土的物理性质和工程分类 ppt课件
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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
《土质学与土力学》第3章 土的物理性质及工程分类.ppt
ms
ms
含水量w是标志土的湿度的一个重要物理指标。天然土层的含水量变 化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。 一般说来，对同一类土，当其含水量增大时，则其强度就降低。
Nanjing University of Technology
测定方法：土的含水量一般用“烘干法”测定。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ms，水的质量mw为湿土和干土质量之差。
ms Vs w V
三相比例表达式
d
dmsVVmsVggsmswl dg
g
sat
wmsVmmVsws
w
100 %
g
sat
g
ms
Vs V
wm
g
g
V
e Vv
d
Vms s V
n
sat
VVmv s
在上述变量中ma = 0，独立的量有 Vs、Vw、 Va、 mw和 ms五个。 1 m3 水的质量通常等于 1g ，故在数值上 Vw = mw。
当研究这些量的相对比例关系时，总是取某一定数量的土体来分析， 例如，取 V = 1cm3 ，或 m =1g，或 Vs = 1cm3 等，因此又可以消去一个 未知量。这样，对于一定数量的三相土体，只要知道其中三个独立的量， 其他各个量就可从图中直接换算得到。
ddss1(1Sewwre) w
d
ds 1 e
w
w
Sre dsat s
；ds w e 1 e
建筑工程施工技术PPT课件
渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力，以 m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度 等有关，是人工降低地下水位及选择各 类井点的主要参数。土的渗透系数见表 1.2所示。
表1.2 土的渗透系数参考表
土的名称 粘土
亚粘土 轻亚粘土
黄土 粉砂 细砂
渗透系数(m/d) ＜0.005
0.005～0.10 0.10～0.50 0.25～0.50 0.50～1.00 1.00～5.00
A 三角棱锥体边坡体积
V1
1 3
A1l1
(1.1 1)
B 三角棱柱体边坡体积
V4
A1 A2 2
l4
(1.1 2)
两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积
V4
l4 6
( A1
4 A0
A2 )
(1.1 3)
C 计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边
坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。
1.10～ 用爆破方法开挖, 1.20 部分用风镐
1.10～ 1.20 用爆破方法开挖
(特坚硬 石) )
安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚 1.45
实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、 ～
辉长岩、辉绿岩、玢岩
1.50
1.20～ 用爆破方法开挖 1.30
1.1.2 土的工程性质
一、 土的含水量
土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质
或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土 体的抗剪强度
一、 土方边坡
土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h与底宽 b之比表示(图1.11)，即
土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m 式中 m=b/h 称为边坡系数。
当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或 管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度 不宜超过下列规定： ❖ 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m； ❖ 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土： 1.25m； ❖ 硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：
表1.2 土的渗透系数参考表
土的名称 粘土
亚粘土 轻亚粘土
黄土 粉砂 细砂
渗透系数(m/d) ＜0.005
0.005～0.10 0.10～0.50 0.25～0.50 0.50～1.00 1.00～5.00
A 三角棱锥体边坡体积
V1
1 3
A1l1
(1.1 1)
B 三角棱柱体边坡体积
V4
A1 A2 2
l4
(1.1 2)
