工程岩土学12土的粒成分
岩土力学土的工程性质及分类
相对密度
Dr
emax e emax emin
Dr
(d d min)d max (d max d min)d
粗粒土的密实状态指标
判别标准：Dr = 1 , 最密状态
Dr = 0 , 最松状态
Dr≤ 1/3 , 疏松状态
1/3 < Dr≤ 2/3 中密状态
Dr > 2/3 ,
密实状态
20
例3：某砂土土样的密度 1.77 g cm3 ，含水
碎石土：是指粒径大于2mm的颗粒含量超过总 质 量的50%的土
土的名称
漂石 块石
颗粒形状
粒组含量
圆形及亚圆形为主 粒径大于200mm的颗粒
棱角形为主
超过全质量50%
卵石 圆形及亚圆形为主 粒径大于20mm的颗粒
碎石 棱角形为主
超过全质量50%
圆砾 圆形及亚圆形为主 粒径大于2mm的颗粒
角砾 棱角形为主
密实度 如何衡量?
单位体积中固体颗粒含量的多少 或 孔隙含量的多少
干容重d或孔隙比e或孔隙率n
优点：简单方便
缺点：不能反映级配的影响 只能用于同一种土
对 策
相对密度
Dr
emax e emax emin
emax与emin ：最大与最小孔隙比
emin = 0.35
emin = 0.20
18
emax与emin ：最大与最小孔隙比
sat
ms
vv w
v
单位土体积中土颗粒的质量扣除同体积水后
的质量，即为单位土体积中土粒的有质量，
称为土的有效密度
,即： ms vs w
v
3
(5) 土的孔隙比e和孔隙率n
《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理性质指标
《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001（2009版）学习-土的物理性质指标1 土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相）（1）固相：土颗粒--构成土的骨架。
决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列（2）液相：水和溶解于水中物质（3）气相：空气及其他气体（1）干土=固体+气体（二相）（2）湿土=固体+液体+气体（三相）（3）饱和土=固体+液体（二相）土的三相示意图2 土的颗粒级配2.1 基本概念自然界的土通常由大小不同的土粒组成，土中各个粒组重量（或质量）的相对含量百分比称为颗粒级配，土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。
工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。
土中各粒组的相对含量称土的粒径级配，土的粒径级配是通过土的颗粒大小分析试验确定。
土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比，一般用百分比表示。
土的粒径级配直接影响土的性质，如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。
要确定各粒组的相对含量，需要将各粒组分离开，再分别称重。
这就是工程中常用的颗粒分析方法，实验室常用的有筛分法和密度计法。
土的粒径级配指的是土中各粒组的相对含量，用占总质量的百分数来表示。
这是无黏性土的重要指标，是粗粒土的分类定名的标准。
2.2 粒径级配累积曲线工程中常用粒径级配累积曲线（颗粒大小分布曲线）直接了解土的级配情况。
曲线的横坐标为土颗粒粒径的对数，单位为mm ；纵坐标为小于某粒径土颗粒的累积含量，用百分比（％）表示。
将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标，小于某粒径之土质量百分数为纵坐标，得到的曲线称土的粒径级配累积曲线。
级配曲线的特点：半对数坐标{量（％）小于某粒径的土质量含纵坐标）土粒粒径（对数坐标横坐标---mm几种土的粒径分布曲线从颗粒级配曲线中可直接求得各粒组的颗粒含量及粒径分布的均匀程度，进而估测土的工程性质。
工程岩土学- 第一章
§1.3 土的矿物成分（
P9 P33 ）
P9）
原生矿物
简单盐类
一．土的矿物成分的基本类型（
土 的 矿 物 成 分
无机矿物
有机矿物
P 19
{ {
次生粘土矿物
生物残骸 腐殖质
原生矿物————岩浆中直接生成的矿物， 是岩石经物理风化破碎但成分没有发生变化 的矿物碎屑。如石英、长石、云母、方解石、 角闪石、辉石等； 次生粘土矿物————是原生矿物经过化学 风化作用，形成的一些颗粒更细小的新矿物。
一．粒径和粒组（P33）
单位一般采用毫米(mm)。
1.粒径——土颗粒的大小，通常以其直径(d)来表示，
注：土颗粒并非理想的球体，应理解为土粒的平均直径或等效直径。
当土的粒径在某一范围内变化时，土的工程地质性 质差别不大。为了便于研究粒径与土的工程地质性 质的关系，将自然界中土颗粒的粒径变化范围划分 为几个区段，每个区段中包括的土粒成分相近，性 质相似。
