《土力学与地基基础》PPT课件
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土力学与地基基础1 ppt课件
四、地基与基础课程的特点和学习方法
一、特点：（1）本课程涉及水文地质学、工程地质学、土力学等几个 学科领域，内容广泛、综合性强。 （2）课程理论性和实践性均较强。
项目一土的物理性质及工程分类
能力目标
➢ 掌握土的物理性质与土的工程分类 ➢ 了解土的三相组成 ➢ 掌握土的物理性质指标及三相比例指标之间的换算关系 ➢ 熟悉无钻性土、钻性土的物理状态指标 ➢ 掌握相对密度、塑限、液限、塑性指数和液性 指数等基本概念 ➢ 熟悉规范对地基土的工程分类方法 ➢ 掌握砂土、钻性土的分类标准
如前所述，土由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)组 成。为了便于说明和计算，通常用土的三相组成图来表示它们 之间的数量关系，如上图所示。三相图的右侧表示三相组成的 体积关系，左侧表示三相组成的质量关系。
三、地基与基础理论的发展
▪ 1773年 ▪ 1857年 ▪ 1885年
▪ 1925年 ▪ 1936年 ▪ 1949年
• 法国的库仑-砂土抗剪强度理论与土压力理论 英国朗肯—朗肯土压力理论
法国布新奈斯克（Boussinesq）—弹性半空间解 美国太沙基—《土力学》专著与有效应力原理 美国召开第一次国际土力学及基础工程会议 我国土力学研究进入发展阶段
绪论
➢ 一、土力学、地基及基础的概念 ➢ 二、地基与基础研究的内容 ➢ 三、地基与基础理论的发展 ➢ 四、地基与基础课程的特点和学习方法
一、土力学、地基及基础的概念
一、土力学、地基及基础的概念
建筑物
上部结构 基础 地基
建构筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建构筑物影响的那 一部分地层称为地基（指支承基础的土体或岩石）；
任务一土的成因与组成
粒组名称 漂石(块石) 卵石(碎石)
《土力学与地基基础》ppt课件(341张)
3．洪积物(Q”) · 由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流， 具有很大的剥蚀和搬运能力。
它冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲沟出口或 山前倾斜平原而形成洪积物(图1—4)。 由相邻沟谷口的洪积扇组成洪积扇群<图l—5)。如果逐渐 扩大以至连接起来， 则形成洪积冲积平原的地貌单元。 洪积物常呈现不规则交错的层理构造，如具有夹层、尖灭 或透镜体等产状(图1—6)。
外力作用下，被剥蚀，搬运到大陆低洼处或海洋底部 沉积下来，在漫长的地质年代里， 沉积的物质逐渐加 厚，在覆盖压力和含有碳酸钙、二氧化硅、氧化铁等 胶结物的作用下， 使起初沉积的松软碎屑物质逐渐 压密、脱水、胶结、硬化生成新的岩石，称为沉积岩。 未经成岩作用所生成的所谓沉积物，也就是通常所说 的“土”。 3）风化、剥蚀、搬运及沉积--外力地质作用过程中的 风化、剥蚀、搬运及沉积，是彼此密切联系的。风化 作用为剥蚀作用创造了条件，而风化、剥蚀、搬运又 为沉积作用提供了物质的来源。剥蚀作用与沉积作 用 在一定时间和空间范围内，以某一方面的作用为主导， 例如，河流上游地区以剥蚀为主，下游地区以沉积为 主，山地以剥蚀占优势，平原以沉积占优势．
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)。
学习项目8 沉井基础 《土力学与地基基础》教学课件
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
北锚碇要将两根主缆传来的640 MN的拉力传递给沉井和 基础，是一个以承受水平力为主的结构。由于沉井在整个施 工和营运期内的受力不断变化，在这些荷载的作用下，沉井 地基因受到不均匀压力而产生沉降。因此，在主缆架设之前，
5m 待加劲梁架设以后再进行浇筑。设计允许锚块可以向前水平 位移100 mm，但通车至今实际水平位移不到25 mm。
任务8.1 沉井基础概述
3）竹筋混凝土沉井
