土力学与地基基础(1、绪论2、土的三相组成)课件

土力学与

地基基础建筑工程学院2008-11马金荣土力学与

地基基础马金荣11、绪论1.1基本概念土—矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。土随着生成环境、物质成分、形成年代的不同，工程特性也复杂多变。生成不同性质的土体，如软土、黄土、填土等。因此在建筑物设计前，必须充分了解、研究建筑场地土(岩)层的工程地质条件并作出正确的评价。土力学—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。由于土是以矿物颗粒组成骨架的松散颗粒集合体（松散体介质），必须通过专门的土工试验技术进行研究。1、绪论1.1基本概念2（续）地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础。

基础工程：研究基础或包含基础的地下结构设计与施工的一门科学，也称为基础工程学。（续）地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受3地基与基础

示意图（一）

地基与基础

示意图（一）

4地基与基础示意图（二）地基与基础示意图（二）51.2土力学及基础工程学科发展概况

土力学与基础工程既是一门古老的工程技术，又是一门新型的应用科学。随着社会的发展和生活上的需要，人类很早就已创造了自己的地基基础工艺。如都江堰水利工程、万里长城、杭州湾海塘木桩护岸工程等。但没有系统的理论总结。

18世纪工业革命以后，大规模的城市建设和水利、铁路的兴建面临着许多与土有关的问题，从而促进了土力学理论的产生和发展。1773年，法国的库仑(Coulomb)根据试验创立了著名的砂土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。1857年，英国的朗金(Rankine)又从另一途径提出了挡土墙土压力理论，这对后来土体强度理论的发展起了很大的促进作用。1.2土力学及基础工程学科发展概况土力学61.2土力学及基础工程的发展概况（续）通过许多研究者的不懈努力、，经验积累，到1925年，美国太沙基(Terzaghi)在归纳发展以往成就的基础上，发表了第一本《土力学》专著，1929年又与其他作者一起发表了《工程地质学》。从此土力学与基础工程就作为独立的学科而取得不断的进展。从1936年至2008年，共召开了16届国际土力学与基础工程学术会议。我国自1962年以来，先后召开了九届全国土力学与基础工程会议，学术水平受到国际瞩目。

1.2土力学及基础工程的发展概况（续）通过许多研究7

1.2土力学及基础工程的发展概况（续）

土力学理论方面，自1923年太沙基（Terzaghi）提出的饱和土固结理论开始至今已发展了80多年，前40年为古典土力学发展阶段，之后为现代土力学发展阶段，特别是近30年，土力学理论得到了长足的发展。但土的实际变形特性却一直未有合适的数学模型描述，目前大多数本构模型只能模拟单调加荷的情况，绝大多数不能应用于工程实践。因此，专家建议后30年的研究重点应放在复杂加、卸载条件下土的本构模型的研究上，用于解决复杂应力状态下的工程问题。（专家1996年语）

1.2土力学及基础工程的发展概况（续）土力8

1.3课程的性质、目的及任务

性质：工程管理专业的专业基础课程；

任务：获得土力学及地基基础工程设计、施工中所必须的基础理论、基础知识和基本技能；

目的：培养学生将理论应用于实践、分析问题、解决问题的能力。1.4授课专业工程管理专业2006级1.3课程的性质、目的及任务性质：工程管理专业的91.5先修课程

工程力学、地质学基础、工程地质与水文地质等课程1.6课堂讲授内容绪论土的三相组成及土的结构土的物理性质、水理性质和地基土的工程分类土中的应力土的变形性质及地基沉降计算1.5先修课程工程力学、地质学基础、工程地质与水文地质10（续）土的抗剪强度和地基承载力土压力和土坡稳定岩土工程勘察概述浅基础设计桩基础基坑工程地基处理1.7实验教学内容土的含水量、重度，土的液限与塑限土的侧限压缩试验（固结试验）土的直接剪切试验，土的三轴剪切试验（演示）（续）土的抗剪强度和地基承载力111.8本课程48(42+6)学时，3学分1.9考核方式：作业、笔试（闭卷）1.10主要参考书《基础工程》，赵明华主编，高等教育出版社，2003《土力学地基基础》（第三版），陈希哲编，清华大学出版社，1998年《土的工程性质》，黄文熙编《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）

