土质学与土力学-第1章
土质学与土力学
3、絮凝状结构：土粒或聚粒以边——边、边 ——面方式相联结在一起的结构形式（又称蜂窝状 结构）。这种结构具大孔隙，在外力作用下有较大 的变形。
4、土的结构性与灵敏度
土的性质由于其结构的破坏而改变的特性称为 qu 土的结构性。土的结构性用灵敏度表示：
St q0
灵敏度 St
低灵敏土 St=1~2
中等灵敏土 St=2~4
灵敏土 St=4~8
特别灵敏土 St=8~16
《土质学与土力学》多媒体课件
人防工程教研室 赵佩胜 制作
中 国 人 民 解 放 军 理 工 大 学 工 程 兵 工 程 学 院 多 媒 体 教 学 课 件
第四节 土的三相比例指标
土的三相（固相、液相、气相）组成物质在重量和体积
上的比例关系，反映出土的一些物理性质，如干湿、紧密等， 也可以间接地评价土的工程性质，可用三相图来表示土的物 质组成。 在三相图中，各相组成部分在重量和体积方面的关系如
Cu<5 Cu>10
土粒均匀，其级配不良 级配良好
3、三角坐标法
三角坐标可以表示三种粒组的含量，一般把土 粒分成砂粒、粉粒、粘粒三类。 利用几何上，等边三角形内任一点到三角形三 个边的垂直距离之和为一常数（图1-3）。
，
令：
h1 h 2 h 3 H 1 0 0 %
《土质学与土力学》多媒体课件
1、单粒结构：主要为碎石类土、砂类土等大颗粒土的 结构形式。
2、聚粒结构：若干个片状土粒以面——面方式聚合在 一起，形成较大的叠片状集合体。 据研究认为：较小的粘土颗粒为片状的，表面带负电荷，
边角断口处带正电荷。
《土质学与土力学》多媒体课件 人防工程教研室 赵佩胜 制作
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土质学与土力学：第1章《绪言》PPT教学课件
本构关系模型、计算方法、计算机技术的应用。
第一章 绪言
Charles- Auguste de Coulomb (1736-1806) 法国科学家
土力学成为一门独立学科的 重要标志Terzaghi是土力学 的奠基人(1883-1963)
1776 1856 1857 1925 1936 1949
岩石风化 的产物
分散性
非连续介质
▽复杂性 ▽易变形 ▽分散性
第一章 绪言
1.3 土力学的发展和展望
1776年，库仑（Coulomb）提出挡土墙理论标志着土力学的开始； 1925年太沙基出版《土力学》，标志着土力学阶段； 研究土作为刚性体，弹性体的性质，代表理论为太沙基原理 、 有效应力原理、渗透固结理论和极限平衡理论
物理—力学性质及它们之间的相互关系
土的形成 与演化
土质学
三大特性的 理论和参数
连续介质力学 的理论与方法
土力学
分散介质力学 的理论与计算
土的变形、强度、稳定 以及与其有关的工程问题
第一章 绪言
1.2 土及其特点
地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作 用而形成的，覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结 很弱的颗粒堆积物。
Coulomb 强度定律，土压力理论(1736-1806)) Darcy 定律 Rankine 新的土压力理论 Terzaghi 有效应力原理及渗透固结理论 第一届国际土力学及基础工程会议 中国土力学研究的兴起
第一章 绪言
土力学之父
Karl Von Terzaghi (1883-1963)
1925年，《土力学》 1943年，《理论土力学》
《土质学与土力学》
第一章 绪言 主讲教师: XXX
土质学与土力学绪论 第一章土的物质组成和结构构造
土质学与土力学与其他课程的关系
❖ 土质学与土力学属于技术根底课，它在一般根底课 和专业课之间起到承上启下的作用。
❖ 先行课程：材料力学、结构力学、弹性理论初步、 工程地质学与水文地质学、水力学
❖ 后续课程：水工结构、地基及根底 ❖ 土质学与土力学是一门边缘学科，它所设计的自然
❖ Cu大
不均匀
压密度大
有细粒土填空
❖ Cu小
均匀
密度小
无细粒土填空 压
❖ 土粒的级配——颗分曲线分析