0.88 2.4
不良 良好
三．土按颗粒组成的分类（P37）
1.粗粒土与细粒土的划分：
粗粒土——d＞0.074mm的颗粒含量超过50％的土 细粒土——d＜0.074mm的颗粒含量超过50％的土
2.粗粒土与细粒土的进一步细分：按照各粒组颗粒的百分
含量细分（P37表2-2）
注：①粗粒土定名时，按粒径由大到小，以最先符合者确定；
土的三相组成不是绝对不变的，其中固相 部分随时间、自然环境的变化较小；而土中 的水和空气对客观环境的变化非常敏感。
§1.2
土的粒度成分
土的工程地质性质主要取决于固相，特别是土粒的 大小和矿物类型。自然界中的土颗粒大小相差极为 悬殊（几十厘米以上～小于1微米），由它们组成的 土的性质也必然存在很大的差异。因此，研究土的 工程地质性质首先应研究组成土的土颗粒的大小。
01-土体工程 第一篇 第1章 土的粒度成分与矿物成分-10
第一篇土的工程性质第1章土的粒度成分与矿物成分1-1土的粒度成分研究土的固相成分可从土的粒度成分、矿物成分或化学成分等不同层面进行，其中土的粒度成分只需常规的土工试验便可分析，而测定土粒的矿物成分或化学成分则要复杂得多。
分析土的粒度成分是用于描述组成土的各种不同大小土颗粒的分布特性，是研究土的固相部分的重要手段，因而是评价土的工程性质和划分土类的基本依据。
天然土是由大小不同的颗粒组成的,土粒的大小称为土的粒度。
土中各种不同大小的土粒的相对含量称为土的粒度成分。
土粒的形状一般是不规则的，且细土粒的大小只有微米级，甚至更小，故很难直接测量土粒的大小，只能用筛分析法或沉降分析法间接地定量描述土粒的大小。
粗土粒能通过的最小筛孔孔径或与细土粒在静水中具有相同沉降速度的等代圆球体直径称为土的粒径。
天然土的粒径通常是连续变化的，土颗粒的大小相差悬殊，有大于几十厘米的漂石，也有小于几微米的胶粒。
实际工程中，不可能也不必要测定每一个土颗粒的粒径。
工程上一般将大小相近、性质类似的土粒合并为组，这种按土粒粒径大小和工程性质归并、划分的组别称为粒组。
土中各粒组的相对含量(各粒组质量占土粒总质量的百分比)称为土的颗粒级配。
粒组间的分界线，即粒组的界限粒径是人为规定的。
划分粒组时应使界限粒径与粒组性质的变化相对应，并按一定的比例递减关系确定粒组的界限值。
土的粒组的划分，各个国家甚至一个国家的不同行业部门往往采用不同的划分标准。
粒组划分标准的差异将直接影响到土的分类。
国家标准《土的工程分类标准》（GB/T 50145-2007）中土的粒组划分见表。
行业标准《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）中土的粒组划分见表。
土的粒度成分，包括土颗粒的大小、形状、含量和级配等诸方面都对土的工程性质有着显著的影响。
土中主要颗粒的大小是影响土的工程性质的最基本因素，粗粒土与细粒土的性质各异，在于其主要颗粒的大小不同。
土粒的形状是多种多样的，卵石接近于圆形或亚圆形而碎石颇多棱角，砂呈粒状而黏土颗粒大多为扁平状。
12%水泥稳定土水泥含量
12%水泥稳定土水泥含量
【最新版】
目录
1.水泥稳定土的概述
2.12% 水泥稳定土的水泥含量的含义
3.12% 水泥稳定土的特点和应用
4.12% 水泥稳定土的优缺点分析
5.12% 水泥稳定土的未来发展趋势
正文
1.水泥稳定土的概述
水泥稳定土，顾名思义，是一种以水泥为主要稳定材料，通过与土壤混合，使土壤具有一定强度和耐久性的道路建筑材料。
它是我国公路、铁路等基础设施建设中常用的一种基础材料。
2.12% 水泥稳定土的水泥含量的含义
12% 水泥稳定土，是指在混合料中，水泥的重量占总重量的 12%。
也就是说，每 100 公斤混合料中，水泥的重量为 12 公斤。
3.12% 水泥稳定土的特点和应用
12% 水泥稳定土具有较高的强度和耐久性，同时具有良好的抗冻性和抗渗性，适用于各种等级的公路、铁路等基础设施的建设。
4.12% 水泥稳定土的优缺点分析
优点：12% 水泥稳定土具有较高的强度和耐久性，可以提高道路的使用寿命；同时，由于水泥的加入，提高了土壤的抗冻性和抗渗性，有利于道路的安全运行。
缺点：水泥的加入会增加混合料的成本，同时，水泥稳定土的施工要
求较高，需要严格控制水泥的加入量和混合料的压实程度。
5.12% 水泥稳定土的未来发展趋势
随着我国基础设施建设的不断推进，对水泥稳定土的需求也在不断增加。
而 12% 水泥稳定土由于其优良的性能，将会在未来的道路建设中得到更广泛的应用。
1 工程岩土学_土的物质组成
Residual soils
残积
Completely 完全 decomposed Highly 强 decomposed Moderately 中 decomposed Slightly 微 decomposed Fresh 新鲜岩石
Dr. Han WX
Chelation
卸荷 Unloading
– e.g. uplift, erosion, or change in fluid pressure.
