ch3.2土的组成及分类

土是由固 液 气组成的三相体系 土的三相组成土的结构与构造土的工程分类 3 2土的物质组成及工程分类 3 2 1 1土的固体颗粒 1 土中矿物类型及特性 矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用 原生矿物 原生矿物 物理风化 破碎但成分未发生变化 例 石英 云母 长石等颗粒较粗大 主要存在于卵 砾 砂 粉各粒组中 特征 性质较稳定 由其组成的土无粘性 透水性较大 压缩性较低 岩石 物理风化 岩石破碎化学成分不改变 原生矿物 次生矿物 化学风化 成分改变 原生矿物 次生矿物 原生矿物经化学风化 形成一些颗粒更细小新矿物 主要为黏土矿物 粘土矿物的类型与性质 高岭石 晶层之间连结牢固 水不能自由渗入 故其亲水性差 可塑性低 胀缩性弱 蒙脱石 晶胞之间连结微弱 活动自由 亲水性强 胀缩性亦强 伊利石 性质介于二者之间 蒙脱石 高岭石和伊利石 或水云母 由微生物分解动植物残骸形成 分有机残余物 泥炭 和腐殖质 有机质含量过高会增加土的压缩性 有机质 了解 2 土颗粒的大小与形状粒径 土粒的大小 单位 mm 粒组 按粒径大小分为若干组别 见 土的工程分类标准 P63表3 1 3 2 1 1土的固体颗粒 表3 1土的粒组划分方案 3 粒径级配及其测定 表示 粒径级配 粒度成分 土中各粒组的相对百分含量 通常用各粒组占土粒总质量 干土质量 的百分数表示 粗粒土分类定名的标准 粗粒土 以砾石和砂粒为主 细粒土 以粉粒 粘粒和胶粒为主 筛分法 砾石类和粗粒土 d 0 075mm 静水沉降分析法 细粒土 d 0 075mm 虹吸比重瓶法 移液管法 比重计法 筛分法 用一套孔径不同的筛子 按从上至下筛孔逐渐减小放置 将事先称过质量的烘干土样过筛 称出留在各筛上的土质量 然后计算其占总土粒质量的百分数 比重计法 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 颗粒级配累积曲线 图解法 横坐标采用对数坐标 表示土颗粒直径 单位mm 纵坐标为小于某粒径土的累积含量 用百分数表示 特征粒径d10 有效粒径 de d50 平均粒径 d30 中值粒径 d60 限定粒径 颗粒级配累积曲线 土的不均匀系数CuCu d60 d10土的曲率系数CcCu 5且Cc 1 3时 为级配良好 否则为级配不良 土按颗粒级配的分类 粗粒土 粒径 0 075mm的质量超过全部质量的50 细粒土 粒径 0 075mm的质量小于全部质量的50 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 中的分类法 P64 66碎石土 粒径 2mm的质量超过50 砂土 粒径 2mm的质量小于50 而大于0 075mm的质量超过50 粉土或粘性土 大于0 075mm的质量小于50 碎石土 砂土和粉土又称为无粘性土 3 2 1 2土中的水 土中水的类型与特性 土中的水 矿物成分水 结合水 重力水 毛细水 结构水 结晶水 沸石水 孔隙水 自由水 弱结合水 强结合水 粘粒与水的相互作用 3 2 1 3土中的气体 略 1 土的结构类型 组成土的土粒大小 形状 表面特征 土粒间的连结关系和土粒的排列情况 3 2 1 4土的结构与构造 巨粒土与粗粒土的结构类型主要为单粒结构 根据颗粒间排列接触关系分松散结构和密实结构 3 2 1 4土的结构与构造 细粒土的结构类型 团聚结构 蜂窝结构 颗粒间点与点之间引力大于重力 接触后 形成链环单位 联结形成孔隙较大的蜂窝状结构 絮状结构 悬浮状态的细微粘粒互相接近 凝聚成絮状物下沉 形成孔隙较大的絮状结构 2 土的构造 宏观结构 同一土层中各部分之间的相互关系 特性 土层的层理 裂隙及大小孔隙等宏观特征 3 2 1 4土的结构与构造 层理构造 最主要的构造类型 分散构造 各部分无明显差别 分布均匀 性质接近 裂隙状构造 黄土柱状裂隙 裂隙大大降低了土体的强度和稳定性 思考题 1 什么是土的粒度成分 颗粒级配 工程中如何表示粒度成分 2 土的矿物成分种类包括什么 3 常见的粘土矿物有那些 它们的性质如何 4 粘粒表面哪一层水膜对土的工程性质影响最大 为什么 加水将土调成浓糊状 将调好的土样装满杯刮平 将试样杯置