土力学第二章

（3）生物风化 植物根分泌有机酸；遗体腐烂；微生物作用 动植物或人类活动的影响。
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小结：
（1）物理风化 （2）化学风化 （3）生物风化
需要注意： a、上述风化作用常常是同时存在的。 b、不同地区，自然条件不同，风化作用有
主次。 c、风化作用由地表向下逐渐减弱
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第一节 土的组成
次生矿物
高
岭
石
伊 利 石 化 学 风 化 产 物 ,颗 粒 较 细
蒙脱石
有机矿物- 腐 殖 质 , 颗 粒 很 小 , 与 水 作 用 大
有机质含量超过3%~5%的土应注明，不宜作为填筑材料。
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表1 土的矿物成分与粒组的关系
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（二）粒组的划分和颗粒级配曲线
循环演变：岩石土岩石土……。重复进行。
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风化作用
（1）物理风化 地质构造力；温度变化；冰冻作用；碰
撞作用。
颗粒大小发生改变，化学成分保持不变。 生成原生矿物。
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（2）化学风化
水解作用；水化作用；氧化作用；溶解作用 矿物化学成分变化，形成次生矿物。 正长石 高磷石(水解 )
第1章 土的物理性质及工程分类
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土的生成和演变
风化
沉积
岩石 土 岩石
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土的形成：地质历史的产物，是地球表面的整体 岩石在大气中经受自然力和自然环境的 长期风化作用形成。
反向过程：土经过很长的地质年代，发生复杂的 物理化学变化，逐渐压密、岩化，最终 又可形成岩石。
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表2 粒组的划分（《公路土工试验规程》JTJ051-93
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（2）粒度成分测定方法
我们知道，土体常常是由多种不同粒组的混合物。 往往以砾石和砂粒为主要成分的土称为粗粒土，也称为 无粘性土。以粉粒、粘粒和胶粒为主的土，称为细粒 土，也称为粘性土。显然，土的性质取决于不同粒组的 相对含量。为了确定各粒组的相对含量，需用试验的方 法将粒组区分开来，这种试验方法统称为颗粒分析试验。 其试验方法有筛分法和沉降法两种。分界粒径为0.075.
c. 综合分析 筛分法和沉降分析法结合
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（3）粒度成分及其表示方法
表格法 颗粒级配曲线法（见图1-1） 三角坐标法
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表格法
例：从干砂样中称取质量1000g的式样，放入标准筛 中，经充分振摇后，称得各级筛上留存的土粒质量， 见下表中的第二行，试求土内各粒组的土粒质量。
（ 图 2 的 土 和 土 曲 线 ）
CA
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图2 土的颗粒级配曲线
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颗粒级配曲线
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三、土的液相
在自然界中，土中总是含有水的，土的液 相就是指水以及各种离子的液体。土中水的状 态可以为液态、固态或气态。土中细粒愈多， 土的分散愈大，水对土性质的影响也愈大。研 究土中的水，必须考虑水在土中存在的状态及 其与土的相互作用。
（1）几个基本概念
粒度:土粒的大小称为粒度。 粒 度 成 分 ： 不 同 粒 径 颗 粒 的 相 对 含 量 （ 颗 粒 级
配）。 粒组：性质相近的土粒合并为组。
a、粒组间的分界线是人为划定的; b、划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应; c、按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。 d、表2给出国内常用的粒组划分方法。
▪ 由颗粒级配曲线可 知道某一粒径范围 的百分含量！
▪ 问题：如何判断级 配的好坏？
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▪ 两个指标表示大小、均匀程度及其级配情况
不均匀系数：
Cu
d 60 d 10
d60（限定粒径）—小于该粒径的含量占总量的60% d10（有效粒径）—小于该粒径的含量占总量的10%
该指标考虑了大颗粒和小 颗粒含量的差异；
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土级配优劣的标准
a、级配良好土：曲线光滑连续，不存在平台段，坡度平缓
满足Cu>5及Cc=1-3两个条件
（ 图 2 的 土 曲 线 ）
B
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图2 土的颗粒级配曲线 24
b、级配不良土：级配曲线坡度陡峭，粗细颗粒均匀；
级配曲线存在平台段，即存在不连续粒径。
不能wenku.baidu.com时满足Cu>5及Cc=1-3两个条件
Cu愈大，颗粒愈不均匀；
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曲率系数：
Cc
d
2 30
d60 d10
d30 （ 连 续 粒 径 ） — 小 于 该 粒 径 的 含 量 占 总 量 的 30%
该指标考虑了中间粒径的 影响； Cc 大 于 3 ， 曲 率 变 化 快 ， 土均匀； Cc小于1，曲率变化平缓， 中间颗粒少；
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a. 筛分法：适用于粒径大于0.075mm的粗颗粒土。
图1 摆筛图
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用一套孔径不 同的筛子，按从上 至下筛孔逐渐减小 放置。将事先称过 质量的烘干土样过 筛，称出留在各筛 上的土质量，然后 计算其占总土粒质 量的百分数 。
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b. 沉降分析法：适用于粒径小于0.075mm的 细颗粒土。 斯托克斯(stokes)定理：颗粒下沉速 度与颗粒直径的平方成正比。
筛 孔 径（mm）
2.0 1.0 0.5 0.25 0.15 0.075 底盘
各级筛上的土粒质量（g） 100 100 250 300 100 50 100
小于各级筛孔径的土粒含量 90 80 55 25 15 10 （%）
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颗粒级配曲线
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颗粒级配曲线
▪ 用半对数制表示颗粒级配曲线 横坐标(按对数比例尺)：表示某一粒径（d）； 纵坐标：表示小于某一粒径的土粒百分含量（%）。
一、土的三相组成
土 颗 粒 (土 固 体 骨 架 )
土(三相体混合物)
孔
隙
水
孔隙气
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土的三个基本特征
1、土的碎散性 2、三相性 3、自然变异性
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二、土的固相
（一）土的矿物成分与粒组关系（见下表1）
土
无机矿物
原 生 矿 物 - 物 理 风 化 产 物 , 颗 粒 一 般 较 粗
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结 合 水 示 意 图
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（1）结晶水
它是存在于矿物的晶体格架内部或参与到矿物构 造中的水。只有在温度比较高（80°~680°）的情况下 才能化为气态水而与土粒分离。可以把结晶水当作矿物 颗粒的一部分。