– 移去金属离子Involves the complexing and removal of metal ions .
阳离子交换
热胀冷缩Thermal expansion and contraction 干湿交替Alternate wetting and drying 晶体生长Crystal growth, including frost action 有机物活动Organic activity
5
工程岩土学 第一章 土的物质成分
第二节 土的矿物成分 Bowen’s Reaction Series
Dr. Han WX
The reaction series are similar to the weathering stability series.
橄榄石 普通辉石 角闪石 黑云母 钠长石 钙长石
The transported soils can be categorize based on the mode of transportation and deposition (six types).
10
工程岩土学 第一章 土的物质成分
岩土工程师基础辅导：土的组成
⼟是由固体颗粒、⽔和⽓体三部分组成的，通常称为⼟的三相组成。
随着三相物质的质量和体积的⽐例不同，⼟的性质也将不同。
同相部分即为⼟粒，由矿物颗粒或有机质组成，构成⼟的⾻架。
⾻架之间有许多孔隙，⽽孔隙可以被液体或⽓体或⼆者共同填充。
1)⼟的固相 ⼟的矿物成分⼟中的矿物成分可以分为原⽣矿物和次⽣矿物两⼤类。
原⽣矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如⽯英、长⽯、云母等。
次⽣矿物是由原⽣矿物经过风化作⽤后形成的新矿物，如三氧化⼆铝、三氧化⼆铁、次⽣⼆氧化硅、粘⼟矿物以及碳酸盐等。
⼟的粒度成分(颗粒级配) 天然⼟是由⼤⼩不同的颗粒组成的，⼟粒的⼤⼩称为粒度。
⼯程上常⽤不同粒径颗粒的相对含量来描述⼟的颗粒组成情况，这种指标称为粒度成分。
2)⼟的液相 ⼟的液相是指存在于⼟孔隙中的⽔。
按照⽔与⼟相互作⽤程度的强弱，可将⼟中⽔分为结合⽔和⾃由⽔两⼤类。
结合⽔是指处于⼟颗粒表⾯⽔膜中的⽔，它因受到表⾯引⼒的控制⽽不服从静⽔⼒学规律，其冰点低于零度。
结合⽔⼜可分为强结合⽔和弱结合⽔。
强结合⽔在最靠近⼟颗粒表⾯处，⽔分⼦和⽔化离⼦排列得⾮常紧密，以致其密度⼤于 1 g/cm 3，并有过冷现象，即温度降到零度以下不发⽣冻结的现象.在距离⼟粒表⾯较远地⽅的结合⽔称为弱结合⽔，由于引⼒降低，弱结合⽔的⽔分⼦的排列不如强结合⽔紧密，弱结合⽔可能从较厚⽔膜或浓度较低处缓慢地迁移到较薄的⽔膜或浓度较⾼处，亦即可从⼀个⼟粒迁移到另⼀个⼟粒，这种运动与重⼒⽆关，这层不能传递静⽔压⼒的⽔定义为弱结合⽔。
⾃由⽔包括⽑细⽔和⾃由⽔。
⽑细⽔不仅受到重⼒的作⽤，还受到表⾯张⼒的⽀配，能沿着⼟的细孔隙从潜⽔⾯上升到⼀定的⾼度。
这种⽑细上升对于公路路基⼟的⼲湿状态及建筑物的防潮有重要影响。
重⼒⽔在重⼒或压⼒差作⽤下能在⼟中渗流，对于⼟颗粒和结构物都有浮⼒作⽤，在⼟⼒学计算中应当考虑这种渗流及浮⼒的作⽤⼒。
3)⼟的⽓相 ⼟的⽓相是指充填在⼟的孔隙中的⽓体，包括与⼤⽓连通的和不连通的两类。
土质土力学土的物质组成和结构
相系之间往往存在复杂的物理—化学作用。因此，土的相系之间质和量的变化是鉴定其工程性质的一个重要依据。
在研究土时，必须对同时存在的三相的质与量以及它们之间的相互作用一并加以研究。
土是分散体系