1.8本课程48(42+6)学时，3学分1.9考核方式：122、土的三相组成及土的结构2.1

土的固体颗粒（固相）2.2土中水和气2.3土的结构与构造2、土的三相组成及土的结构2.1土的固体颗粒（固相）132.1土的固体颗粒（固相－骨架）图2.1土的三相组成示意图土的三相水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）2.1土的固体颗粒（固相－骨架）图2.1土的三相组成示意14（1）土颗粒的矿物成分

固体颗粒构成土的骨架，其大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土物理力学性质的重要因素。土的矿物成分主要取决于母岩的成分及其所经受的风化作用、搬运及沉积作用。土的固体颗粒物质成分：无机矿物颗粒和有机质。无机矿物颗粒的成分有两大类：①原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。由它们构成的粗粒土，例如漂石、卵石、圆砾等，都是岩石的碎屑，其矿物成分与母岩相同。②次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物(例如粘土矿物)。它们颗粒细小，呈片状，是粘性土固相的主要成分。（1）土颗粒的矿物成分固体颗粒构成土的骨架，其大小和形15粘土矿物

粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。

硅片的基本单元是硅—氧四面体。它是由1个居中的硅离子和4个在角点的氧离子所构成，如图2.2(a)所示。由6个硅—氧四面体组成一个硅片，如图2.2(b)所示。图2.2(c)为简化图形。

图2.2硅片的结构示意图粘土矿物粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐16（续）

铝片的基本单元则是铝—氢氧八面体，它是由1个铝离子和6个氢氧离子所构成，如图2.3(a)。4个八面体组成一个铝片。每个氢氧离子被相邻两个铝离子所共有，如图2.3(b)所示。图2.3(c)为简化图形。

图2.3铝片的结构示意图（续）铝片的基本单元则是铝—氢氧八面体，它是由1个17（续）粘土矿物依硅片和铝片的组叠形式的不同，可以分为蒙脱石、伊利石和高岭石三种主要类型（图2.4）。

图2.4粘土矿物的晶格构造（a）蒙脱石（b）伊利石（c）高岭石（续）粘土矿物依硅片和铝片的组叠形式的不同，可以分18（2）土颗粒粒组土粒的大小称为粒度。（图示）工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。

粒组的划分方法：目前各个国家、各个部门并不统一。我国工程界大多使用国标《土的分类标准》(GBJl45－90)中的划分方法（讲义P.6表2.1）。

界限粒径分界尺寸为200mm、60mm、2mm、0.075mm和0.005mm，据此将土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个大组，再细分为六个粒组：漂石(块石)(＞200mm)、卵石(碎石)(200～60mm)；砾粒(60～2mm)、砂粒(2～0.075)；粉粒(0.075～0.005mm)和粘粒(＜0.005mm)。

（2）土颗粒粒组土粒的大小称为粒度。（图示）19巨大的砾石—漂石巨大的砾石—漂石20土力学与地基基础(1、绪论2、土的三相组成)课件21土力学与地基基础(1、绪论2、土的三相组成)课件22扫描电镜扫描电镜23（3）土的颗粒级配

颗粒级配：土中各粒组的相对含量，以各粒组重量与土粒总重量比值的百分数表示。

要了解天然土颗粒的组成情况，不仅要了解土颗粒的大小，而且要了解各种颗粒所占的比例。因为在自然界很难遇到单一粒组所组成的土，绝大多数都是由几种粒组混合组成。颗粒级配的表示方法：土的颗粒级配曲线（图2.5）。颗粒级配好坏的评定方法：①颗粒级配曲线形态直观判断：曲线平缓表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好（如图2.5曲线B）；反之，则颗粒均匀，级配不良（图2.5曲线A、C）。（3）土的颗粒级配颗粒级配：土中各粒组的相对含量，24（续）