两端横断面面积相差很大的情况下，边坡体积
V4
l4 6
( A1
4 A0
A2 )
(1.1 3)
C 计算土方总量 将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边
坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。
1.10～ 用爆破方法开挖, 1.20 部分用风镐
1.10～ 1.20 用爆破方法开挖
(特坚硬 石) )
安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚 1.45
实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、 ～
辉长岩、辉绿岩、玢岩
1.50
1.20～ 用爆破方法开挖 1.30
1.1.2 土的工程性质
一、 土的含水量
土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质
或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土 体的抗剪强度
一、 土方边坡
土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度) h与底宽 b之比表示(图1.11)，即
土方边坡坡度= h/b=1/(b/h)=1∶m 式中 m=b/h 称为边坡系数。
当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或 管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度 不宜超过下列规定： ❖ 密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m； ❖ 硬塑、可塑的粉土及粉质粘土： 1.25m； ❖ 硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：
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
8/5/2019
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
8/5/2019
土力学课件
§1.2 土的三相组成
8/5/2019
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。
8/5/2019
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
工程地质与地基基础之土的性质及工程分类(ppt 55张)
的特性 ➢ 温度高于100°C时可蒸发
弱结合水
➢ 位于强结合水之外，电场引 力作用范围之内
➢ 密度>1.0~1.7g/cm3 ➢ 冰点-20~30℃ ➢ 外力作用下可以移动 ➢ 不因重力而移动，有粘滞性
图2.8 矿物颗粒对水分子的静电引力作 用
2.2.2.3 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
密度计法（d<0.075mm的土）
（3）颗粒级配的表示方法
表示方法：表格法、颗粒累计级配曲线法
10-2 2-0.05
A
0
99
0.050.005
1
<0.005 0
B0
66
30
4
C 44 56
0
0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1E -3
其中三个基本试验指标
土的天然密度ρ 测定：环刀法
土的含水量w
测定：烘干法
土粒相对密度（土粒比重）ds
测定：比重瓶法
其它6个指标：Sr、ρd、 ρsat 、ρ/、e、n
可通过指标换算得到。
2.3.4 指标的换算
土的密度、含水量、土粒比重是通过试 验测定，其他指标可由这三个指标换算得 到。
2.4 无粘性土的密实度
筛分法
200g
P
10 5.0 10 2.0 16 1.0 18 0.5 24 0.25 22 0.1 38
72
% 95 87 78 66 55 36
筛分法原理图
筛分法就是用一套标准筛子如孔 直径(mm)：20、10、5.0、2.0、 l.0、0.5、0.25、0.1、0.075， 将烘干且分散了的200g有代表性 的试样倒入标准筛内摇振，然后 分别称出留在各筛子上的土重， 并计算出各粒组的相对含量，即 得土的颗粒级配。 沉降分析法：具体有密度计法(也 称比重计法)或移液管法(也称吸管 法)。该两法的理论基础都是依据 Stokes(司笃克斯)定律，即球状的 细颗粒在水中的下沉速度与颗粒 直径的平方成正比
弱结合水
➢ 位于强结合水之外，电场引 力作用范围之内
➢ 密度>1.0~1.7g/cm3 ➢ 冰点-20~30℃ ➢ 外力作用下可以移动 ➢ 不因重力而移动，有粘滞性
图2.8 矿物颗粒对水分子的静电引力作 用
2.2.2.3 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
密度计法（d<0.075mm的土）
（3）颗粒级配的表示方法
表示方法：表格法、颗粒累计级配曲线法
10-2 2-0.05
A
0
99
0.050.005
1
<0.005 0