由二相或更多相所构成的体系，其一相或某一些相分散在另一相中，称为分散体系。多相组成的土是分散体系。 根据固相土粒的大小程度，将土划分为： 粗分散体系(>2m) 细分散体系(2~0.1m) 胶体体系(0.1~0.01m) 分子体系(<0.01m)。 分散体系的性质随着分散程度的变化而变化。
2 土的物质组成和结构
土是未固结成岩的松散沉积物，在地表广泛分布，是工程和经济活动的主要对象。土的工程性质复杂多变： 作为建筑地基，有的可以修建高楼大厦，有的连平房都承受不起；作为建筑材料，有的可以作为混凝土的骨料，有的可以烧制砖瓦，有的很难派上用场。 土的性质之所以有这样大的差别，主要是其成分和结构的不同。因此，在研究土的工程性质形成及其变化规律时，首先要研究土的组成成分。
(2) 粒组划分
我国《土的工程分类标准》（GB/T 50145-2007）中的粒组划分方案见下图：
01
细粒
03
巨粒
02
粗粒
粒度成分
土的工程性质与构成土的各种粒径的相对含量有关，即与各种粒径在土中的比例搭配关系有关。 土中各种粒径颗粒之间的比例搭配关系（相对含量）称为粒度成分（又称为粒度级配或级配），一般用干土质量百分比表示： 式中 x——某粒组的质量百分数,%； ma——干土中某粒组的质量； mb——干土总质量。
粒组（mm）
粒度成分(以质量%计)
土样1
土样2
土样3
10-5 5-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.10 0.10-0.05 0.05-0.01 0.01-0.005 0.005-0.002 0.002
01-土体工程 第一篇 第1章 土的粒度成分与矿物成分-10
第一篇土的工程性质第1章土的粒度成分与矿物成分1-1土的粒度成分研究土的固相成分可从土的粒度成分、矿物成分或化学成分等不同层面进行，其中土的粒度成分只需常规的土工试验便可分析，而测定土粒的矿物成分或化学成分则要复杂得多。
分析土的粒度成分是用于描述组成土的各种不同大小土颗粒的分布特性，是研究土的固相部分的重要手段，因而是评价土的工程性质和划分土类的基本依据。
天然土是由大小不同的颗粒组成的,土粒的大小称为土的粒度。
土中各种不同大小的土粒的相对含量称为土的粒度成分。
土粒的形状一般是不规则的，且细土粒的大小只有微米级，甚至更小，故很难直接测量土粒的大小，只能用筛分析法或沉降分析法间接地定量描述土粒的大小。
粗土粒能通过的最小筛孔孔径或与细土粒在静水中具有相同沉降速度的等代圆球体直径称为土的粒径。
天然土的粒径通常是连续变化的，土颗粒的大小相差悬殊，有大于几十厘米的漂石，也有小于几微米的胶粒。
实际工程中，不可能也不必要测定每一个土颗粒的粒径。
工程上一般将大小相近、性质类似的土粒合并为组，这种按土粒粒径大小和工程性质归并、划分的组别称为粒组。
土中各粒组的相对含量(各粒组质量占土粒总质量的百分比)称为土的颗粒级配。
粒组间的分界线，即粒组的界限粒径是人为规定的。
划分粒组时应使界限粒径与粒组性质的变化相对应，并按一定的比例递减关系确定粒组的界限值。
土的粒组的划分，各个国家甚至一个国家的不同行业部门往往采用不同的划分标准。
粒组划分标准的差异将直接影响到土的分类。
国家标准《土的工程分类标准》（GB/T 50145-2007）中土的粒组划分见表。
行业标准《公路土工试验规程》（JTJ 051-93）中土的粒组划分见表。
土的粒度成分，包括土颗粒的大小、形状、含量和级配等诸方面都对土的工程性质有着显著的影响。