②计算土的不均匀系数Cu和曲率系数Cc，来反映土颗粒级配的不均匀程度。可以定量说明问题。

式中:d60—小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称为限定粒径（限制粒径）；

d10—小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称为有效粒径；

d30—小于某粒径的土粒质量占土总质量30％的粒径，称为中值粒径。（续）②计算土的不均匀系数Cu和曲率系数Cc，来反映土25（续）由此可见,不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。

工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断：①对于级配连续的土：Cu>5，级配良好；反之，Cu<5，级配不良。②对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状（见图2.5曲线C），采用单一指标Cu难以全面有效地判断土的级配好坏，则需要同时满足Cu>5和Cc＝1～3两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。（续）由此可见,不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的26图2.5土的颗粒级配曲线图2.5土的颗粒级配曲线27（4）颗粒分析试验

颗粒分析试验：确定土中各个粒组相对含量的方法。试验方法：

①筛分法。适用于粒径大于0.075mm的粗粒土。用一套标准筛（筛子孔径分别为60、40、20、10、5、2、1、0.5、0.25、0.1、0.075mm），将分散了的有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。

②沉降分析法。适用于粒径小于0.075mm的细粒土。具体有密度计法（也称比重计法）和移液管法（也称吸管法）。

（4）颗粒分析试验颗粒分析试验：确定土中各个粒组282.2土中水和气（1）土中水的存在形态土中水液态水自由水结合水气态水强结合水弱结合水固态水(内部结晶水、结合水)重力水毛细水图2.6土颗粒吸附水示意图2.2土中水和气（1）土中水的存在形态土中水液态水自由水结29基本概念固态水－又称矿物内部结晶水或内部结合水，是指存在于土颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水。结合水－指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。自由水－存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。它的性质与普通水一样，能够传递静水压力，冰点为0℃，有溶解盐类的能力。

自由水按所受作用力的不同，又可分为重力水和毛细水两种。基本概念固态水－又称矿物内部结晶水或内部结合水，是指存在于30基本概念重力水－存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外的水，因为在本身重力作用下运动，故称为重力水。毛细水－受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位以上的透水层中自由水（图2.7所示）。土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。

P.11表2.4给出了无粘性土毛细水上升高度的大致范围。图2.7土中毛细水升高示意图基本概念重力水－存在于地下水位以下、土颗粒电分子引力范围以外31（2）土中气土中的气体存在于孔隙中未被水所占据的部位。在粗颗粒的沉积物中常见到与大气相连通的空气，它对土的工程性质影响不大。在细颗粒中则存在与大气隔绝的封闭气泡，在受到外力作用时，随着压力的增大，这种气泡可能压缩或溶解于水中；压力减少时，气泡会恢复原状或重新游离出来。使土在外力作用下的弹性变形增加，透水性降低，可见，封闭气体对土的工程性质影响较大。土中气体的成分与大气成分比较，主要的区别在于CO２、O２及N２的含量不同。一般土中气体中含有更多的CO２，较少的O２，较多的N２。土中气体与大气的交换愈困难，两者的差别就愈大。含气体的土称为非饱和土，非饱和土的工程性质研究已形成土力学的一个新的分支。（2）土中气土中的气体存在于孔隙中未被水所占据的部位322.3土的结构与构造（1）土的结构－指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。土的结构和构造对土的性质有很大影响。土的结构分为单粒结构、蜂窝结构及絮凝结构三种基本类型。图2.8土的结构(a)、(b)单粒结构(c)蜂窝结构2.3土的结构与构造（1）土的结构－指土粒单元的大33（续）单粒结构－由粗大土粒在水或空气中下沉而形成的。全部由砂粒及更粗土粒组成的土都具有单粒结构。蜂窝结构－主要由粉粒(0.075～0.005mm)组成的土的结构形式。蜂窝结构的土有很大孔隙。絮凝结构-更为细小的粘粒(d<0.005mm)或胶粒(d<0.002mm)，它们与水作用产生粒间作用力（既有排斥力也有吸引力），在粒间作用力作用下，土粒或聚粒以边-边、边-面方式互相联结在一起，形成絮凝状结构。