由于沉井在下沉过程中受力较大因而需 配置钢筋，一旦完工后，它就不需要承受很 大的拉力了。因此，在我国南方产竹地区， 可以采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替部 分钢筋，如南昌赣江大桥等曾用竹筋混凝土 沉井。在竹筋混凝土沉井分节接头处及刃脚 内仍需用钢筋。
任务8.1 沉井基础概述
沉井基础：沉井 经过混凝土封底、填 塞井孔后，便成为桥 梁墩台或其他结构物 的基础。
任务8.1 沉井基础概述
沉井下沉
沉井基础
任务8.1 沉井基础概述
2. 沉井基础的特点
1）沉井基础的优点
（1）埋置深度可 以很大，整体性较 强，稳定性较好， 有较大的承载面积， 能承受较大的垂直 荷载和水平荷载。
（2）在下沉过程 中，沉井作为坑壁 围护结构，起到挡 土、挡水的作用。
江阴大桥主跨为1 385 m，桥塔的高度为190 m，为两根 钢筋混凝土空心塔柱与三道横梁组成的门式框架结构，重力 式锚碇，主梁采用流线型箱梁断面，钢箱梁全宽为36.9 m， 梁高为3 m，桥面宽为29.5 m，双向六车道，两侧各设宽为 1.8 m的风嘴。
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
该桥的北锚碇是大桥的关键部位之一，经浅埋、中埋扩 大基础、群桩基础、地下连续墙多方案比较，最后选用尺寸 为51 m×69 m的沉井基础，沉井内分36个隔仓，沉井高度为
土力学与地基基础学习课件PPT课件
THANK
YOU
SUCCESS
2019/4/14
地基中的自重应力
水平向自重应力：
K0——静止侧压力系数，它是在无侧向变形条件下有效小主应力与有效大主应 力之比。其值由试验确定，与土层应力历史及土的类型有关。
地基中的自重应力
自重作用下土的变形问题
天然土层一般不引起建筑物基础的沉降 近期沉积或堆积的土层应考虑自重作用下 土的变形问题 地下水位下降会引起自重应力的变化（增 大），从而影响土的变形（地表下沉） 地下水位上升使原地下水位和变动后地下 水位之间的那部分土的压缩性增大而产生 附加沉降量
基底压力与基底附加应力
基底压力：上部结构荷载和基础自重通过 基础传递，在基础底面处施加于地基上的 单位面积压力。 基底反力：反向施加于基础底面上的压力 基底附加应力：基底压力扣除因基础埋深 所开挖土的自重应力之后在基底处施加于 地基上的单位面积压力。（基底净压力）
一、柔性基础与刚性基础
地基中的自重应力
土体的自重应力可由该点单位面积上土柱的有效重量计算
地基中自重应力计算注意事项
根据液性指数IL判断水下粘性土是否受到 水的浮力作用：IL≤0，不受浮力作用
地下水位以下的不透水层中不存在水的浮力，该 层面及层面以下的自重应力按上覆土层的水土总 重计算 地下水位以下的透水层和不透水层接触面处，应 分别计算出该层面在2种土层中的自重应力：透水 层底部按受浮力作用计算，不透水层顶部按上覆 土层的水土总重计算
双向偏心荷载作用的 矩形基底的基础 按材料力学双向偏心 受压公式
倾斜偏心荷载作用下的基底压力
将倾斜偏心荷载的合力分解成竖向分量和水平分量。 竖向分量引起的基底压力按竖直偏心荷载的计算公式计算 水平分量引起的基底压力按下式计算
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
土力学与地基基础 PPT
曲率系数： Cc=(d30)2/(d60× d10)
有效粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时相应 的粒径。
限定粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时相应 的粒径。
中值粒径 ——小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时相应 的粒径。
任务一土的成因与组成
土中水 结合水
自由水
任务二土的物理性质指标
的含水量，亦称为土的含水率。即：
w mW 100% ms
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
2、土的土的密度ρ和重度
