《土力学与地基基础》PPT课件

当土孔隙中局部存在毛细水时，毛细水的弯液
面和土粒接触处的表面引力反作用于土粒上，使土 粒之间由于这种毛细压力而挤紧(图1—14)，土因而 具有微弱的粘聚力，称为毛细粘聚力。
(二)土中气 土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。 三 、土的结构和构造 土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排
列及其联结关系等因素形成的综合特征。一般分为 单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。
土的结构
在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近 的各部分之间的相互关系的特征称为土的构造，土 的构造最主要特征就是成层性即层理构造。土的构 造的另一特征是土的裂隙性。
土的三相比例指标
上节介绍了土的组 成，特别是土颗粒的 粒组和矿物成分，是 从本质方面了解土的 性质的根据。但是为 了对土的基本物理性 质有所了解，还需要 对土的三相——土粒 (固相)、土中水(液相) 和土中气(气相)的组成 情况进行数量上的研 究。
颗粒分析试验：筛分法；沉重分析法
颗粒分析实验
筛分法试验是将风干、分散的代表性土样通过一 套自上而下孔径由大到小的标准筛（例如60mm、 20mm、0.5mm、0.25mm、 0.1mm、0.075mm ），称 出留在各个筛子上的土干重，即可求得各个粒组 的相对含量。
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根据颗粒大小分析试验成果，可以绘制颗粒级 配累积曲线
土的三相比例指标：土粒比重、含水量、密度、干密度、 饱和密度、有效密度、孔隙率、孔隙比、饱和度。
某饱和土体，重度=20KN/M3,土粒比重Gs=2.6. 求干重度。
表2-1提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。 表中根据界限粒径200、20、2、0．05和0．005mm把 土粒分为六大粒组：漂石<块石)颗粒、卵石(碎石) 颗粒、圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。
土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒 组的相对含量(各粒组占土粒总量的百 分数)来表 示，称为土的颗粒级配。
土力学基础知识
第一节 土的物理性质及分类
1—1 概 述 1土的定义：
土是连续，坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬 殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中 生成的沉积物。 2 土的三相组成：
土的物质成分包括有作为土骨架的固态矿物颗粒、 孔隙中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由颗 粒(固相)、水(液相)和气(气相)所组成的三相体系。
(二)土粒的矿物成分 土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的
风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响， 其中以细粒组的矿物成分尤为重要 。
1、六大粒组的矿物成分 漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。 2、粘土矿物的比表面 由于粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很 强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就愈强。 粘土矿物表面积的相对大小可以用单位体积(或质量)的颗 粒总表面积(称为比表面)来表示。 由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化， 必然导致土的性质的突变，所以，土粒大小对土的性质起 着重要的作用。
度．曲率系数描写的是累积曲线的分布范围，反映曲
线的整体形状。
颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。
沉降分析法
沉降分析法有密度法（比重计法）、移液管法 等。
密度计法，是将一定量的土样（粒径 <0.075mm）放在量筒中，然后加蒸馏水，经 过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，当 土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉 较快，而较小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降 过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时 间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的 下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d （mm）的颗粒占土样的百分数。
一 土的固体颗粒 ·
土中的固体颗粒(简称土粒)的大小和形状、矿物成分 及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。
(一) 土的颗粒级配
在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成 的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发 生变化，例如土的性质随着粒径的变细可由无粘性变 化到有粘性。
将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分 为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而呈现出 一定质的变化。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
重力水是存在于地下水位以下的透水层中的地下 水，它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土 粒有浮力作用。
(2)毛细水
毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自
由水。毛细水存在于地下水位以上的透水土层中。毛 细水按其与地下水面是否联系可分为毛细悬挂水(与 地下水无直接联系)和毛细上升水(与地下水相连)两种。
(1)强结合水 强结合水是指紧靠土粒表面的结合水 (2)弱结合水 弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合 水膜。 2自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的
水。它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰 点为0℃，有溶解能力。
自由水按其移动所受作用力的不同，可以分为 重力水和毛细水。
(1)重力水
由曲线的坡度可判断土的均匀程度；有效粒径； 限定粒径。
利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标， 如与的比值称为不均匀系数：
又如曲率系数用下C式u 表 d示60：d10
Cc
d30 2 d10 d 60
不均匀系数 反映大小不同粒组的分布情况，越
大表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，作
为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实
二、土中的水和气 (一)土中水 在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处于液 态、固态或气态。 存在于土中的液态水可分为结合水和自由水两大类： 1．结合水 结合水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。 这种电分子吸引力高达几千到 几万个大气压，使水分子 和土粒表面牢固地粘结在一起。 由于土粒(矿物颗粒)表面一般带有负电荷，围绕土粒 形成电场，在土粒电场范围内的水分子和水溶液中的阳离 子(如Na’、Ca”、A1”等)一起吸附在土粒表面。因为水分 子是极性分子(氢原子端显正电荷，氧原子端显负电荷)， 它被土粒表面电荷或水溶液中离子电荷的吸引而定向排列 (图1—13)。 双电子层