图2.9粘土颗粒沉积结构(a)盐液中絮凝；(b)非盐液中絮凝；(c)分散（续）单粒结构－由粗大土粒在水或空气中下沉而形成的。全部由砂34（续）（2）土的构造－物质成分和颗粒大小等都相近的同一土层及其各土层之间的相互关系的特征称之。土的构造最主要特征就是成层性，即层理构造(右图)；另一特征是土的裂隙性；还有土中有无包裹物（如腐殖物、贝壳、结核体等）以及天然或人为的孔洞存在。这些构造特征都造成土的不均匀性。

（第2章完）

图2.10土的层理构造1—淤泥夹粘土透镜体；2一粘土尖灭层3一砂土夹粘土层；4一砾石层；5一基岩（续）（2）土的构造－物质成分和颗粒大小等都相近的35土力学与

地基基础建筑工程学院2008-11马金荣土力学与

地基基础马金荣361、绪论1.1基本概念土—矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。土随着生成环境、物质成分、形成年代的不同，工程特性也复杂多变。生成不同性质的土体，如软土、黄土、填土等。因此在建筑物设计前，必须充分了解、研究建筑场地土(岩)层的工程地质条件并作出正确的评价。土力学—利用力学的一般原理，研究土的物理、化学和力学性质及土体在荷载、水、温度等外界因素作用下工程性状的应用科学。它是力学的一个分支。由于土是以矿物颗粒组成骨架的松散颗粒集合体（松散体介质），必须通过专门的土工试验技术进行研究。1、绪论1.1基本概念37（续）地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。基础：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础。

基础工程：研究基础或包含基础的地下结构设计与施工的一门科学，也称为基础工程学。（续）地基：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受38地基与基础

示意图（一）

地基与基础

示意图（一）

39地基与基础示意图（二）地基与基础示意图（二）401.2土力学及基础工程学科发展概况

土力学与基础工程既是一门古老的工程技术，又是一门新型的应用科学。随着社会的发展和生活上的需要，人类很早就已创造了自己的地基基础工艺。如都江堰水利工程、万里长城、杭州湾海塘木桩护岸工程等。但没有系统的理论总结。

18世纪工业革命以后，大规模的城市建设和水利、铁路的兴建面临着许多与土有关的问题，从而促进了土力学理论的产生和发展。1773年，法国的库仑(Coulomb)根据试验创立了著名的砂土抗剪强度公式，提出了计算挡土墙土压力的滑楔理论。1857年，英国的朗金(Rankine)又从另一途径提出了挡土墙土压力理论，这对后来土体强度理论的发展起了很大的促进作用。1.2土力学及基础工程学科发展概况土力学411.2土力学及基础工程的发展概况（续）通过许多研究者的不懈努力、，经验积累，到1925年，美国太沙基(Terzaghi)在归纳发展以往成就的基础上，发表了第一本《土力学》专著，1929年又与其他作者一起发表了《工程地质学》。从此土力学与基础工程就作为独立的学科而取得不断的进展。从1936年至2008年，共召开了16届国际土力学与基础工程学术会议。我国自1962年以来，先后召开了九届全国土力学与基础工程会议，学术水平受到国际瞩目。

1.2土力学及基础工程的发展概况（续）通过许多研究42

1.2土力学及基础工程的发展概况（续）

土力学理论方面，自1923年太沙基（Terzaghi）提出的饱和土固结理论开始至今已发展了80多年，前40年为古典土力学发展阶段，之后为现代土力学发展阶段，特别是近30年，土力学理论得到了长足的发展。但土的实际变形特性却一直未有合适的数学模型描述，目前大多数本构模型只能模拟单调加荷的情况，绝大多数不能应用于工程实践。因此，专家建议后30年的研究重点应放在复杂加、卸载条件下土的本构模型的研究上，用于解决复杂应力状态下的工程问题。（专家1996年语）