单位体积内土的质量称为土的密度ρ ，单位体积内土所受 的重力(重量)称为土的重度 。
m/V g
任务二土的物理性质指标
土的基本指标
3、土的比重Gs
土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比，称为土粒比重 (无量纲)，亦称为土粒相对密度。即：
建构筑物中将结构所承受的各种荷载传递到地基上的结构组成部分 称为基础。
二、地基与基础研究的内容
地基与基础是一门实用性很强的学科，其研究内容 涉及土质学、土力学、结构设计、施工技术以及与 工程建设相关的各种技术问题。
二、地基与基础研究的内容
为了保证建筑物的安全和正常使用，在地基基础设计中 ，须满足以下3个技术条件：
三、地基与基础理论的发展
▪ 1773年 ▪ 1857年 ▪ 1885年
▪ 1925年 ▪ 1936年 ▪ 1949年
• 法国的库仑-砂土抗剪强度理论与土压力理论 英国朗肯—朗肯土压力理论
法国布新奈斯克（Boussinesq）—弹性半空间解 美国太沙基—《土力学》专著与有效应力原理 美国召开第一次国际土力学及基础工程会议 我国土力学研究进入发展阶段
《土力学与地基基础(第3版)》课件21
一、土力学与地基基础的基本概念
5 地基的范围及其分类
地基是有一定深度和范围的，当地基由两层及 两层以上土层组成时， 通常将直接与基础底面接触 的土层称为持力层；在地基范围内，持力 层以下的土层称为下卧层。 当下卧层的承载力低于持力层的承载力时， 称为软弱下卧层。 良好的地基应该具有较高的承载力和较低的压缩性， 如果地基土较软弱，工程性质较 差，需对地基进行人工加固处理后才能 作为建筑物地基的，称为人工地基；未经加固处理直 接利用天然土层 作为地基的，称为天然地基。
地基与基础示意图
一、土力学与地基基础的基本概念
4 地基
当土层承受建筑物的荷载作用后，会使土层在 一定范围内改变其原有 的应力状态，产生附加应力和变形，该附加应力和变形随着深度的增加 向周围土中扩散并逐渐减弱。 土层中附加应力与变形所不能忽略的那部 分地层或岩层被称为地基，换言之，地基是支撑基础的土层或岩层。
一、土力学与地基基础的基本概念
1土
土是岩石经过物理、化学、生物等风化作用的产物，是由 矿物颗粒组成的集合体。 土由三相组成，包括固体颗粒（土 粒）、水和气体。
土的特征
最主要的特征是具有散粒性、多孔性、 复杂性 与易变性，以及特殊自然地理条件 形成的一些具有明显区域性的特殊性质。
一、土力学与地基基础的基本概念
三、地基与基础在工程中的重要性
基础是建筑物的主要组成部分，应具有足够的强度、刚度和 耐久性，以保证建筑物的安全和使用年限。 而且由于地基与基础 位于地面以下，属隐蔽工程，它的勘察、设计和施工质 量的好坏 直接影响建筑物的安全。
从造价与施工工期来看，基础工程在建筑物中所占比例较大。 一般的多层房屋建筑，其基础工程造价约占总造价的25%，工期 占总工期的25-30%。
《土力学与基础工程》课件
土的工程分类
01
02
巨粒土、粗粒土、细粒土
无粘性土、粘性土
03
饱和土、非饱和土
04
粉质粘土、粘质粉土等
土的渗透性与渗流
01
渗透系数的测 定与计算
02
渗透力与渗透 变形
地下水的运动 规律与水头差
03
04
渗流力与渗流 场的概念
02
土力学性质与工程应 用
土的压缩性与地基沉降
土的压缩性
土在压力作用下体积减小的性质。
浅基础设计原则
浅基础设计时需要考虑地质勘察报告、建筑物类型、荷载 大小等因素，并遵循相应的设计规范和标准。
浅基础类型
常见的浅基础类型包括平板基础、独立基础、条形基础等 。这些基础类型根据不同的地质条件和建筑物要求进行选 择和设计。
浅基础施工方法
浅基础的施工方法包括开挖、填筑、排水等措施，施工过 程中需要采取相应的安全措施，确保施工质量和安全。
软土地基处理、边坡稳定等。
水利工程
在水利工程建设中，土力学与基 础工程涉及水库大坝、堤防、水 电站等工程的设计和施工，如坝 基稳定性分析、库岸滑坡治理等
。
城市建筑
在高层建筑、地铁、地下空间开 发等城市建筑领域，土力学与基 础工程涉及深基坑开挖、桩基设 计等方面，对于保障建筑安全具
有重要意义。
THANK YOU
桩基设计
