东南大学《土力学》2土的组成-2课时

土的组成,本章目的本章特点学习要点,第一章：土的组成,对土的特点进行详细解释和定量描述内容琐碎、零散理清各节间联系注意物理概念的把握,第一章：土的组成,1.1土的形成1.2土中固体颗粒1.3土中水1.4土中气1.5黏土颗粒与水相互作用1.6土的结构与构造,黏土颗粒与水的相互作用,土中固体颗粒土中水土中气,土的形成过程,土的结构与构造,土的工程性质,1、土的形成,土的形成,土,岩石,风化、搬运、沉积,地质成岩作用,土的组成、结构和物理力学性质,过程、条件,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,1、土的形成,生物循环,物理风化,化学风化,量变,无粘性土,原生矿物,质变,粘性土（主要为粘性颗粒及可溶盐类）,次生矿物,动、植物和微生物的活动,一.风化,有机质,1、土的形成,岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎,母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物,二.搬运与沉积,残积土无搬运,运积土有搬运,土质较好,残积土强风化弱风化微风化母岩体,颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无层理,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,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,1、土的形成,运积土有搬运,风：风积土,重力:坡积土,流水:,洪积土冲积土湖泊沼泽沉积土海相沉积物,冰川:冰积土,土粒粗细不同，性质不均匀,有分选性，近粗远细,浑圆度分选性明显，土层交迭,含有机物淤泥，土性差,颗粒细，表层松软，土性差,土粒粗细变化较大，性质不均匀,颗粒均匀，层厚而不具层理,1、土的形成,第一章：土的组成,1.1土的形成1.2土中固体颗粒1.3土中水1.4土中气1.5黏土颗粒与水相互作用1.6土的结构与构造,风化作用搬运与沉积,土中气体气相次要作用,固体颗粒固相构成土体骨架起决定作用,土中水液相重要影响,土体的三相构成,2土中固体颗粒,物理状态力学特性,粒径级配,矿物成分,颗粒形状,2土中固体颗粒,粒径级配,颗粒大小,各粒径成分在土中占的比例,影响土性的主因,2土中固体颗粒,固体颗粒-颗粒大小,粒组按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类界限粒径,d(mm),砾石,砂粒,粉粒,粘粒,胶粒,60,2,0.075,0.005,0.002,0.25,0.5,5,20,粗,中,细,粗,中,细,0.075,粗粒,细粒,粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称无粘性土。细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称粘性土。,巨粒,60,2土中固体颗粒粒径级配,固体颗粒-粒径级配,粒径级配：各粒组的相对含量，用质量百分数来表示分析方法：筛分法：适用于粗粒土孔径大小不同的筛子沉降分析法：适用于细粒土常采用比重计法表述方法:粒径级配累积曲线,2土中固体颗粒粒径级配,颗粒成分分析,筛分法,颗粒成分分析,沉降分析法,105.02.01.00.50.250.1,200g,10161824223872,小于某粒径之土质量百分数P（）,粒径(mm),P%958778665536,土的粒径级配累积曲线,水分法,2土中固体颗粒粒径级配,d60,d50,d10,d30,特征粒径:d50:平均粒径d60:控制粒径d10:有效粒径d30,不均匀程度：Cu=d60/d10,连续程度:Cc=d302/(d60d10)曲率系数,不均匀系数,Cu5,级配不均匀,粗细程度：用d50表示,2土中固体颗粒粒径级配,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/(d60d10)曲率系数,较大颗粒缺少,Cc减小,较小颗粒缺少,Cc增大,Cc=13,级配连续性好,2土中固体颗粒粒径级配,粒径级配,粒径级配累积曲线及指标的用途：,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：Cu5,不均匀土；Cu3或Cc1g/cm3冰点处于零下几十度具有固体的特性温度高于100C时可蒸发,强结合水,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,弱结合水,细粒土的结构,形成环境粒间作用力排列形式,淡水中沉积表面力、胶结力（粒间斥力占优势)面与面,天然通常不是单一结构，可能是呈多种类型的综合结构。往往先形成团粒,海水中沉积表面力、胶结力（斥力减小引力增加)边、角与面边、角与边,示意图,6、土的结构,(siltdominated),6、土的结构,Flocculentstructures(clayparticledominated)(a)dispersion;(b)non-saltflocculation;(c)saltflocculation(adaptedfromLambe,1958),6、土的结构,反映粘性土结构性的指标,灵敏度触变性,6、土的结构,含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为触变性。,反映粘性土结构性的指标,土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起的，是土结构随时间变化的宏观表现。目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。,灵敏度触变性,6、土的结构,土颗粒或粒团的空间排列和相互联结,小结,6、土的结构,土的形成,土,岩石,风化、搬运、沉积,地质成岩作用,土的组成、结构和物理力学性质,过程、条件,土的形成-总结,土体有三个