B0
66
30
4
C 44 56
0
0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1E -3
其中三个基本试验指标
土的天然密度ρ 测定：环刀法
土的含水量w
测定：烘干法
土粒相对密度（土粒比重）ds
测定：比重瓶法
其它6个指标：Sr、ρd、 ρsat 、ρ/、e、n
可通过指标换算得到。
2.3.4 指标的换算
土的密度、含水量、土粒比重是通过试 验测定，其他指标可由这三个指标换算得 到。
2.4 无粘性土的密实度
筛分法
200g
P
10 5.0 10 2.0 16 1.0 18 0.5 24 0.25 22 0.1 38
72
% 95 87 78 66 55 36
筛分法原理图
筛分法就是用一套标准筛子如孔 直径(mm)：20、10、5.0、2.0、 l.0、0.5、0.25、0.1、0.075， 将烘干且分散了的200g有代表性 的试样倒入标准筛内摇振，然后 分别称出留在各筛子上的土重， 并计算出各粒组的相对含量，即 得土的颗粒级配。 沉降分析法：具体有密度计法(也 称比重计法)或移液管法(也称吸管 法)。该两法的理论基础都是依据 Stokes(司笃克斯)定律，即球状的 细颗粒在水中的下沉速度与颗粒 直径的平方成正比
土力学基础工程ppt课件(完整版)精选全文
b d 0[x ()2z2]2
z p [ n (am n r a cr tn m c a 1 ) t n ( n a m ( 1 n ) n 2 1 ) m 2 ] s p 0
2.4 土的压缩性
土的压缩性高低，常用压缩性指标定量 表示。压缩性指标，通常由工程地质勘 察取天然结构的原状土样，进行室内压 缩试验测定。
<0.005
0 4 0
小 于 某 粒 径 的 土 粒 质 量 /%
100
80
60
40
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1 E -3
粒 径 /mm
1.1.2 土中水
（1）结合水
强结合水、弱结合水
（2）自由水
重力水、毛细水
（3）气态水
（4）固态水
双电层
• 结合水概念
强结合水、弱结合水
• 双电层概念
k l e 2
2.2.4 基底附加压力
p 0p ch p 0 h
2.3 地基附加应力
2.2.1 基本概念
1、定义
附加应力是由于外荷载作用，在地基中产生的应力增 量。
2、基本假定
地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深 度和水平方向上都是无限延伸的。
2.2.2 竖向集中力作用时的地基附加 应力布辛奈斯克解答
• 均布条形荷载下地基中附加应力的分布规律：
(1) 地基附加应力的扩散分布性； (2) 在离基底不同深度处各个水平面上，以基底中心点下轴
线处最大，随着距离中轴线愈远愈小； (3) 在荷载分布范围内之下沿垂线方向的任意点，随深度愈
向下附加应力愈小。
4、三角形分布条形荷载
dp pd
土的物理性质及工程分类副本公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件
第7页 7
4 粒度成份分析办法
试验办法 筛分法
筛分法：适合用于0.1mm(建筑工程0.075mm） ≤比d≤重60计mm法:适合用于d＜0. 1mm (建筑工程
0.075mm）
第8页 8
比重计法
利用不同大小土粒在水中沉 降速度不同来确定小于某粒 径土粒含量
第9页 9
二、土中水 Water in soils
土密度 环刀法 测定办法 蜡封法
普通 ρ＝1.6～2.2g／cm3
灌砂法
第17页 17
注：1)：干密度(g/cm3)
dry density
d
ms V
2:)：饱和密度(g/cm3)
saturated density
sat
ms mw V
ms VV w
Vs Vw Va
3)：浮密度(g/cm3) 显然：ρsat>ρ>ρd>ρˊ
絮状结构
3.絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水
中处于悬浮状态。凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大絮状结构。
灵敏度
原状土无侧限抗压强度 重塑土无侧限抗压强度
土结构受扰 动后强度减 少
第15页 15
六、土结构
1.层理结构：土粒在沉积过程中,因为不同阶段沉积物质成 份、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向展现出成层特性。
矿物层状结构主要有
高岭石：膨胀性压缩均较小。 蒙脱石：膨胀性、压缩均大。 高岭石 伊利石：膨胀性、压缩性介于高
岭石和蒙脱石之间。
伊利石 蒙脱石
第4页 4
2 土粒大小及粒组划分
粒度： 粒组：
天然土是由大小不同颗粒组成， 土粒大小称为粒度
工程上常把大小相近土粒合并为 组，称为粒组
土质学和土力学课件
透水性很大，无粘性，毛细水上升高 度不超 过粒径大小
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
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，极易出现冻胀现象
土中水
