外文文献及翻译

1、 外文文献及翻译题目：土的基本物理性质专 业 岩土与地下工程 学 生 姓 名 许楠楠 班 级 B土木097 学 号 0910501701 指 导 教 师 殷 勇 1 土的物理和工程性质 建筑物地基是建筑物系统的一大组成部分(地基、基础和上部结构)之一。在地基基础设计中，岩土工程师和技术人员首先要选择一个适合上部结构的地基，它应满足两个基本要求： (1)能承受上部建筑荷载； (2)不产生过大沉降及沉降差。 从技术和经济的角度看，地质资料越可靠,就越可能获得最好的地基基础设计方案。而可靠的地质资料取决于我们对土的工程性质的认识。土的物理条件和工程特性是土质学和土力学的重要基础，掌握它将使我们获得一

2、个安全而又稳定地支承上部建筑的地基。 本章将引人一些基本术语和概念。岩土工程师要经常使用这些术语来描述土的物理特性，它们包括级配曲线、不均匀系数、孔隙比、含水量、相对密度、液限、塑限、塑性指数、液性指数和稠度指数等等。这些术语中，级配曲线、含水量、不均匀系数、孔隙比、液限和塑性指数非常重要，直接影响地基土中的应力；级配曲线和不均匀系数是粗粒土分类的依据；工程中频繁地应用孔隙比来估算由于上部荷载引起的地基沉降；液限和塑性指数是细粒土分类系统的主要组成部分。上述术语和概念构成了建筑地基土工程特性最基本的内容，在建筑地基设计中是十分重要的。1.1 土的成因(地质背景)土体最初源于岩石，因此可以定义土

3、体是原岩(或叫母岩)经物理和化学风化作用形成的堆积物。图1-1简示出由岩石演变到土体的过程。 如何区分岩石和土以及划分它们之间的界线呢？建筑角度来看，土露于地表，可以挖掘；岩石虽可能露于地表，但不能被挖掘。从地质背景角度来看，大部分岩石在第四纪(大约100万年以前)形成，非常坚硬，完全胶结，内部含有地质不连续面，如节理、裂隙等；而土体是第四纪后形成的介质松散、内部有孔隙的渗透性材料。 土根据成因可分两类：原地堆积物和异地堆积物。原地堆积物是未经搬运的沉积物，残积土、坡积土和有机质土就属于这一类型；而异地堆枳物是以多种搬运形式形成的，水搬运沉积物、洪积土、冲积土属于这一类型。残积土残留在原岩上部

4、，保留了下覆岩石的结构与成分，但一些细小的颗粒可能巳经消失。这类土的厚度取决于下覆岩石的特性。残积土厚度及其特征随所处区域的不同而不同。在残积土上建造建筑物,如果残积土厚度小，可以把这部分土去掉，将建筑物直接建在下覆基岩上，如图1 -2(a)所示。这种类型的土在我国随处可见。坡积土虽稍微有点搬运距离,但还是被划为原地堆积类型,如图1-2(b)所示。这一类型的土堆积在斜坡上，各种粒径都有，但绝大部分属于粗粒,形状不规则，有棱角，还有一些垂直裂缝，看起来很疏松0坡积物的厚度和粒度分布取决于它们所处斜坡的位置，距坡脚越远，粒径越粗，且厚度越小。如果在坡积土上建造建筑物，很可能会发生滑坡现象。建筑后的

5、不均匀沉降也是这类地基土常出现的严重问题。洪积土多出现在间歇性河流出口地带，是水流作用的异地沉积土，一般在山丘和小盆地之间，形如扇形状，由洪水携带而成。由于洪水在时间上的间歇性，导致洪积土在垂直方向和水平方向上粒度分布变化较大。作为一个岩土工程技术人员，应该重视洪积土的成层性，特 别要重视土中的透镜体。透镜体会引起建筑物地基基础的不均匀沉降。在土体测试中，对于这一类土，现场工作显然要比实验室内的工作更为重要，见图1-2（c)。冲积土是一种在水的搬运、沉积作用下形成的土体，通常具有粗-细粒土交互层结构。水流量大时，携带粗粒沉积；流量小时，只携带一些细粒物沉积。冲积物沉积在大小河流出口地段,也能沉

