土性质和工程分类分析

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土颗粒的矿物成分
原生矿物 次生矿物
原生矿物：包括石英、长石和云母等。为
岩石物理风化的产物，化学性
质稳定或较为稳定。
次生矿物：为原生矿物化学风化的产物。
主要是粘土矿物。
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粘的 土基 构矿本 物单 结元
硅氧四面体 铝氢氧八面体
硅氧晶片 铝氢氧晶片
由于晶片结合的情况不同，便形成了具有不同 性质的各种粘土矿物，主要有蒙脱石、伊里石和高 岭石。
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单独用Cu来确定土的级配情况是不够 的，需同时参考Cc。
砾
类 土
类 土 或
砂
Cu≥5 Cc=1~3
级配良好
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2.2.2土中水和气 1.土中水
结合水 土中水
自由水
强结合水 弱结合水 重力水 毛细水
※ 土的含水量试验所测定的为土中的自由 水和弱结合水。
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颗粒分析的先进方法－激光颗分
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根据颗粒大小分析试验结果，可以绘制颗粒级 配累积曲线（横坐标为粒径，用对数坐标表示；纵 坐标为小于某粒径的土重含量，用常数坐标表示）。
颗粒级配曲线的坡度可以大致反映土的均匀程 度。
曲线陡，表示粒径大小相差不多，土颗粒比较 均匀；曲线缓，表示粒径大小相差悬殊，土颗粒不 均匀，级配良好。水平段（台阶）表示缺乏某些粒 径，是不连续级配。
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※ 几个特殊粒径：d10, d30 , d60 小于某粒径的土颗粒质量累积百分数为10%时，
相应的粒径称为有效粒径d10。与之类似可以得到 d30（中值粒径）和d60（限定粒径）。
※ 土颗粒的级配指标： 不均匀系数
曲率系数
土的物理性质及工程分类
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2.1概述
土是岩石风化的产物。
岩石 风化岩 石（矿物）颗粒 搬环运境 沉积自物然力
土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱
用 风 物理作用：岩石产生量的变化
化 化学作用
作
岩石产生质的变化
生物作用
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残积土
土
风成沉积土
运积土 水成沉积土
冰川沉积土 土是三相体。 固相（土颗粒）
土 液相（水）
气相（气）
饱和土中的孔隙均被水所充填，所以饱和土为二相体。
影响土的工程性质的因素：
1）三相组成 2）沉积年代 3）成因
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残积土： Residual soil
岩石风化后仍然留在原地的堆积物。残积土的 厚度和风化程度主要取决于气候条件和暴露时间， 其明显特征是颗粒多为角粒，且母岩种类对残积 土的性质有显著影响。(优良母岩、质地不良母岩)
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比重计法是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。
将一定质量土浸入水中搅拌成悬液，搅拌停止 后，土粒便开始下沉，悬液的浓度随之发生变 化。利用特制的密度计，在不同时刻测悬液浓 度的变化。即可换算出相应的粒径及小于该粒 径的土粒质量，绘出级配曲线。
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蒙脱石：亲水性强 （吸水膨胀、脱水收缩） 伊里石：亲水性中等 高岭石：亲水性差
伊利石
高岭石
蒙脱石
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2.土的粒组
※ 按土颗粒粒径（d）大小将土颗粒分组，称 为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
巨粒：>60mm 土的粒组 粗粒：0.075~60mm
细粒:≤0.075mm
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3.土的颗粒级配
※土颗粒的大小及其组成情况，通常以土中土 颗粒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。
※ 土的颗粒级配可由土的颗粒大小分析试验 （简称颗分试验）测定。
颗 d>0.075mm 筛析法
验分 试
d<0.075mm 密度计法 移液管法
Cu= d60/ d10 Cc=(d30)2/(d60× d10)
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Cu反映大小不同粒组的分布情况。Cu越大，表 示土颗粒大小的分布范围越大，其级配良好。
Cc描写累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形 状。
在一般情况下，
<5，均粒土，为级配不良 Cu
>10，级配良好
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利用一套孔径由大到小 的筛子，将事先称过质 量的干试样放入筛中， 经过充分震摇后，把留 在各级筛上的土粒分别 称量，算出小于某粒径 的土粒含量，用以确定 土中各粒组的土粒含量。
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筛分法： 适用于粒径大于0.075mm的土
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ห้องสมุดไป่ตู้
比重计法： 适用于粒径小于0.075mm的土
运积土： Transported soil
经流水、风和冰川等动力搬运离开产地的堆 积物。可分为
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河流沉积土
水冲积形成的，上游颗粒粗，下游颗粒细，故： 上游：强透水，引起渗漏和渗透变形问题 下游：地基土的高压缩性和低强度引起的基础沉 降和稳定问题，同时要考虑渗透变形问题
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自由水：是指存在于土粒表面电场影响范围以外的 土中水。性质和普通水一样，能传递静水 压力，冰点为0℃，有溶解盐类的能力。分 为毛细水和重力水。
结合水：是指水受电分子吸引力作用吸附于土粒表 面的土中水。分为强结合水和弱结合水。
强结合水：紧靠土粒表面，性质接近于固体，密度 为1.2～1.4g/cm3,冰点为-78℃，不传递静 水压力，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪 强度。
冰水冲积土：由冰川融化水搬运、堆积在冰层外围
的冲积土，具有与河流冲积土类似的性质，是优良
的透水材料和混凝土骨料
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2.2 土的三相组成及土的结构
一、土的固相 土的重要组成，土颗粒的矿物成分不同、
粗细不同、形状不同，土的性质不同。 1.土粒的矿物成分
矿物成分对土的性质有着重要影响，其中以细 粒组的矿物成分最为重要。
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黄土
风积土
典型特点：湿陷性，所谓湿陷性指黄土未浸水时，
含水率低，一般10%左右，仍能维持陡壁或承受
较大的建筑物荷载，可一旦湿水，其胶结强度会
迅速降低，会在自重或建筑物荷载下剧烈下沉，
黄土的这种性质称为湿陷性。
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冰川沉积土
未经水流搬运，直接从冰层中搁置下来的冰碛土。
其特点是：不成层，性质一般不均匀，可作为土石 坝的不透水材料，而化学胶结的冰碛土具有很高的 密实性，常常是极好的建筑物地基。