土中水处于不同位置和温度条件下，可具 有不同旳物理状态——固态、液态、气态。液 态水是土中孔隙水旳主要存在状态，因其受土 粒表面双电层影响程度旳不同可分为结合水、 毛细水、重力水。后两者也称为非结合水（自
由水）。
水的类型
主要作用力
结合水
物理化学力
毛细水 非结合水
重力水
表面张力和重力 重力
1．结合水
土力学与土质学
(第1章）
第1章 土旳物理性质和工程分类
学习要求：
了解土旳成因和三相构成，掌握土旳物理性 质和物理状态指标旳定义、物理概念、计算公式 和单位。要求熟练地掌握物理指标旳三相换算。 了解地基土旳工程分类根据与精拟定名。
基本内容：
1.1 土旳形成与特征 1.2 土旳三相构成 1.3 土旳物理性质指标 1.4 土旳物理状态指标 1.5 土旳工程分类
化学风化——指岩石碎屑与空气、水和多种水溶液相接触， 经氧化、碳化和水化作用，变化原来矿物成份，形成新 旳矿物（次生矿物）。生成旳土为细粒土，粘性土。
生物风化——由动物、植物和人类对岩体旳破坏称~。
土旳构造和构造
1.定义： 指土颗粒旳大小、形状、表面特征， 相互排列及其联结关系旳综合特征。
2.分类：
水溶盐
●有有机高质岭石、伊利石和蒙脱石
土力学地基基础土的物理性质及工程分类
第20页/共64页
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）
第33页/共64页
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。
第34页/共64页
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。
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。
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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：
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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）
第33页/共64页
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
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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。
土力学第二章：土的物理性质及工程分类全解
第2章 土的物理性质及工程分类 2.2 土的三相组成
2.2.1土的固体颗粒
3.土的粒径级配 巨粒(>200mm)
土颗粒
粗粒(0.075-200mm)
卵石或碎石颗粒 (20200mm)
圆砾或角砾颗粒 (2-20mm) 砂 (0.075-2mm)
细粒(<0.075mm)
粉粒(0.005-0.075mm)
第2章 土的物理性质及工程分类
2.1.1土的生成
（1）物理风化 ①温差风化：由于温差 变化，岩石在热胀冷缩 过程中逐渐破碎的过程， 常发生在温差较大的干 旱气候地区。
2.1 土的生成与特性
第2章 土的物理性质及工程分类
2.1.1土的生成
（1）物理风化 ② 冰劈作用：充填于岩 石裂隙中的水结冰体积 膨胀而使岩石裂解的过 程。 水结成冰时其体积可增 大9.2％。冰体将对裂缝 壁产生2000kg／cm2的 巨大压力。
1.0 ,0.5, 0.25,
0.075
第2章 土的物理性质及工程分类
2.2.1土的固体颗粒
3.土的粒径级配 (1) 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm
2.2 土的三相组成
筛析机
第2章 土的物理性质及工程分类
2.2.1土的固体颗粒
3.土的粒径级配 (2) 比重计法:适用于d＜0.075mm
粒径<0.25mm: 粒径<0.075mm:
1-155 0 0151 000 1% 0 500
1-15 5 0 015 100 3 0 04% 500
<2.0
<1.0
<0.5
<0.25
<0.075
90%
60%
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黏土颗粒 带负电
毛细水：水会因为毛细力作用，沿着
土颗粒之间形成的缝隙移动。
毛细水上升对地基、基础的影 响见课本P11
封
闭
土 中
气 体
的
气 体
游 离
气
体
会降低土的透水性和使土 不易压实，在长期压力作 用下会有很大的内压力， 会冲破土层造成意外沉陷
和大气相通，在受力时， 气体能很快从孔隙中逸出， 一般不影响土的性质。
B土:粒径小于0.075mm占总土质量 的42%,粒径大于0.075mm占总质量 的58%此土应命名为粉砂
原
生
土 中
矿 物
的
矿 物
次 生
矿
物
在岩石风化过程中，发生
物理变化保持了母岩
的矿物成分和晶体结构
如：石英、长石、云母、 角闪石等
在岩石风化过程中，发生
化学变化，而进一步
形成的产物
次生矿物的主要代表是黏土矿物 高岭石：亲水性差
百分数表示
ma=0 Air mw Water
m
Va VwVv V
ms Soil Vs
表达式:
