双向视频课程工程地质与岩土力学课件

1、双向视频课程工程地质与岩土力学双向视频课程工程地质与岩土力学第三讲 教学要求： 1、掌握土的物理性质指标的确定； 2、掌握土的物理状态指标的含义与判别； 3、了解土的工程分类方法。第三讲 教学要求：第三章土的物理性质与工程分类 一、土的三相组成 二、土的物理性质指标 例1：某土样，在天然状态下的体积为140 ，质量为240g，烘干后质量为190g，经试验确定土粒比重为2.67。试求该土样的密度、含水量、孔隙度和饱和度。 解： 利用三相图中各相的关系与指标定义求解 第三章土的物理性质与工程分类 一、土三相图 气 水 土粒 干土 饱和土三相图 （1）确定土的密度与含水量 根据已知条件： 湿土体积

2、湿土质量 土粒质量 水的质量 由此，得出土的密度和含水量 （1）确定土的密度与含水量 （2）确定三相图中各相的体积 （3）计算换算指标 孔隙度 饱和度 （2）确定三相图中各相的体积 例2：某原状土样，经试验确定土的密度 1.85 ，含水量 20%，土粒比重 =2.69 。试确定土的孔隙比、饱和度、饱和 密度和干密度。 解法一：利用三相图和指标定义求解 设 1. 由三个实测指标，确定三相图中各相质量与体积 设各相质量与体积详见三相图 气 =0.538 水 =0.538 =0.745 =3.228 =1.745 =2.69 土粒 =1 各相质量与体积详见三相图 2. 计算各换算指标 孔隙比： 饱和

3、度： 饱和密度： 干密度： 2. 计算各换算指标 解法二：直接利用换算关系式计算 孔隙比 饱和度 饱和密度 干密度 解法二：直接利用换算关系式计算 三、土的物理状态 物理状态：在天然状态下，土所表现出的干湿、软硬、松密等特征 。 （一）无粘性土的密实状态 1、孔隙比 判别 2、相对密度 判别 3、标准贯入试验锤击数 判别 三、土的物理状态 无粘性土的相对密度 或 判别无粘性土密实状态标准： 0 1/3 疏松 1/3 2/3 中密 2/3 1.0 密实 例3：某天然砂层，密度为1.38 ，含水量为15%，试验确定该砂土的最大干密度为1.60 ，最小干密度为1.10 ，判断该砂层处于哪种状态？ 例

4、3：某天然砂层，密度为1.38 解：由干密度的换算关系式，得干密度为 从而相对密实度 该砂层处于疏松状态。 解：由干密度的换算关系式，得干密度为 （二）粘性土（细粒土）的稠度 1、稠度：粘性土在某一含水量下的软硬程度和土体对外力引起的变形或破坏的抵抗能力。 2、稠度状态：粘性土处在某种稠度所呈现出的状态 稠度状态为 固态或半固态 塑态 流动状态 （二）粘性土（细粒土）的稠度 3、稠度界限： 土从一种状态转变成另一种状态的界限含水量。 工程上常用稠度界限有： 液限 ：土从塑态转变为流态时界限含水量。 塑限 ：土从半固态转变为塑态时界限含水量。 液、塑限通过试验确定。 3、稠度界限： 4、塑性指数

5、 液限与塑限的差值，即 表征粘性土可塑性大小。 塑性指数 是粘性土分类重要依据。 4、塑性指数 5、液性指数 反映粘性土的软硬程度 用 直接判别土的稠度状态： 坚固状态 可塑状态 流动状态 5、液性指数 例4：从某地基中取原状土样，测得土的液限为45%，塑限为15%，天然含水量为38%，试判别该地基处于何种状态？ 解：已知 =45% ， =15% ， =38% 因而，液性指数： 0 = 0.771.0 故该地基处于可塑状态。 例4：从某地基中取原状土样，测得土的液限 四、土的工程分类 1、实验室分类法 2、目测分类法 四、土的工程分类 小 结 1、土的物理性质指标的确定：指标定义、换算关系；

6、2、土的物理状态指标和判别土的状态；无粘性土状态 密实度 相对密度 ：常用 评价方法 标准贯入试验锤击数 孔隙比 粘性土 稠度 稠度界限液限 ，塑限 反映可塑性大小指标塑性指数 判别稠度状态指标液性指数 3、土的工程分类方法。 练习题 1.某土样的含水量为7.0%，密度为1.65 ，土粒比重为2.70，设土的孔隙比不变，为使土样完全饱和，200g土样应加多少水？ 2、某天然砂层，密度为1.47 ，含水量为13%，由试验求得该砂土的最小干密度为1.20 ，最大干密度为1.66 ， 该砂层属于那种状态？ 辽宁广播电视大学双向视频课程 工程地质与岩土力学 主讲人：祁孝珍双向视频课程工程地质与岩土力学