❖ 对于级配不连续的情况，有时Cu虽然大， 但渗透稳定性一样不好，故Cu虽大，但并 不说明土粒级配良好，还要用Cc来衡量， Cu和Cc描述了级配曲线整体特征，可描述 土级配的好坏。
Cc
d d 台阶分布在 10 30
成土矿物
砂粒
❖ 一般由石英构成，其次是长石、云母。
粘粒
❖ 包含由次生矿物构成的极细土粒，粘粒含 量增加，土的透水性减小，可塑性和压缩 性增高。
❖ 土粒的粒组
❖ 天然土由无数大小不同的土粒组成，逐个 研究它们的大小是不可能的，统称是将工 程性质相近的土粒合并成一组称为粒组。
❖ 漂石粒 ❖ 卵石粒 ❖砾 粒 ❖砂 粒 ❖粉 粒 ❖粘 粒 ❖胶 粒 ❖ 巨粒组 d>60mm ❖ 粗粒组 60mm～0.075mm ❖ 细粒组 d<0.075mm
毛细管压力 Pc hcw
负孔隙水压力
沙
坑
倒
可使土粒相互挤紧，可使无粘性土也象有粘 聚力似得。由毛细管压力所造成无粘性土间的
塌
连接力，称之为假粘聚力 。
❖ 重力水
❖ 重力水是在重力和水位差作用下能在土中 流动的自由水。它是土中其它类型水的来 源。重力水具有融解能力，能传递静水和 动水压力，并对土粒起浮力作用 。
土质学与土力学
第一章土的物质组成和结构第一节土的形成一、土和土体的概念1．土(soil)地球表面30－80km厚的范围是地壳。
地壳中原来整体坚硬的岩石，经风化、剥蚀搬运、沉积，形成固体矿物、水和气体的集合体称为土。
土是由固体相、液相、气体三相物质组成；或土是由固体相、液体相、气体相和有机质（腐殖质）相四相物质组成。
不同的风化作用，形成不同性质的土。
风化作用有下列三种：物理风化、化学风化、生物风化。
2．“土体”(soil mass)土体不是一般土层的组合体，而是与工程建筑的稳定、变形有关的土层的组合体。
土体是由厚薄不等，性质各异的若干土层，以特定的上、下次序组合在一起的。
二、土和土体的形成和演变地壳表面广泛分布着的土体是完整坚硬的岩石经过风化、剥蚀等外力作用而瓦解的碎块或矿物颗粒，再经水流、风力或重力作用、冰川作用搬运在适当的条件下沉积成各种类型的土体。
再搬运过程中，由于形成土的母岩成分的差异、颗粒大小、形态，矿物成分又进一步发生变化，并在搬运及沉积过程中由于分选作用形成在成分、结构、构造和性质上有规律的变化。
土体沉积后：a.将经过生物化学及物理化学变化，即成壤作用，形成土壤（1）靠近地表的土体b. 未形成土壤的土，继续受到风化、剥蚀、侵蚀而再破碎、再搬运、再沉积等地质作用。
（2）时代较老的土，在上覆沉积物的自重压力及地下水的作用下，经受成岩作用，逐渐固结成岩，强度增高，成为“母岩”。
总之，土体的形成和演化过程，就是土的性质和变化过程，由于不同的作用处于不同的作用阶段，土体就表现出不同的特点。
三、土的基本特征及主要成因类型（一）土的基本特征从工程地质观点分析，土有以下共同的基本特征：1．土是自然历史的产物土是由许多矿物自然结合而成的。
它在一定的地质历史时期内，经过各种复杂的自然因素作用后形成各类土的形成时间、地点、环境以及方式不同，各种矿物在质量、数量和空间排列上都有一定的差异，其工程地质性质也就有所不同。
2．土是相系组合体土是由三相（固、液、气）或四相（固、液、气、有机质）所组成的体系。
土质学与土力学 复习资料(全) 同济大学
1.1 土的三相组成 土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质。无机矿物成分又分为原生矿物和次生矿物。 土的液相指存在于土孔隙中的水。分为结合水（强、弱）和自由水（毛细水、重力水）。 土的气相指充填在土孔隙中的气体。包括自由气体和封闭气体。 1.2 土的颗粒特征 1.2.1 土粒粒组的划分 粒径、粒组的概念。我国规定的粒组划分标准：表 1-1。 1.2.2 土粒组成的表示方法 土的颗粒级配：土中不同粒组的相对含量（各粒组干土质量的百分比）。 ①表格法 ②累计曲线法
砂土：非碎石土，且粒径大于 0.075mm 的颗粒质量超过总质量的 50%
细粒土：粒径大于 0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的 50%
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同济大学 土质学与土力学 复习资料
