土的三相组成

1、1土的三相组成土的三相组成形成过程形成过程形成条件形成条件物理力学性质物理力学性质影响影响土是岩石经过风化后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在不同条件下形成的自然历史的产物 风化风化岩石岩石地球土土地球气相固相液相+ + +构成土骨架，起决定作用构成土骨架，起决定作用重要影响重要影响土体次要作用次要作用土体三相组成示意图土的三相比例不同，其性质不同土的三相比例不同，其性质不同特殊情况Wuhan University1、固体矿物颗粒、固体矿物颗粒(固相固相)物理状态力学特性 粒径级配粒径级配 矿物成分矿物成分 颗粒形状颗粒形状 颗粒级配a.颗粒大小b.各粒径成分在土中占的比例

2、常用表格法或常用表格法或累计曲线法表示累计曲线法表示影响土质影响土质的主因的主因1、固体矿物颗粒、固体矿物颗粒(固相固相)颗粒大小粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类界限粒径dmm卵石卵石砾石砾石砂粒砂粒粉粒粉粒 粘粒粘粒 胶粒胶粒60602 20.050.050.0050.005 0.0020.0020.250.5520粗 中 细 粗 中 细 极细0.0750.075粗粒土粗粒土细粒土细粒土81.表格法表示的粒组划分粒组统称粒组名称粒径d范围（mm） 分析方法 主 要 特 征巨 粒漂石（块石）粒 d200 直接测定 透水性很大，压缩性极小，颗粒间无粘

3、结，无毛细性。卵石（碎石）粒 60d200 粗粒砾粒 粗砾 20d60 筛 分 法 透水性大，压缩性小，无粘性，有一定毛细性。细砾2d20砂粒 粗砂0.5d2 中砂 0.25d0.5 细砂0.075d0.25 细粒粉粒 0.0050.1 mm) 沉降分析法：适用于细粒土沉降分析法：适用于细粒土 (0.1 mm)各粒组的相对含量，用质量百分数来表示各粒组的相对含量，用质量百分数来表示表述方法表述方法 粒径级配累积曲线（小于某粒径级配累积曲线（小于某粒径的所有土粒的百分含量）粒径的所有土粒的百分含量）筛分法就是用一套标准筛分法就是用一套标准筛子如孔直径筛子如孔直径(mm)(mm)：20、10、5.

4、0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075，将烘干且分散了的将烘干且分散了的200g g有代表性的试样倒入标有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗相对含量，即得土的颗粒级配。粒级配。105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%958778665536筛分法原理图筛分法原理图筛分法筛分法典典型型颗颗分分级级配配曲曲线线1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数小于某粒径之土质量百分数P（）（）105

5、.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)2.累计曲线表示法累计曲线表示法d101009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d50d30d60d10d30CuCc0.33 0.005 0.063662.41特征粒径特征粒径: d50 : 平均平均粒径粒径d60 : 限制限制粒径粒径d10 : 有效有效粒径粒径d30 :特征特征粒径粒径不均匀程度不均匀程度：Cu = d60 / d

6、10 连续程度连续程度: Cc = d302 / (d60 d10 ) 曲率系数曲率系数 不均匀系数不均匀系数Cu 5,级配不均匀级配不均匀粗细程度粗细程度： 用用d50 表示 1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（）小于某粒径之土质量百分数（）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)土的粒径级配累积曲线土的粒径级配累积曲线d60d10d30斜率斜率: : 某粒径范围内颗粒的含量某粒径范围内颗粒的含量 陡陡相应粒组质量集中相应粒组质量集中 缓缓-相应粒组含量少相应粒组含量少平台平台-相应粒组缺乏相应粒组缺乏连续程度连续程

7、度: Cc = d302 / (d60 d10 ) 曲率系数曲率系数C c = 1 3, 级配连续性好级配连续性好曲线曲线d60d10d30CuCcL0.33 0.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545粒径级配累积曲线及指标的用途：粒径级配累积曲线及指标的用途：粒组含量用于土的分类定名粒组含量用于土的分类定名；不均匀系数不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度：用于判定土的不均匀程度： Cu 5, 不均匀土不均匀土； Cu 3 或 Cc 1,级配不连续土级配不连续土不均匀系数不均匀系数Cu和和曲率系数曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：用于判定土的级配优劣： 如果如果

8、 Cu 5且且 C c = 1 3 ， 级配级配 良好的土良好的土； 如果如果 Cu 3 或或 Cc 1, 级配级配 不良的土不良的土16 示例：示例： 从某土样筛分后作粒度分析汇编成从某土样筛分后作粒度分析汇编成“累积曲线累积曲线”中得知：有效粒径中得知：有效粒径d600.55mm， d100.2mm， d300.3mm，试，试求该土的不均匀系数求该土的不均匀系数Cu和曲率系数和曲率系数Cc,并分析该土属于何种级配。并分析该土属于何种级配。17 解：解： Cu=d60/d102.75 工程规定工程规定：Cu5的的土视为非均粒土；土视为非均粒土； Cc=13时，为级配连续；时，为级配连续； C

9、c 3时，级配不连续。时，级配不连续。 2.755； 0.81.21.22.4g/cm2.4g/cm3 3 冰点冰点-76-76 具有极大的粘滞性和固体具有极大的粘滞性和固体的特性的特性 温度高于温度高于100100C C时可蒸发时可蒸发强结合水强结合水 位于强结合水之外，电场引位于强结合水之外，电场引力作用范围之内力作用范围之内 密度密度1.01.7g/cm3 冰点冰点-2030 外力作用下可以移动外力作用下可以移动 不因重力而移动，有粘滞性不因重力而移动，有粘滞性弱结合水弱结合水图图1.6 矿物颗粒对水分子的静电引力作用矿物颗粒对水分子的静电引力作用21土中气体土中气体存在于土孔隙中未被水

10、占据的部分，存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为分为与大气连通的非封闭气体与大气连通的非封闭气体和和与大气不连与大气不连通的封闭气体通的封闭气体1.非封闭气体：非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大土的性质影响不大 2.封闭气体：封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时和延长土体受力后变形达到稳定的历时 3. 土中的气体 土有三个组成部分