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
桩基设计概述
桩基是一种深基础类型 ，通过在地基中设置桩 基来承受建筑物荷载。 桩基具有较高的承载力 和稳定性，适用于地质 条件复杂或荷载较大的 建筑物。
桩基类型
根据不同的材料和施工 方法，桩基可分为预制 桩、灌注桩、扩基桩等 类型。不同类型的桩基 适用于不同的地质条件
绪论 土力学与地基基础PPT课件
第35页/共39页
试验
原理 方法 指标
第36页/共39页
计算公式
来源 意义 应用
第37页/共39页
结 束
第38页/共39页
感谢您的观看！
勘查技术与工程研究所
第39页/共39页
问题：塔身向东北方向严重倾斜，
塔顶离中心线达2.31m，底层塔 身发生不少裂缝，成为危险建筑 物。
原因：坐落于不均匀粉质粘土层，
产生不均匀沉降。
处理：在四周建造圈桩排式地下
连续墙并对塔周围与塔基进行钻 孔注浆和打设树根桩加固塔身。
第18页/共39页
1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m×1250m 填筑量：180×106m3 平均厚度：33m
强度特性 变形特性 渗透特性
土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学存 在的价值以及我们学习土力学的目的。
第26页/共39页
土力学的学习方法
注意土的基本特点：通过与其它材料对比 注重理论联系实际：通过现场观察与试验 注重正确学习方法 - 概念，原理，方法
- 内容间联系 - 要记忆，但不能死记
日本 关西机场
世界最大的人工岛
第19页/共39页
关西机场
问题：沉降大且不均匀 • 设计沉降：5.7-7.5 m • 完成时(1990年)实际沉降： 8.1 m，5cm/月 • 预测主固结需：20年 • 比设计多超填：3m
第20页/共39页
Teton坝渗流破坏过程
土坝，
损失
Teton
高90m，
直接8000万美元，
长1000m，
起诉5500起，2.5
坝 （ 美 国
1975年建成 次年6月失事
试验
原理 方法 指标
第36页/共39页
计算公式
来源 意义 应用
第37页/共39页
结 束
第38页/共39页
感谢您的观看！
勘查技术与工程研究所
第39页/共39页
问题：塔身向东北方向严重倾斜，
塔顶离中心线达2.31m，底层塔 身发生不少裂缝，成为危险建筑 物。
原因：坐落于不均匀粉质粘土层，
产生不均匀沉降。
处理：在四周建造圈桩排式地下
连续墙并对塔周围与塔基进行钻 孔注浆和打设树根桩加固塔身。
第18页/共39页
1986年：开工 1990年：人工岛完成 1994年：机场运营 面积：4370m×1250m 填筑量：180×106m3 平均厚度：33m
强度特性 变形特性 渗透特性
土力学可以解决工程实践问题，这正是土力学存 在的价值以及我们学习土力学的目的。
第26页/共39页
土力学的学习方法
注意土的基本特点：通过与其它材料对比 注重理论联系实际：通过现场观察与试验 注重正确学习方法 - 概念，原理，方法
- 内容间联系 - 要记忆，但不能死记
日本 关西机场
世界最大的人工岛
第19页/共39页
关西机场
问题：沉降大且不均匀 • 设计沉降：5.7-7.5 m • 完成时(1990年)实际沉降： 8.1 m，5cm/月 • 预测主固结需：20年 • 比设计多超填：3m
第20页/共39页
Teton坝渗流破坏过程
土坝，
损失
Teton
高90m，
直接8000万美元，
长1000m，
起诉5500起，2.5
坝 （ 美 国
1975年建成 次年6月失事
土力学与地基基础工程ppt课件
4+2
天然 项 地基 目 上浅 八 基础
设计
天然地基浅基础设 计 基 埋 基 定 计 减 降；的 础 置 础 ； 轻 措扩基 的 深 底 刚 基 施展本 类 度 面 性 础 ；基规 型 的 尺 基 不 天础定 ； 选 寸 础 均 然设； 基 择 的 的 匀 地计浅 础 ； 确 设 沉 基；会设定择定了降刚计、、；解的会性；基基减措天基会础础轻施然础设埋底基。浅、计置面础基扩的深尺不础展基度寸均施基本的的匀工础规选确沉； 浅基础施工。
3.用灵活的教学方法 。
.