1150899 陈力畅
第四章 土中应力计算
4.1 概述 4.1.1 土中应力计算的目的和方法 目的：地基中的应力状态→应力应变关系→地基强度、变形和稳定性问题 方法：自重应力：建筑物修建以前，地基中由土体本身的有效重量所产生的应力。 附加应力：建筑物修建以后，外荷载在地基中引起的应力。 研究方法：弹性理论（半无限连续体、材料力学概念），真实土体，叠加方法。 4.1.2 土力学中符号的规定：与材料力学正好相反。 正应力：压为正，拉为负； 剪应力：正面正向或负面负向为负，其余为正。 4.2 土中自重应力计算 自重应力：由于土体本身自重引起的应力。是土体的初始应力状态。 4.2.1 基本计算公式 均质土中自重应力计算公式： cz z 。随深度线性增加，呈三角形分布。 4.2.2 土体成层及有地下水时的计算公式 土体成层： cz i hi
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。
土质学与土力学第1章绪论
Daniel Bernoulli
行走的土力学原理 沙滩骑车的土力学原理
？ Did you even wonder
what a city would look like without soil
David Macaulay, in his book underground (Houghton Mifflen, Boston, 1976), has illustrated the foundations and piping from the bottom up without soil. All facilities are built on, in or with earth materials. Thus, the science and engineering of soil and rock, and of the water and other fluids that permeate them are critical for addressing national issues such as infrastructure construction and re-construction, waste management, resource discovery and recovery, mitigation of natural hazards and frontier exploration and development. Geotechnics majors find careers in the broad range of disciplines that draw heavily on the elements of rock and soil mechanics and environmental geology.
中国矿业大学_土质学与土力学教案第一章(第4节)_粘性土的界限含水量、稠度和可塑性
半固体状态 固定层及浓 气体(扩散 缩扩散层 层开始浓缩) 气体
固体状态 固定层重叠 气体(扩散 层很浓) 气体
• Mitchell，1976：不管水的结构情况和粒 间力如何，塑限是当土内表现出塑性性 能时的含水范围的下限。 • 也就是说，在塑限之上，土的变形可以 没有体积变化或产生裂纹，以及将保持 它的已有的变形形状。
H—high liqiud limit
C—clay M—milt O—organic
CH(CHO) CL(CLO)
Ip=10 Ip=7
MH(MHO)
ML(MLO) wL
国家标准《土的分类标准》（GBJ145-90）中的 塑性图
Ip
CH—高液限黏土
CL—低液限黏土 MH—高液限粉土 B:wL=40% A:Ip=0.63(wL-20)
CH(CHO) CL(CLO)
Ip=10 Ip=7
ML—低液限粉土
MH(MHO)
ML(MLO) wL
细粒土分类的进一步说明 • 1.有机质土：根据未完全分解的动植物残骸和 无定形物质测定。有机质呈黑色、青黑色或暗 色，有臭味，有弹性和海绵感，可采用手摸或 嗅感判别。 • 直观不能判别时：将试样放入100-105°C烘箱 内烘干,烘干后试样的wL小于烘烤前的75%时, 判为有机土。 • 代号之后缀以 Ｏ • ＣＨＯ ＣＬＯ ＭＨＯ ＭＬＯ