土中主要颗粒的大小是影响土的工程性质的最基本因素，粗粒土与细粒土的性质各异，在于其主要颗粒的大小不同。
土粒的形状是多种多样的，卵石接近于圆形或亚圆形而碎石颇多棱角，砂呈粒状而黏土颗粒大多为扁平状。
土的粒组划分
土的粒组划分一、土的粒组概述土是地壳的一种重要组成部分，由不同粒组成。
土的粒组划分是对土壤中颗粒状物质的分类和描述，通常按照颗粒大小和形状进行划分。
二、粗颗粒组1. 砾石：砾石是一种直径大于2毫米的颗粒，主要由石块和石渣组成，常见于河床、滩涂等地区。
2. 砂粒：砂粒是一种直径介于0.05毫米到2毫米之间的颗粒，通常由石英矿物组成，常见于沙漠、河岸、海滩等地方。
3. 粉砂：粉砂是一种直径介于0.002毫米到0.05毫米之间的颗粒，通常由石英、长石、云母等矿物组成，常见于河流、湖泊等地区。
三、中颗粒组1. 粉粒：粉粒是一种直径介于0.002毫米到0.05毫米之间的颗粒，通常由黏土矿物组成，常见于河流冲积层、湖泊沉积层等地方。
2. 粉土：粉土是一种直径介于0.05毫米到0.002毫米之间的颗粒，主要由粘土矿物组成，常见于湿地、河流冲积层等地区。
四、细颗粒组1. 粘土：粘土是一种直径小于0.002毫米的颗粒，主要由粘土矿物组成，具有很强的黏性和塑性，常见于湿地、河流冲积层等地区。
2. 膨润土：膨润土是一种特殊的粘土，具有吸湿膨胀的性质，常用于土工材料、油田钻井等领域。
3. 有机质：有机质是土壤中的一种重要成分，主要由植物残体和动物遗骸分解而成，对土壤肥力和保水性起着重要作用。
五、土的粒组对土壤性质的影响1. 颗粒大小：颗粒越大，土壤通气性和透水性越好，但保水能力较差；颗粒越小，土壤保水能力越好，但通气性和透水性较差。
2. 颗粒形状：颗粒形状影响土壤的孔隙结构，不同形状的颗粒对土壤的水分保持和根系生长具有不同的影响。
3. 粘土含量：粘土含量高的土壤比例土壤更容易吸附养分和保持水分，但通气性较差，容易产生水涝。
4. 有机质含量：有机质含量高的土壤肥力较高，保水性好，有利于植物生长。
六、土的粒组在土壤改良中的应用1. 砂石混凝土：利用砂石提高土壤的稳定性和承载力，常用于道路、桥梁等工程建设中。
2. 粘土石膏壤：利用粘土和石膏的黏结性和保水性，改良土壤的通气性和保水性，常用于农田水利工程中。
土的粒度成分
非结合水
1. 结合水
特点：
不受重力作用 密度大 不能传递静水压力 冰点低 具有一定抗剪强度（有抵抗外力的能力）
2. 毛细水
分布在结合水外围，水分子虽然不能被土粒表面直接吸引 住，但仍受土粒表面的静电影响，特别是在固、液、气三 相交界的弯液面附近，这种影响尤其；同时，它又受重力 作用的控制。所以毛细水是存在于土中细小的孔隙中、因 与土颗粒的分子引力和水与空气界面的表面张力共同作用 构成的毛细作用而与土颗粒结合，存在于一种过渡类型水。 毛细水的性质一方面与结合水相似，另一方面与重力水相 仿，所以说是结合水与重力水之间的过渡类型。 毛细水受土粒表面静电引力的影响紧密一些，因此它的冰 点比重力水低(在摄氏零度以下)，并有极微弱的抗剪强度， 也能传递静水压力。在外力较小的情况下，它不同于结合 水，而和重力水一样，立即发生显著的流动，并作层流运 动。
在非饱和土中局部存在毛细水时，产生毛细内聚力或假内聚 力，使土粒间的有效应力增高而增加土的强度。但当土体浸水 饱和或失水干燥时，这种内聚力消失。在工程上为安全考虑， 不考虑毛细水在某些情况下引起的有利因素，反而考虑毛细水 上升使土层含水量增大，从而降低土的强度和增大土的压缩性 等不利影响。