6、积在河流两岸阶地上。在这类土上建筑，要细心检查建筑场地的软弱层，因为这些软弱层会引起建筑物地基基础的过量沉降及长期沉降，见图1-2（d)。1.2土的组成 所有原状沉积且末被扰动过的土称为原状土。无论是原状土或是人工扰动土，在干土状态下形成土粒-空气干两相土；在饱和条件下，形成土粒-水湿两相土;在未完全饱和条件下，形成土粒-空气-水三相土。土中的固体颗粒 土粒有大小和形状之分。土粒的大小和粒组是土体进行分类的依据。 1.粒径大小和粒组 按照粒径大小，土粒可以划分成不同的粒组，这些粒组分别是漂石组、卵石组、砾石组、砂粒组。划分这些粒组通常采用筛分法，按粒组划分是粗粒土分类的基础。每个国家的划分标准

7、都有一些差异。 2.粒度分布 粒度分布极其重要,因为它和土体工程性质分类密不可分,尤其是与粗粒土分类的关系更为密切。按照中国土的分类标准（GBJ14590),确定粒度分布的筛网孔径变化在0.075-60mm之间。对于那些小于0.075mm的颗粒，则要用到专门的沉积方法来分析。当然，漂石和卵石都亩以在建筑现场直接测定。这一节，我们讨论用筛分法确定粒度分布。 筛分试验需要准备干土样。土样要通过几层具有圆形或方形网孔的筛网，筛网孔径最大在顶层，边长60 mm，从上到下，筛网直径变化从40 mm,20 mm, 10 mm, 5 mm，2 mm,0.5 mm,0.1 mm 减到最低一层的 0.075 m

8、m。试验步骤如下：称干土样的重量，把它放到顶层筛网，然后摇动筛网，将滞留在每层筛网上的土粒称重，整理结果，用百分比表示小于某一筛孔的颗粒重量，然后将此结果绘制成曲线。这一曲线是一条半对数曲线，称为粒度分布曲线，又叫级配曲线，如图1-3所示。为了评估用级配曲线表示的粒度分布，要用到一个重要的参数，即不均匀系数Cu。Cu 表示如下： Cu =式中：通过筛网，其含量小于10%的最大粒径，称为有效粒径； 通过筛网，其含量小于60%的最大粒径，称为限制粒径。 按照ISO(国际标准协会)建议，如果Cu 6,土的级配差；如果Cu6，土的级配良好。而每个国家都有它们自己的一套土的鉴别系统，尽管是大同小异，却无

9、法统一。如在中国，某一土样的Cu 5时，定为级配不好的土；CU10时，则该土级配良好。在缺少中间粒组的情况下，有时很难用Cu的大小来判断土样的级配。由此,为了更好地描述粒度分布，我们引人了另一重要参数即曲率系数；式中：通过筛网的土粒含量小于30%的最大粒径。 通常，当上样的Cu 5,3，该土定为级配不好；当土样的Cu5且在1-3之间，则该土定为级配良好。 此外，还有一些其他粒度分布分析方法，如表格分析法等等。但所有方法都要用到筛分结果。土中的水 土中的水，可以分为重力水或地下水、毛细水、结合水和矿物层间水。 1.重力水 重力水存在于上的孔隙内，在重力影响下稳定地流动。重力水有一个统一的地下水位

10、， 地下水位以下是饱水带，饱水带内存在静水压力。重力水对地基土有负面影响。尤论在粗粒土中还是在细粒土中，都可以存在重力水，并遵循达西定理。这将在第四章详细讨论。 2.毛细水毛细水在重力水位线之上,它取决于到水与空气界面的张力即毛细力的作用。毛细力的大小取决于颗粒表面的张力和孔隙的直径。毛细高度是毛细水在毛细管内（土粒间孔隙内)上升的高度，理论上,毛细上升高度与表面张力T成正比，而与毛细管道直径或孔隙向径d成反比： 毛 细 上 升 高 度（毛 细 水 区 域）受 水 的 清 洁 度 的 影 响，对 于 污 染 水，毛 细 上 升 高 度要 低 许 多。依 据 太 沙 和 派 克 1967年 的 研 究 结 果，亦可表示为： 式中：-毛细上升高度，单位用mm表示，与土中最小孔隙大小有关； e-孔隙比； -有效粒径，mm； c-常数，通常取10-20mm2(对于清洁水） 毛细上升高度还取决于粒度分布。通常，粒径越小，毛细上升越高。当然粘粒是例外的，因为粘粒周围充满了结合水。岩土工程师应认识到重力水和毛细水的区别：充满重力水的饱水带具有各向相同的静水压力,而毛细水产生的孔隙水压力是负值。 3.结合水在细粒土中，颗粒表面周围有一层离子层，称为结合水。人们已经认识到抵抗剪切力的凝聚力很大程度上源于结合水。粘性土的可塑性包括膨胀