• （二）判断粘性土的状态 • 例：某地基中取一土样，质量为23.15g， 烘干后质量为16.37g，并测得土样的液 限为40%，塑限为24%，求土的塑性指数 和液性指数，并对该土样的地基进行评 价。
• （三）评价土的承载力 • （四）估算土的力学性质
Ws
《土质学与土力学》习题库及答案
《土质学与土力学》习题库第一章习题一．填空题1．土粒粒径越，颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。
为了获得较大密实度，应选择级配的土粒作为填方或砂垫层的材料。
2．粘土矿物基本上是由两种原子层(称为品片)构成的，一种是，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。
3．土中结构一般分为、和三种形式。
4．衡量天然状态下粘性土结构性强弱的指标是，其定义是值愈大，表明土的结构性，受扰动后土的强度愈多。
5．土中主要矿物有、和。
它们都是由和组成的层状晶体矿物。
6．饱和细砂土和干细砂土都无法形成直立边坡，而非饱和细砂土则可以，这是因为在起作用。
二．选择题1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。
这种附加应力性质主要表现为( )(A)浮力； (B)张力； (C)压力。
2．对粘性土性质影响最大的是土中的( )。
(A)强结合水； (B)弱结合水； (C)自由水； (D)毛细水。
3．砂类土的重要特征是( )。
(A)灵敏度与活动度； (B)塑性指数与液性指数；(C)饱和度与含水量； (D)颗粒级配与密实度。
4．土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( )。
(A)结合水； (B)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。
5．软土的特征之一是( )。
(A)透水性较好； (B)强度较好； (C)天然含水量较小； (D)压缩性较高。
6．哪种土类对冻胀的影响最严重?( )(A)粘土； (B)砂土； (C)粉土。
7．下列粘土矿物中，亲水性最强的是( )。
(A)高岭石； (B)伊里石； (C)蒙脱石8．对土粒产生浮力的是( )。
（A）毛细水； (B)重力水； (C)强结合水， (D)弱结合水。
(9)毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？( )(A)粘土颗粒电场引力作用； (B)孔隙水压力差的作用(C)水与空气交界面处的表面张力作用。
(10)软土的特征之一是( )。
第一章 土质学与土力学
粒径(mm)
C c = 1 ~ 3, 级配连续性好
曲线 d60 d10 d30 Cu Cc
L
0.081
3.98
M 0.33 0.005 0.063 66 2.41
R
0.030
0.545
§1 土的物性与分类 §1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
粒径级配
粒径级配累积曲线及指标的用途：
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：
可在土粒间空隙中自由移动
§1 土的物性与分类 §1.2土的三相组成 二. 土中水
毛细水
分布在土粒内部相互贯通 的孔隙可以看成许多形状 不一、直径互异、彼此连 通的毛细管
分析对象: 水柱
πr2hcγw=2πrTcosα
• 上升高度:
hc
2T cos r
毛细升高与孔径成反比
土中毛细现象
粘土 粉土 砂土 砾石
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 4土）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
10 0
d60 d50 d30
d10
粒径(mm)