w(%) mw m ms 100 %
ms
ms
含水量能否超过超过100％？
饱和密度ρsat与饱和容重γsat
定义：土中孔隙完全被水充满，土处于 饱和状态时单位体积土的质量或重量
sat
ms
w
V
VV
ma=0 Air
测 定 级
筛分法：适用于粒径大
于0.075mm粗粒组。
配
的
试 验
沉降分析法：适用于粒
方 径小于等于0.075mm细
法 粒组。
筛分法
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
7
沉降分析法：
i
1
1000
土的容重(重度)
用于计算土的
γ=ρg
自重应力 单位: kN/m3
土粒相对密度
定义:土的质量与同体积4℃时纯水的质量
之比（无量纲）
表达式:
ds
ms
Vs (w )4c
s (w )4c
4C w
1g
cm 3
土粒比重在数值上等于
土粒的密度
土粒比重一般范围: 见课本P14
土的含水量
定义:土中水的质量与土粒质量之比,用
第二章 土的性质
土 固态矿物颗粒
的
物 孔隙中的水
质
组 成
孔隙中的气体
土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用
重要影响
次要作用
粒度：土颗粒的大小（和矿物
土 成分等因素有关）
颗
粒 的
粒径：和土颗粒体积相等的球 体的直径。
大 小
粒组：将大小相近的土颗粒的 粒径合并成组，称为粒组
问题：以下两种土，哪种土的工程地质 特性较好？
占土样总质量的30%，该粒径称为
d30或连续粒径。
d60—小于某粒径的土颗粒的质量
占土样总质量的60%，该粒径称为
d60或限制粒径。
例：某组有10人，按成绩排名次，那么 类比于土力学中的连续粒径和限制粒径， 全组名次的d30，应该是（ ）全组 名次的d60，应该是（ ）
工 程 中 衡 量
不均匀系数：Cu
【例】某饱和土样经试验测得体积为
100cm3，饱和土质量为187g，烘干后
d 60 d10
Cu反映了土的粒径变化范围的大
小，Cu越大粒径变化范围越大，
累计曲线越平缓。
级 Cc反映了介于d60与d10之间的中
配 间粒径的含量情况，Cc越大累计
的 指 标
曲线的曲率越大。
曲率系数：Cc
d30 2
d d
工程中若能同时满足：Cu≥5，且
1≤Cc≤3的土，属于级配良好的土。
例：确定 a、b两种 土级配的 好坏
mw m
Water
Va Vv
Vw V
sat sat g
ms
Soil
Vs
浮密度 与 浮容重
定义：单位体积内土粒质量与同体积
水质量之差
sat
ms
w
V
VV
ms w V Vs
V
ms Vs w
V
sat w
g ' sat w
w 10 KN m3
标 土中水的质量和土颗粒的质量之比
土的密度(density)
定义: 土单位体积的质量
ma=0 Air
mw m
Water
Va VwVv V
ms Soil Vs
表达式:
m ms mw 质量 V Vs Vw Va
体积
单位: kg/m3 或 g/cm3
一般范围: 1.60—2.20 g/cm3
黏 土 矿
蒙脱石：亲水性强，是钻 孔用泥浆的主要成分。
物 伊利石：亲水性适中
强结合水
结
合
土 水 弱结合水
中
试
的 非 重力水
验
水结
可
合
测
水 毛细水
结合水：受分子引力、静电引力吸
附于土颗粒表面的水。→双电层理论
强结合水，靠近土粒表面，和土粒 表面的黏结很牢固，接近于固体
弱结合水，距离土 颗粒表面较远，电分 子力对他作用较小， 弱结合水的存在使土 具有塑性、黏性并影 响土的压缩性和强度
土 的 物 质 组 成
三 相 比 例 示 意 图
固态矿物颗粒 孔隙中的水 孔隙中的气体
ma=0
m
mw
Air Water
ms
Soil
Va
Байду номын сангаасVv
Vw
V
Vs
土的密度：
土 的
单位体积土的质量
基 土颗粒的相对密度：
本 土颗粒在温度为105~110℃时
物 理
烘至恒量的质量和同体积4℃的 纯水质量之比
指 含水量：
A、粒径基本一样的土
B、粒径有大有小的土
级配：土样中各粒组的干土质
量占土颗粒总质量的百分数
建筑地基基础设计规范中对砂土的划分
土的名称
粒组的含量
砾砂 粗砂
粒径>2mm颗粒含量占全重25%~50% 粒径>0.5mm颗粒含量超过全重50%
中砂 粒径>0.25mm颗粒含量超过全重50%
粉砂 粒径>0.075mm颗粒含量超过全重50%
【例】下图为某三种砂土A、B的颗粒
级配曲线,试按《地基规范》分类法确 定三种土的名称
图见下页
土的名称
粒组的含量
砾砂 粗砂
粒径>2mm颗粒含量占全重25%~50% 粒径>0.5mm颗粒含量超过全重50%
中砂 粒径>0.25mm颗粒含量超过全重50%
粉砂 粒径>0.075mm颗粒含量超过全重50%
A土:从A土级配曲线查得,粒径小于2mm 的占总土质量的67%，粒径大于2mm的 占总土质量的33%,满足粒径大于2mm占 总土质量25%～50%的要求,故此土应命
msi
1000
msi
s
w
msi
1000
i s
w w
s
8
d10—小于某粒径的土颗粒的质量
占土样总质量的10%，该粒径称为 d10或有效粒径。
例：全班有70人，按成绩排名次，那么 类比于土力学中的有效粒径，全班名次 的d10，应该是（ ）
A、第8名
B、第7名
C、第63名
D、第62名
d30—小于某粒径的土颗粒的质量