
— 不均匀系数
Cu ≥5,颗粒大小不均匀
第1章 土的物理性质及工程分类
对土的特点进行详细解释和定量描述
本章特点: 看起来零散 学习要点: 理清
各节间联系 各节内层次
1.1概述
土的形成，什么是土？
风化
岩石
搬运、沉积
颗粒堆积物
地球
成岩
地球
土是指：地球表面的完整岩石在大气中经受长期的风 化、剥蚀、搬运、沉积而形成的、覆盖在地表上碎 散的、没有胶结或胶结很弱的第四纪松散堆积物。