d60 d10 d30 Cu Cc
0.33 0.005 0.063 66 2.41
§1 土的物性与分类 §1.2土的三相组成 一. 固体颗粒
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
土质学(第1章)
华南理工大学岩土工程课程名称：土质学参考文献：1普通土力学的土质学内容2 岩土工程土性分析原理（美·Mitchell著）华南理工大学岩土工程2006.9第一章土的成因分析与特殊土§1.1 土的形成§1.1.1土体形成的外力作用1．土体形成的地质循环◆土体材料的特点土体为一种特殊的工程材料，是三相（固-液-气）多孔介质。
土的形成是在自然界外力作用下逐步形成的，是地球的地质循环过程的产物。
◆地质循环地壳运动→剥蚀作用→沉积作用→成岩作用__________↑__________|_____________其中：剥蚀作用和沉积作用形成天然土体2．外力作用分类土体形成的主要外力包括：风化作用、剥蚀作用、搬运作用和沉积作用。
◆风化作用在温度变化、气体、水及生物等综合作用下，使地壳层的岩石发生破碎和分解的一种作用（包括化学风化和物理风化）。
◆剥蚀作用将岩石风化破碎的产物从原处（母体）中剥离下来的作用。
除了风化作用以外的所有的破坏作用，如河流、大气降水、地下水、海洋、湖泊、风力等的破坏作用。
◆搬运作用岩石经风化、剥蚀破坏的产物被水流、风、冰川（融化）等搬运到别处的作用。
◆沉积作用物质在搬运过程中，由于搬运能力的消弱或物理化学条件的改变、生物作用等，被搬运的物质从搬运介质中分离出来，形成沉积物的过程。
§1.1.2外力作用简介1．物理风化作用在地表或接近地表条件下，岩石矿物在原地产生机械破碎而不改变其化学成分的过程称为物理风化作用。
物理包括：岩石的释重作用、温度作用、水的冻结与融化作用、可溶盐的结晶与潮解作用等。
◆释重作用地表剥蚀→加快风化◆温度变化作用如日周期温度作用下，白天温度高，岩石外热内冷，表面岩石膨胀受内部岩石约束而受压应力形成水平裂纹；夜间情况相反，而受拉应力形成竖向裂纹。
纵横裂纹分割岩石，使之破碎。
又如温度变化时，由于不同矿物（如①②等）的膨胀系数不同，使晶面变形不协调而开裂；即使单晶体，由于各向异性，不同方向（如①②方向）的温度变形不同而使岩石破碎。
《土质学与土力学》第1章绪论
04
土的工程地质作用与地质 灾害
土的工程地质作用
土壤侵蚀
土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、 搬运和沉积的过程。土壤侵蚀会导致土地退化，影响农业生产，同时也会淤积下游河道， 造成洪涝灾害。
土壤盐碱化
土壤盐碱化是指土壤中盐分积累的过程，主要是由于地下水位较高，地下水通过蒸发作用 将盐分带至地表所致。盐碱化土壤会影响植物生长，导致农作物减产，同时也会对土壤结 构造成破坏。
03
试验结果受土样采集、运输、制备等因素影响较大，且试验周
期较长，成本较高。
原位试验方法
原位试验方法包括
标准贯入试验、静力触探试验、动力触探试验等。
原位试验方法的优点是
可以真实反映土体在天然状态下的工程性质和稳定性，且操作简便， 成本较低。
原位试验方法的缺点是
试验结果受土体天然状态和环境因素影响较大，且难以控制试验条 件。
自由水在土壤孔隙中自由 流动，可以传递静水压力 和动水压力。
土中的气体
封闭气体
封闭气体是指被封闭在土 壤孔隙中的气体，通常为 空气。
自由气体
自由气体是指存在于土壤 孔隙中的气体，通常为氧 气和二氧化碳。
气相压力
土壤中的气体压力会影响 土的力学性质，如土的压 缩性和稳定性。
土的物理性质指标
含水量
含水量是指土壤中含有的水分所占的比例，是描述土 壤湿度的重要指标。
地下工程活动等所致。
地质灾害的防治措施
加强监测预警
通过建立地质灾害监测网络，对地质灾 害进行实时监测和预警，及时发现险情
并采取应对措施。
限制人类活动
限制在危险区域内的工程建设和开发 活动，避免不合理的人类活动对地质
《土质学与土力学》复习资料-土质学与土力学
V1.干密度:?d: 土的固相质量 ms 与土的总体积V 之比，：打m s (g/cm 3)。