7、第四讲 教学要求： 1、掌握岩石的基本物理性质指标； 2、理解岩石的水理性质及其指标； 3、了解岩石热学性质及指标的表示。第四讲 教学要求：第四章岩石（体）的物理性质 一、岩石的基本物理性质 （一）岩石的密度 单位体积内岩石的质量，单位为 。 岩石的密度又分为颗粒密度和块体密度。 第四章岩石（体）的物理性质 一、岩石的基本物 1、颗粒密度 岩石固体相部分的质量与其体积的比值； 不包括空隙在内，其大小取决于组成岩石的矿物密度及含量； 岩石的颗粒密度属实测指标，常用比重瓶法。 1、颗粒密度 2、块体密度 岩石单位体积内的质量，单位为 。 按岩石试件的含水状态分为： 1）干密度 : 2）饱和密度 ：

8、 3）天然密度 ： 岩石的块体密度可用量积法和蜡封法测定。 2、块体密度 （二）岩石的空隙性按其空隙相通情况与空隙开启程度的大小分为： 1.总空隙率 ： 2.总开空隙率 ： 3.大开空隙率 ： 4.小开空隙率 ： 5.闭空隙率 ： （二）岩石的空隙性 一般提到的岩石空隙率系指总空隙率； 岩石的空隙性对岩块和岩体的水理、热学性质影响很大； 岩石的空隙性指标不能实测，只能通过密度与吸水性等指标换算求得。 一般提到的岩石空隙率系指总空隙率； 二、岩石的水理性质 岩石在水溶液作用下表现出来的性质。 （一）岩石的吸水性 岩石在一定的试验条件下吸收水分的能力。 1.吸水率 岩石试件在大气压力条件下自由吸入

9、水的质量 （ ）与岩样干质量（ ）之比。 岩石大开空隙率： 二、岩石的水理性质 2.饱和吸水率 岩石在高压或真空条件下吸入水的质量（ ）与岩样干质量（ ）之比。 岩石总开空隙率： 3.饱水系数 岩石的吸水率（ ）与饱和吸水率（ ）之比。 （二）岩石的软化性 岩石浸水饱和后强度降低的性质。 软化系数 ： 岩石试件的饱和抗压强度（ ）与干抗压强度（ ）之比。 （二）岩石的软化性 （三）岩石的抗冻性 岩石抵抗冻融破坏的能力，常用指标： 1.抗冻系数 岩石试件经反复冻融后的干抗压强度（ ）与冻融前干抗压强度（ ）之比。 （三）岩石的抗冻性 2.质量损失率 岩石冻融试验前后干质量之差（ ）与试验前干质量

10、（ ）之比。 2.质量损失率 （四）岩石的膨胀性 岩石浸水后体积增大的性质； 一般用膨胀力和膨胀率两个指标表示，通过室内试验确定。 （五）岩石的崩解性 岩石与水相互作用失去粘结力，完全丧失强度时的松散物质的性质； 用耐崩解性指数 表示： （六）岩石的渗透性 岩石被水透过的性质。 （四）岩石的膨胀性 三、岩石的热学性质 岩石热学性质有：容热性、导热性、热膨胀性。 （一）容热性 在进行热交换时，岩石吸收热量的能力。 常用指标：岩石的比热、容积热容 三、岩石的热学性质 1.岩石的比热： 在不存在相转变条件下，单位质量岩石温度变化 时所需输入的热量，用 表示。 2.容积热容： 单位体积的岩石，在温度变化 所需要的热量，用 表示。 3.两者关系： 1.岩石的比热： （二）导热性 岩石传导热量的能力，常用导热系数来度量。 导热系数 ：当温度梯度为 时，单位时间内通过单位面积岩石所传导的热量。用 表示。 （二）导热性 （三）热膨胀性 在温度变化时，岩石形状和尺寸变化的性质，常用线膨胀系数和体膨胀系数表示。 1.线膨胀系数 ：岩石的温度升高 所引起的线性伸长 与在温度为 时长度 的比值。 （三）热膨胀性 2.体膨胀系数 ：岩石的温度升高 所引起体积伸长量 与温度为 时体积 的比值。 2.体膨胀系数 ：岩石的温度升高 小 结 1、岩石的基本物理性质指