土基本特性与工程分类

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
土基本特性与工程分类
1-2 土的组成
（三）颗粒大小分析试验
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.筛分法
利用一套孔径由大到小的筛子，将按规定方 法取得的一定质量的干试样放入一次叠好的 筛中，置振筛机上充分振摇后，称出留在各 级筛上的土粒的质量，按下式计算出小于某 土粒粒径的土粒含量百分数X（％）
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1-2 土的组成
一、土的固相
（二）土粒的大小和土的级配
粒组：把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的 土粒含量定义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比
土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。
我国GB 50021-94《岩土工程勘察规范》的粒组划分标准可参见
表1-1。 粒 组 名 称
X mi 100 m
式中：mi，m－分别为小于某粒径的土粒质 量及试样总质量
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1-2 土的组成
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
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5
&1.2 土的基本特性与工程分类
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1-1 土的形成
土是松散颗粒的堆积物，是岩石风化的产物（人工破碎；堆石坝的 坝壳料；相当于物理风化）。 土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物。 根据来源分：有机土和无机土
岩石风化分为物理风化和化学风化。
物理风化：岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，或受波浪的冲击、地 震等引起各种力的作用，温度的变化、冻胀等因素使整体岩石产生 裂隙、崩解碎裂成岩块、岩屑的过程。
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1-2 土的组成
一、土的固相 土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成土
的骨架最基本的物质，称为土粒。对土粒应从其矿物成 分、颗粒的大小和形状来描述。 （一）成土矿物：原生矿物，次生矿物
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。
称为有效粒径； d60称为控制粒径。
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1-2 土的组成
土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒径分布曲 线的形状来决定，而土粒的均匀程度和曲线的形状又可 用不均匀系数和曲率系数来衡量。 Cu小，曲线陡； Cu大，易压密；Cc过大，台阶在 d10~d30间； Cc过小，台阶在d30~d60间；
当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为饱和土； 当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为干土； 一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中兼 含空气和水，此时的土体属三相系，称为湿土。 根据土的粘性分： 粘性土：颗粒很细； 无粘性土：颗粒较粗，甚至很大。砂、碎石、甚 至堆石（直径几十cm甚至1m）
不同类型的土
粒 组 范 围 /mm 粒 组 名 称
粒 组 范 围 /mm
漂石（块石）粒 组
卵石（碎石）粒 组
砾石粒组
>200 20~200 2~20
砂粒粒组 粉粒粒组 粘粒粒组
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0.075~2 0.005~0.075 <0.005
1-2 土的组成
颗粒大小
•粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类
规范：Cu>=5，且Cc=1~3时，级配良好，否则，不良。
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1-2 土的组成
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。
根据某些特征粒径，可得到两个有用的指标，即不均匀系数 Cu和曲率系数Cc，它们的定义为：
Cu
d 60 d 10
（1－2）
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1-2 土的组成
Cc
d30 2 d10 d 60
(1－3)
式中：d10，d30和d60为粒径分布曲线上小于某粒径的土 粒含量分别为10％，30％和60％时所对应的粒径。d10
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1-2 土的组成 土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用
重要影响
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次要作用
1-2 土的组成
土是固体颗粒、水和空气的混合物，常称土 为三相系。
固相：土的颗粒、粒间胶结物； 液相：土体孔隙中的水； 气相：孔隙中的空气。
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1-2 土的组成
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1-2 土的组成
3.土的级配曲线
1-1 颗粒分析试验曲线
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1-2 土的组成
(四)颗粒分析试验曲线的主要用途
按粒径分布曲线可求得：
（1）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评 估土的工程性质；
（2）某些特性粒径，用于建筑材料的选择和评价土级配的 好坏。
0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
土的粒径级配累积曲线
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
粒径(mm)
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1-2 土的组成
2.密度计法 利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小 于某粒径的土粒含量的方法。 通过密度计测定土水悬浊液的密度来确定。
•界限粒径
d
(mm)
0.1
粗粒
砾石
砂粒
细粒
粉粒 粘粒 胶粒
粗 中 细 粗 中 细 极细
20
60
5 2 0.5 0.25
0.05 0.005 0.002
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1-2 土的组成
（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。
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1-1 土的形成
化学风化：岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧化碳等各种气体 、水和各种水溶液等物质相接触，经氧化、碳化和水化作用，使 这些岩石或岩屑逐渐产生化学变化，分解为极细颗粒的过程。
特征： 物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗； 化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。
对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又有化学风化，只不过 哪种占优而已。