第一章土的物理性质及工程分类土是岩石经过物理风化、 化学风化、生物风化作用后的产物， 是由各种大小不同的土粒按各种比例 组成的集合体。
土粒之间的孔隙中包含着水和气体，是一种三相体系。
第一节土的三相组成无机矿物颗粒 原生矿物：岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等 固体颗粒次生矿物：原生矿物风化作用的风化矿物 AI 2O 3、Fe 2O 3、次生SiO 2、（固相）$ 「（化学风化）粘土矿物以及碳酸盐等有机质：由于微生物作用，土中产生的复杂的腐殖质矿物，还有动植物残体等有机物, （生物风化）如泥炭等。
结合水 水弱结合水液相）自由水 气体 与大气联通：与空气相似，受到外力作用时排出，对土的工程性质没多大影响。
（气相）与大气不连通：密闭气体，压力大被压缩或溶解于水中，压力小时气泡恢复原状或重游 离，对土的工程性质有很大影响。
（含气体的土成为非饱和土，非饱和土的工程性质研究已成为土力学的一个新分支） 第二节土的颗粒特征1 .描述土粒大小及各种颗粒的相对含量的常用方法： 对粒径＞0.075mm 的土粒，筛分法；粒径＜0.075mm的土粒，沉降分析法。
沉降分析法是根据土粒在悬液中沉降的速度与粒径的平方成正比的 Stokes 公式来确定各粒组相对含量的方法。
2 .土粒大小划分：块-碎-砾-砂-粉-粘粉：砂粉，粘粉；粘：粉粘，粘土）粘土粒径＜0.002mm ，为很细小的扁平颗粒，表面具有极强的和水相互作用的能力。
第三节土的三相比例指标土的三相五只在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
三相比例指标反映了土的干燥与潮 湿、疏松与紧密，是评价土的工程性质的最基本的物理性质指标， 也是工程地质勘查报告中不可缺少的基本内容。
土样体积：V 二 V s V w V a （ V V = V w V a ）土样质量：m = m s m w三相比例指标分为两种：试验指标，换算指标 一、 试验指标包括土的密度、土粒密度、含水量m31 .土的密度：单位体积土的质量，-（g / cm ）。
《土质学与土力学》习题库及答案(1)讲解
《土质学与土力学》习题库（A）习题一．填空题1．土粒粒径越，颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。
为了获得较大密实度，应选择级配的土粒作为填方或砂垫层的材料。
2．粘土矿物基本上是由两种原子层(称为品片)构成的，一种是，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。
3．土中结构一般分为、和三种形式。
4．衡量天然状态下粘性土结构性强弱的指标是，其定义是值愈大，表明土的结构性，受扰动后土的强度愈多。
5．土中主要矿物有、和。
它们都是由和组成的层状晶体矿物。
6．饱和细砂土和干细砂土都无法形成直立边坡，而非饱和细砂土则可以，这是因为在起作用。
二．选择题1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。
这种附加应力性质主要表现为( )(A)浮力； (B)张力； (C)压力。
2．对粘性土性质影响最大的是土中的( )。
(A)强结合水； (B)弱结合水； (C)自由水； (D)毛细水。
3．砂类土的重要特征是( )。
(A)灵敏度与活动度； (B)塑性指数与液性指数；(C)饱和度与含水量； (D)颗粒级配与密实度。
4．土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( )。
(A)结合水； (B)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。
5．软土的特征之一是( )。
(A)透水性较好； (B)强度较好； (C)天然含水量较小； (D)压缩性较高。
6．哪种土类对冻胀的影响最严重?( )(A)粘土； (B)砂土； (C)粉土。
7．下列粘土矿物中，亲水性最强的是( )。
(A)高岭石； (B)伊里石； (C)蒙脱石8．对土粒产生浮力的是( )。
（A）毛细水； (B)重力水； (C)强结合水， (D)弱结合水。