当毛细水上升接近建筑物基础底面时，毛细压力作为基底附 加压力的增值，可能加大建筑物沉降量。
第四节 土的结构
土的结构是指组成土的土粒大小、形状、表面特 征、土粒间的连结关系和土粒的排列情况。 一、土粒间的连结关系
组成土的土粒间的连接、结合关系 主要连接形式：
结合水连结：通过结合水膜而将相邻土粒连结起来的连结 形式。 毛细水连结：相邻土粒由毛细压力作用形成的连结。 胶结连结：由于土中某些盐类的结晶将土粒胶结起来的连 结。
土木工程中的岩土材料性质与应用
土木工程中的岩土材料性质与应用土木工程是一门应用科学，涉及到多个学科领域，其中岩土材料的性质和应用是土木工程中非常重要的一部分。
岩土材料包括土壤和岩石，它们在土木工程中扮演着重要的角色。
本文将探讨土木工程中岩土材料的性质和应用。
一、土壤的性质与应用土壤是由岩石经过物理和化学作用形成的一种生命基础和灌溉、农田、交通、建筑等基础设施建设所依赖的重要材料。
土壤的性质直接影响着土地的利用和土木工程的施工效果。
土壤的性质包括颗粒组成、孔隙结构、水分特征、强度和可塑性等。
首先，土壤的颗粒组成是指土壤中各种颗粒的种类和含量。
土壤中的颗粒主要包括砂、粉砂、粉土和黏土等，它们的比例不同会导致土壤的性质差异。
例如，黏性土壤含有更多的黏土颗粒，因此更容易吸水、膨胀和收缩。
其次，土壤的孔隙结构是指土壤中各种孔隙的分布和形状。
孔隙是土壤中的空隙，可以用来储存水分和空气。
土壤孔隙的大小和数量对于土壤的透水性和透气性有着重要影响。
如果土壤孔隙过大，将会导致土壤的透水性增加，但抗剪强度较低；而如果土壤孔隙过小，则土壤的透气性和透水性都会较差。
再次，土壤的水分特征是指土壤中含水量的特征。
土壤中的水分对于土壤的稳定性和力学性质有着至关重要的影响。
当土壤中的含水量增加时，土壤的可塑性和可变性会增加；而当土壤中的含水量减少时，土壤的强度和抗剪强度会增加。
最后，土壤的强度和可塑性是指土壤承受外力时的变形性能和抗剪强度。
土壤的强度和可塑性对于土木工程中的基础设施建设和施工效果有着直接的影响。
不同类型的土壤具有不同的强度和可塑性，因此在工程设计和施工中需要对土壤进行详细的力学性质测试和分析。
根据土壤的性质，土木工程中可以应用土壤来进行工程填筑、路基建设、基础设施建设等。
土壤在填筑工程中可以作为填土材料来填补地面的凹陷部分；在路基建设中可以用于路基的填筑和加固；在基础设施建设中可以作为承载层和基础材料。
二、岩石的性质与应用岩石是由地壳中的矿物质组成的固体材料，在土木工程中具有重要的地质和工程特性。
岩土工程师辅导资料：土的固体颗粒-矿物成分
⼟的固体颗粒-矿物成分 （2）矿物成分⼟粒的矿物成分主要取决于母岩的成分及其所经受化学风化的程度。
不同矿物成分对⼟的性质有着不同的影响，特别是细颗粒⼠尤为重要，详见表12-1-2 所⽰。
⼟粒的矿物成分表12-1-2 ⼟粒名称 矿物成分 与⽔相互作⽤能⼒ 漂⽯卵⽯ 圆砾⾓砾 岩⽯的碎屑,其矿物成分与母岩相同 不强 砂粒 母岩中单矿物颗粒,如⽯英、长⽯、云母等 其中⽯英抗化学风化能⼒强,亲⽔性不强 粉粒 主要是⽯英、MgC03、CaC03等,难溶盐 因颗粒较细,有⼀定的亲⽔能⼒,表现在湿时有微弱黏性和⽑细性 黏粒 1.黏⼟矿物 （次⽣矿物）蒙脱⽯伊利⽯⾼岭⽯ 2.氧化物和氢氧化物 3各种盐类 4有机物 亲⽔性强,特别是蒙脱⽯型的蒙古⼠矿物,能吸附⼤量的⽔分⼦⽽膨胀、⼲燥时⼤量收缩。
使⼟具有塑性和勃性。
