第二章地基土物理特性剖析

土的粒径级配累 积曲线
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10 0
d60 d30 d10
粒径 (mm)
粒径级配判定
1）粒组含量用于土的分类定名；
2）不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度： Cu ≥ 5, 不均匀土； Cu < 5, 均匀土
3）曲率系数Cc用于判定土的连续程度： Cc=1－3,级配连续土；Cc>3或Cc<1,级配不连续
4）不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣： 如果 Cu≥5且 Cc=1－3 ， 级配良好的土； 如果 Cu <5或 Cc>3 或Cc <1, 级配不良的土。
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二、土中水（液相）
结晶水 矿物内部的水 结合水 吸附在土颗粒表面的水 自由水 电场引力作用范围之外的水 土中冰 由自由水冻成，冻胀融陷
在重力作用下可在土中自由 流动
存在于固气之间 在重力与表面张力作用下可 在土粒间空隙中Βιβλιοθήκη Baidu由移动
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三、土中气体
❖自由气体：
与大气连通，对土的性质影响不大
❖封闭气体：
增加土的弹性；阻塞渗流通道
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四、土的结构和构造
重塑土的强度 < 原状土的强度
土的结构 +
土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
•表述方法 颗粒级配累积曲线
第二章地基土物理特性剖析
筛分法（d>0.075mm的土） 第二章地基土物理特性剖析
沉降分析法（密度计法） （d<0.075mm的土）
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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
70
60
50
40
30
20
10 0
d60 d50 d30 d10
粒径(mm)
Cu ≥5, 级配良好
斜率: 某粒径范围内颗粒的含量
陡—相应粒组质量集中 缓--相应粒组含量少 平台--相应粒组缺乏
连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 )
— 曲率系数
C c=1-3,级配连续性好
小于某粒径之土质量百分数 （％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
•粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类 •界限粒径 粒组与粒组之间的分界尺寸
2、土粒粒度分析---颗粒级配
颗粒大小
各粒径成分在土 中占的比例
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颗粒级配
——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示
•确定方法 筛分法：适用于粗粒土 (>0.075 mm)
比重计法：适用于细粒土 (<0.075 mm)
—— 库 仑 力： 颗粒表面的静电引力或斥力 —— 范德华力： 颗粒接触点处的分子间引力
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2、土的结构
单粒结构 ---粗粒土的结构
• 粒间作用力 • 排列形式 • 矿物成分
重力，毛细力 点与点、点与面 原生矿物
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物理风化
矿物成 分未变
原生矿物
无粘性土
化学风化
矿物成 分改变
次生矿物
粘性土
生物风化
有机质
动植物活动引起的岩石和土体 粗颗粒的粒度或成分的变化
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二. 搬运与沉积
母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小 颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物
颗粒表面粗糙
土
残积土
无搬运
残积土 强风化 弱风化
多棱角 粗细不均 无层理
质 较 好
微风化
母岩体
运积土
有搬运
风化所形成的土颗粒，受自然力的作用 搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物
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§1.2 土的组成及其结构构造
土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用
次要作用 重要影响
第二章地基土物理特性剖析
一、土的固体颗粒
1、颗粒大小—粒组划分
第二章 土的物理性质与工程分类
第二章地基土物理特性剖析
目录
§2.1 概述---土的形成 §2.2 土的组成及其结构构造 §2.3 土的物理性质指标 §2.4 土的物理状态指标 §2.5 土的分类标准及地基土的工程分类
第二章地基土物理特性剖析
§2.1 概述——土的形成
土的形成影响
土的三相组成 土的物理状态 土的结构
土的构造
影响
同一土层中物质成分、 颗粒大小相近的各部分 之间的相互关系的特征
力学特性
第二章地基土物理特性剖析
1、土粒间的作用力
重 力 ——土颗粒的自重形成的方向向下的力 —— 砂土 毛细力 —— 土中毛细作用形成的力 —— 细砂、粉土 胶结力 —— 土粒间的胶体物质产成的作用力 —— 粘土 颗粒表面力 —— 粘土
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结合水
强结合水: •排列致密、定向性强 •密度>1g/cm3 •冰点处于零下几十度 •具有固体的的特性 •温度高于100°C时可蒸发
弱结合水: •位于强结合水之外，电场引力作用范围之内 •外力作用下可以移动 •不因重力而移动，有粘滞性
第二章地基土物理特性剖析
自由水
重力水 毛细水
水分法
小于某粒径之土质量百分数P（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
土的粒径级配累积
100
90 曲线
80 70 60
50 40 30 20 10 0
粒径(mm)
特征粒径:
d50 : 平均粒径 d60 : 限制粒径 d10 : 有效粒径 d30 ;中值粒径
粗细程度： 用d50 表示
不均匀程度： Cu = d60 / d10— 不均匀系数
连续程度: Cc = d302 / (d60 ×d10 )
— 曲率系数
小于某粒径之土质量百分数（％） 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
土的粒径级配累积曲线
100
90
80
从而决定土的渗透特性；变形特性及强度特性
便于研究和应用土的工程分类 土的压实性
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一、土的形成
土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物
岩石 地球
风 化
搬运、沉积
土 地球
形成过程 形成条件
影响
物理力学性质
第二章地基土物理特性剖析
风化作用分类
岩石母和岩土表的面粗和颗碎粒散受的各颗种粒气受候环因境素 的影因响素产的生作胀用缩而而改发变生其裂矿缝物,或的在化运 动过学程成中分因，碰形撞成和新摩的擦矿而物破。碎。 特点经：化只学改风变化颗生粒成的的大土小为和细形粒状土，， 不改具变有矿粘物结颗力粒。的成分。