(9)毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？( )(A)粘土颗粒电场引力作用； (B)孔隙水压力差的作用(C)水与空气交界面处的表面张力作用。
(10)软土的特征之一是( )。
土质学与土力学授课教案
教具
教学后记
教学过程
备注
1、库仑土压力理论：适用条件，理论依据，推导过程
2、朗金土压力理论与库仑土压力理论的比较：适用条件，理论依据，计算结果
3、影响土压力的因素：挡土墙位移的影响，地下水渗流的影响，土体蠕变和松弛的影响
章节题目
第七章土坡稳定分析
课型
讲授
教具
教学后记
教学过程
备注
1、分层总和法计算地基最终沉降
2、应力面积法计算地基最终沉降
3、两种地基沉降计算方法的比较
4、例题
吉林建筑工程学院教案用纸
章节题目
4.3饱和粘性土地基沉降与时间的关系
课型
讲授
教学目的
使学生了解和掌握太沙基一维固结理论，饱和粘性土地基沉降发展的三个阶段
重点
太沙基一维固结理论，利用太沙基一维固结理论进行工程实用计算，饱和粘性土地基沉降发展三分量
5、几种情况下土压力的计算
6、例题
吉林建筑工程学院教案用纸
章节题目
6.3库仑土压力理论
6.4土压力计算方法讨论
课型
讲授
教学目的
使学生了解和掌握库仑土压力理论，两种土压力计算方法存在的问题，影响土压力的各种因素
重点
库仑土压力理论，两种土压力计算方法的比较
难点
影响土压力的因素
参考书目
高大钊袁聚云主编《土质学与土力学》第三版人民交通出版社
教具
教学后记
教学过程
备注
1、土的抗剪强度的计算方法：库仑公式
2、土的抗剪强度的组成及其影响因素
3、土的摩尔库仑强度理论
4、土的极限平衡条件
5、例题
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粗 中 细
20～10 10～5 5～2
透水性很大，无粘性，毛细水上升高 度不超 过粒径大小
粗 中 细 极细
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， 随粒径变小而增大
粉粒 粘粒
次生矿物 ●由原生矿物经化学风化生成的新矿物 ●它的成分成分与母岩的完全不同， ●有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物 ● 颗粒极细，且多呈片状， ● 性质活泼，吸附水能力强，具塑性。
水溶盐
可溶性次生矿物。常见的有岩盐、 钾盐、石膏、方解石，硫酸盐类还 对金属和混凝土有一定的腐蚀作用
有机质
动植物分解后的残骸，称为腐殖质。 其颗粒极细，粒径小于0.1m，呈凝胶 状，带有电荷，具极强的吸附性。
有时还有沼气等。
1.2.1 土的固体颗粒
土是岩石风化的产物。因此土粒的矿物组成将 取决于成土母岩的矿物组成及其后的风化作用。 成土矿物可分为两大类：
原生矿物
● 由岩石经物理风化生成的， ● 颗粒成分与母岩的相同， ● 常见的有石英、长石和云母 ● 颗粒较粗，多呈浑圆形状， ● 吸附水的能力弱，无塑性。
粗 细
0.05～0.01 0.01～0.005
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 较快，极易出现性， 遇水膨胀大，干时收缩显著，毛细水上升 高度大，但速度较慢
三、级配曲线
颗粒分析试验结果，绘制图的粒径级配曲线。用
半对 数坐标绘制。纵坐标表示小于某粒径的土重占总
强烈地震，可能产生液化，而使工程遭受破坏；粘土地 基受建筑物荷载作用发生沉降需几十年才能稳定。
土的三相组成
土是由固相、液相、气相组成 的三相分散系。 固相——包括多种矿物成分组成 土的骨架，骨架间的空隙为液 相和气相填满，这些空隙是相 互连通的，形成多孔介质； 液相——主要是水(溶解有少量 的可溶盐类)； 气相——主要是空气、水蒸气，
土重的百分数，横坐标用对数坐标表示土的粒径。
①不均匀系数定义为（Cu）Cu
d60 d10
②曲率系数定义为（Cc）
1.1.2 土的结构和构造
1.定义： 指土颗粒的大小、形状、表面特征， 相互排列及其联结关系的综合特征。
2.分类：
单粒结构 砂层，砾石层