22
.
23
《土力学与地基基础》说课内容
一、课程性质、地位和目标 二、教学资源 三、学情分析 四、教学设计 五、教学方法和手段 六、考核方式 七、教学效果
.
24
四、教学设计
1
设计指导思想
在校内教学过程中，将“教”、“学”、“做”相结 合课，程理总论体教设学计、思实路践：教根学据融建为筑一工体程。技实术现专讲业练基结于合工，作学过 为做程充构合分建一体课。现程同任体时务系，引，将领按校、照内实能实践力训导培与向养校课的外程需顶思求岗想来实，选习将择相本课结课程合程内，的容使教； 学学变活生知动在识分思本解想位设观为计念能成、力若专本干业位项理，目论以，、任以专务项业与目技能为能力单方分元面析组真为织正依教受据学到，，职设以 典业定型化职案的业例、能为全力载方培体位养，的目引培标出养；相、改关锻变专炼原业，有理从的论课而知使程识学讲，生课使形真学正式生掌，在握突工出地程 实基创践与新中基能加础力深工的对程培专基养业本，知理创识论设、和工专基作业本情技技景能能，的，结理并合解使职与其业应分资用析格，问考培题试养、要学 生解求综，决合培问职养题业学和能生创力独新，立能满分力足析进学解一生决步职基提业础高生工，涯以程发实及展际充的问分需调题要的动。基学本生的能 学力习。积极性和能动性，培养学生良好的学习方法与获取 知识的能力。
土力学与地基基础课件
二、地质作用的动力能及来源
（一）内部能 内部能来自地球本身的能， 包括重力能、地热能、旋转能等。 （二）外部能 外部能主要是来自地球以外 的太阳辐射能和日、月引力能。
三、地质作用基本类型
根据地质作用的动力能来源和作用的 主要部位，可分为内动力地质作用（简称 内力地质作用或内力作用）和外动力地质 作用（简称外力地质作用或外力作用）两 大类型（表1－2－l）。
1、角岩 2、大理岩 3、石英岩 4、板岩 5、千枚岩 6、片岩 7、片麻岩 8、混合花岗岩
二 地球内部层圈及其 主要特征
（一）地壳（Crust） （二）地幔（Mantle) （三）地核（Core）
（一）地壳（Crust）
固体地球在莫霍面以上的部分称为地壳， 它厚约33公里（大陆）或7公里（深海）， 总平均厚度16公里，大致为地球半径的1／ 400，仅是地球表层的一层薄壳。大陆地壳 可分为上下两层，上层为花岗岩质层或硅 铝层；下层为玄武岩质层或硅镁层。
（4）玄武岩 （3）辉长岩 该岩石颜色总体上较深，以黑、 该岩石颜色以灰黑、深绿 绿、灰绿、暗紫色等为主，矿 色为主，中粗粒半自形粒 物成分同辉长岩，以辉石和基 状结构（又称辉长结构）， 性斜长石为主。其结构以斑状 块状构造、条带状构造， 结构或无斑隐晶结构为主，也 属基性侵人岩。 有半晶质和玻璃质结构（较 辉绿岩在福建多以脉状浅 少），常见的斑晶为橄榄石 成侵人于中生代火山岩中。 （常蚀变变成伊丁石）、斜长 石、辉石等，基质多为隐晶质； 气孔构造及杏仁构造普遍发育， 有时枕状构造、块状构造，有 的厚层状玄武岩还有十分发育 的柱状节理（如福建龙海牛头 山火山口的玄武岩具典型的柱 状节理，现已开发为国家级地 质公园）。
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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。
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。
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。
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
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
Байду номын сангаас
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
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。
(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。
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
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。
根据颗粒大小分析试验成果，可以绘制颗粒级 配累积曲线
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。