⽑细作⽤强,渗 从表中可以看出，粗颗粒⼟的性质主要与颗粒粒径及其级配有关；⽽细颗粒⼟，矿物成分起着⾮常重要的作⽤。
这是因为和⼟颗粒都是由化学风化形成的次⽣矿物：⾼岭⽯、伊利⽯和蒙脱⽯所组成，颗粒粒径⾮常微⼩，在电⼦显微镜下观察到的都呈鳞⽚状或⽚状，内部具有层状晶体构造。
蒙脱⽯的颗粒最⼩，长度约为0.05µm，厚仅为0.001µm；伊利⽯次之，⾼岭⽯颗粒。
这些微粒表⾯都带负电荷，因此具有很强的与⽔和⽔溶液中的⽔化阳离⼦相互作⽤的能⼒，称为表|建设⼯程教育|⾯能。
如果⽤单位体积内颗粒总表⾯⾯积定义为⽐表⾯，颗粒愈细⽐表⾯愈⼤，表⾯能愈强。
例如，若将1cm3的颗粒分割成棱边为 0.001mm的微粒，这些微粒总的表⾯积可达6 X 104c㎡.由此可见，含蒙脱⽯的教性⼟亲⽔性强于伊利⽯和⾼岭⽯。
黏⼟颗粒的亲⽔性与胶体的电化学性质相似，所以黏⼟|建设⼯程教育|颗粒⼜称为胶粒。
在黏⼟颗粒粒组中还包括氢氧化物、盐类和有机质。
这些物质也具有胶体性质；氢氧化物和盐类还能起到颗粒与颗粒之间的胶结和固化作⽤，使⼟的⾻架具有⼀定的强度。
岩土工程师基础辅导：土的粒组划分和粒度成分
⼟的粒组划分和粒度成分
(1)⼟的粒组划分
⼯程上常把⼤⼩相近的⼟粒合并为组，称为粒组。
粒组间的分界线是⼈为划定的，划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应，并按⼀定的⽐例递减关系划分粒组的界限值。
对粒组的划分，我国 GB 50021-94 《岩⼟⼯程勘察规范》的粒组划分标准
(2)粒度成分及其表⽰⽅法
⼟的粒度成分是指⼟中各种不同粒组的相对含量(以⼲⼟质量的百分⽐表⽰)，它可⽤以描述⼟中不同粒径⼟粒的分布特征。
常⽤的粒度成分的表⽰⽅法是累计曲线法，它是⼀种图⽰的⽅法，通常⽤半对数纸绘制，横坐标(按对数⽐例尺)表⽰某⼀粒径，纵坐标表⽰⼩于某⼀粒径的⼟粒的百分含量，在累计曲线上，可确定两个描述⼟的级配的指标：
不均匀系数:
曲率系数:
式中 d 10 ， d 30 ， d 60 分别相当于累计百分含量为 10%， 30%和 60%的粒径， d 10 称为有效粒径， d 60 称为限制粒径。
不均匀系数 C u 反映⼤⼩不同粒组的分布情况， C u < 5 的⼟称为匀粒⼟，级配不良; C u 越⼤，表⽰粒组分布范围⽐较⼴， C u > 10 的⼟级配良好。
但如 C u 过⼤，表⽰可能缺失中间粒径，属不连续级配，故需同时⽤曲率系数 C c来评价。
曲率系数则是描述累计曲线整体形状的指标。
(3) 粒度成分测定⽅法
对于粗粒⼟可以采⽤筛分法，⽽对于细粒⼟(粒径⼩于 0.075 mm )则必须⽤沉降分析法测定其粒度成分。
筛分法是⽤⼀套不同孔径的标准筛把各种粒组分离出来的⽅法。
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司笃克斯公式来确定各粒组相对含量的⽅法。
土的工程性质_1章 土的物质组成
- 弱结合水：
• 受电场引力作用，为粘滞水膜 • 外力作用下可以移动 • 不因重力而流动，有粘滞性
1.4.3 自由水：不受颗粒电场 引力作用的孔隙水
- 毛细水：由于土体孔隙的毛细 作用升至自由水面以上的水。 毛细水承受表面张力和重力的 作用 - 重力水：自由水面以下的孔隙 自由水，在重力作用下可在土 中自由流动
封闭气体：被土颗粒和水封闭的气体
其体积与压力有关。会增加土的弹性； 阻塞渗流通道，降低渗透性
溶解在水中的气体 吸附于土颗粒表面的气体
粒度(粒径): 土粒平均直径的大小.