土的结构 蜂窝结构 粉粒
絮状结构 粘粒
3.工程性质：
土的构造
1.定义：指同一土层中成分和大小都相近的颗 粒或颗粒集合体相互关系的特征。
2.分类：构造分类 分 层状 散构 构造造交 水砂 错 平,错 原砾层理 石 , 卵石
1.2 土的三相组成
●土的三相组成是指土由固体颗粒、液体水和气体三部分 组成。土中的固体矿物构成土的骨架,骨架之间贯穿着 大量的孔隙,孔隙中充满着液体水和气体。
●土体三相比例不同，土的状态和工程性质也随之各异， 例如： 固体+气体（液体=0）为干土，此时粘土呈坚硬状态， 砂土呈松散状态；
固体+液体+气体为湿土，此时粘土多为可塑状态； 固体+液体（气体=0）为饱和土，此时粉细砂或粉土遇
物理风化——指岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，温度 湿度的变化、不均匀膨胀与收缩，使岩石产生裂隙，崩 解为碎块。这种风化仅改变颗粒大小与形状，不改变原 来矿物成分。生成的土呈松散状态，无粘性土。
化学风化——指岩石碎屑与空气、水和各种水溶液相接触， 经氧化、碳化和水化作用，改变原来矿物成分，形成新 的矿物（次生矿物）。生成的土为细粒土，粘性土。
1.2.1 土的固体颗粒
（一）土的颗粒级配
1.土颗粒的大小直接决定土的性质；
2. 粒径——颗粒直径大小，界限粒径——划分粒组的分 界尺寸。
3. 粒组——将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土 粒归并为若干组别即称为粒组。可划分：
200 60
2 0.075 0.005mm
漂石 卵石 砾石 砂粒 粉粒 粘粒
裂隙构造
粘性土
如: 黄土
3.工程性质：通常分散构造的工程性质最好，
裂隙状构造中，因裂隙强度低、渗透性大，
工程性质差。
1.1.3 土的工程特征
土与其它连续介质的建筑材料，具有下列三个 显著的工程特征： 1.压缩性高 反映材料压缩性高低的指标弹性 模量E(土称变形模量),随着材料的不同而有极大 的差别,例如: 钢筋 E1=21万Mpa; C20混凝土 E2=2.6万Mpa; 卵石 E3=50Mpa; 饱和细砂 E4=10Mpa. 2.强度低 为抗剪强度 ，而非抗压、抗拉强度； 3.透水性大 颗粒之间有无数孔隙。
土力学与土质学
(第1章）
第1章 土的物理性质和工程分类
学习要求：
了解土的成因和三相组成，掌握土的物理性 质和物理状态指标的定义、物理概念、计算公式 和单位。要求熟练地掌握物理指标的三相换算。 了解地基土的工程分类依据与准确定名。
基本内容：
1.1 土的形成与特征 1.2 土的三相组成 1.3 土的物理性质指标 1.4 土的物理状态指标 1.5 土的工程分类
1.1 土的形成与特征
1.1.1 1.1.2 1.2.3 1.2.4
土的形成 土的结构与构造 土的工程特性 土的形成与工程特性的关系
1.1.1 土的形成
“土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木 工程领域而言，土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结 的颗粒堆积物。土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的强 弱。
4. 颗粒级配——土粒的大小及组成情况，通常以土中各 个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。
●级配的测室方法：
—筛析法 （> 0.075mm)比重计法(< 0.075mm)
土粒粒组的划分
粒组名称
粒径范围
一般特征
漂石、块石颗粒 卵石、碎石颗粒
＞200 200～20
透水性很大，无粘性，无毛细水
圆砾、角砾颗粒 砂粒
1.1.4 土的形成与工程特性的关系
由于各类土的生成条件不同，它们的工程特性 往往相差悬殊，下面分别加以说明： 1.搬运、沉积条件 通常流水搬运沉积的土优于风力搬运沉积的土。 2.沉积年代 通常土的沉积年代越长，土的工程性质越好。 3.沉积的自然地理环境 自然地理环境不同所生成的土的工程性质差异 也很大。