粒组(粒级): 粒径大小相近, 工程地质性质相近.
•界限粒径 60
巨粒 粗粒
砾石
粗 中
20 5
0.075
细粒
砂粒
细 粗 中 细
d
(mm) 60
粉粒
粘粒 0.005
胶粒 0.002
2
0.5 0.25
0.075
各粒组土的工程性质
P.7 1.漂石,卵石,砾粒 透水性 颗粒之间的连接 可塑性 胀缩性 压缩性 强度
列表法
表达方式:
累积曲线
三角图法
小于某粒径之土质量百分数（％）
斜率: 某粒径范围内颗 粒的含量 陡-相应粒组含量多 缓-相应粒组含量少
累积曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 5.0
平台-相应粒组缺乏
特征粒径: d50 : 平均粒径 d60 : 控制粒径 d10 : 有效粒径 d30
沸石水
方沸石
方沸石是常见的似长石矿物，为含水的钠铝硅 酸盐。 在玄武岩、辉绿岩、花岗岩、片麻岩及 洞穴中和碱性湖底沉积中会有它们的存在。
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不均匀系数（Cu）与曲率系数（Cc）可反 映土的粒度均匀性和级配情况。当Cu≥5且 Cc=1～3时，为良好级配土，即不均粒土。 Cu 越大，土质越不均匀。
三角图法
原理：在等边三角行中，任一点到三边的垂 高之和恒等于等边三角行本身的垂高。三角 形的高为H，三角形中任意一点到各边的垂 高为ha、 hb、hc，令H=100，则ha、hb、 hc代表三大粒径的百分含量。
累计曲线法：
以粒径d为横坐标，以该粒径的累计百分含 量Xd为纵坐标，在直角坐标系中表示两者 的关系曲线。
优点：对一个地区的土样比较时较直观醒目。
缺点：土样较多时显得繁乱不易分辨。
累积曲线法
不均匀系数（Cu）与曲率系数（Cc）
Cu=
Cc=
d10----累计含量为10%的粒径；
d30----累计含量为30%的粒径；
粒径：土粒的大小通常 以其平均直径来表示。
将土按照工程地质性质划分出的大小相似、性质相 似的组别称为粒组。
粒径/mm
＞200 200~60 60~20 20~5 5~2 2~0.5 0.5~0.25 0.25~0.075 0.075~0.005 ＜0.005
粒组的名称 《岩土工程勘察规范》 漂石粒 卵石粒
圆砾粒
砂粒
粉粒 粘粒
粗砂粒 中砂粒 细砂粒ຫໍສະໝຸດ 《土的分类标准》漂石粒
卵石粒
砾粒
粗砾粒
中砾粒
细砾粒
砂粒
粗砂粒
中砂粒
细砂粒
粉粒
粘粒
土的粒度成分，通常以各粒组的质量分数 来表示，说明各粒级的分配情况，也称为 颗粒级配。
粒度分析：粉粒出土中各个粒组，并测定 其相对含量。
粗粒土——筛分法 细粒土——静水沉降法
缺点：大量土样比较时较困难。
累积含量表
粒径/mm 200 60 20 5 2 0.5 0.25
小于某粒径 95% 83% 63% 33% 20% 10% 5% 的百分含量
粒径/mm 200 60 20 5
2
0.5 0.25
大于某粒径 5% 17% 37% 67% 80% 90% 95% 的百分含量
列表法 累积曲线法 三角图法
列表法：将粒度分析结果用表格形式表达。
粒径 /mm
质量 分数
＞ 200 60- 20- 5-2 2- 0.5- 0.25-
200 -60 20 5
0.5 0.25 0.075
5% 12% 20% 30% 13% 10% 5% 5%
优点：可以清楚的用数量说明土 的各粒组的含量；
优点：可将大量土样的粒度成分表示在一张 图上。
三角形的三个顶角分别表示三大粒组。最 常用的是0.075mm、0.005mm为两个界
限值，将全部土粒划分为砾砂组，粉粒组
及粘粒组三大粒组。粗粒土的分类则以 2mm、0.075mm为界限值，将全部土粒 分为卵砾组，砂粒组、粉粘粒组。