1.2土力学及基础工程的发展概况（续）土力43

1.3课程的性质、目的及任务

性质：工程管理专业的专业基础课程；

任务：获得土力学及地基基础工程设计、施工中所必须的基础理论、基础知识和基本技能；

目的：培养学生将理论应用于实践、分析问题、解决问题的能力。1.4授课专业工程管理专业2006级1.3课程的性质、目的及任务性质：工程管理专业的441.5先修课程

工程力学、地质学基础、工程地质与水文地质等课程1.6课堂讲授内容绪论土的三相组成及土的结构土的物理性质、水理性质和地基土的工程分类土中的应力土的变形性质及地基沉降计算1.5先修课程工程力学、地质学基础、工程地质与水文地质45（续）土的抗剪强度和地基承载力土压力和土坡稳定岩土工程勘察概述浅基础设计桩基础基坑工程地基处理1.7实验教学内容土的含水量、重度，土的液限与塑限土的侧限压缩试验（固结试验）土的直接剪切试验，土的三轴剪切试验（演示）（续）土的抗剪强度和地基承载力461.8本课程48(42+6)学时，3学分1.9考核方式：作业、笔试（闭卷）1.10主要参考书《基础工程》，赵明华主编，高等教育出版社，2003《土力学地基基础》（第三版），陈希哲编，清华大学出版社，1998年《土的工程性质》，黄文熙编《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）

1.8本课程48(42+6)学时，3学分1.9考核方式：472、土的三相组成及土的结构2.1

土的固体颗粒（固相）2.2土中水和气2.3土的结构与构造2、土的三相组成及土的结构2.1土的固体颗粒（固相）482.1土的固体颗粒（固相－骨架）图2.1土的三相组成示意图土的三相水（液态、固态）气体（包括水气）固体颗粒（骨架）2.1土的固体颗粒（固相－骨架）图2.1土的三相组成示意49（1）土颗粒的矿物成分

固体颗粒构成土的骨架，其大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土物理力学性质的重要因素。土的矿物成分主要取决于母岩的成分及其所经受的风化作用、搬运及沉积作用。土的固体颗粒物质成分：无机矿物颗粒和有机质。无机矿物颗粒的成分有两大类：①原生矿物。即岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。由它们构成的粗粒土，例如漂石、卵石、圆砾等，都是岩石的碎屑，其矿物成分与母岩相同。②次生矿物。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物(例如粘土矿物)。它们颗粒细小，呈片状，是粘性土固相的主要成分。（1）土颗粒的矿物成分固体颗粒构成土的骨架，其大小和形50粘土矿物

粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐晶体，颗粒成片状，是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成。

硅片的基本单元是硅—氧四面体。它是由1个居中的硅离子和4个在角点的氧离子所构成，如图2.2(a)所示。由6个硅—氧四面体组成一个硅片，如图2.2(b)所示。图2.2(c)为简化图形。

图2.2硅片的结构示意图粘土矿物粘土矿物特点：粘土矿物是一种复合的铝—硅酸盐51（续）

铝片的基本单元则是铝—氢氧八面体，它是由1个铝离子和6个氢氧离子所构成，如图2.3(a)。4个八面体组成一个铝片。每个氢氧离子被相邻两个铝离子所共有，如图2.3(b)所示。图2.3(c)为简化图形。

图2.3铝片的结构示意图（续）铝片的基本单元则是铝—氢氧八面体，它是由1个52（续）粘土矿物依硅片和铝片的组叠形式的不同，可以分为蒙脱石、伊利石和高岭石三种主要类型（图2.4）。

图2.4粘土矿物的晶格构造（a）蒙脱石（b）伊利石（c）高岭石（续）粘土矿物依硅片和铝片的组叠形式的不同，可以分53（2）土颗粒粒组土粒的大小称为粒度。（图示）工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。

粒组的划分方法：目前各个国家、各个部门并不统一。我国工程界大多使用国标《土的分类标准》(GBJl45－90)中的划分方法（讲义P.6表2.1）。

界限粒径分界尺寸为200mm、60mm、2mm、0.075mm和0.005mm，据此将土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个大组，再细分为六个粒组：漂石(块石)(＞200mm)、卵石(碎石)(200～60mm)；砾粒(60～2mm)、砂粒(2～0.075)；粉粒(0.075～0.005mm)和粘粒(＜0.005mm)。

（2）土颗粒粒组土粒的大小称为粒度。（图示）54巨大的砾石—漂石巨大的砾石—漂石55土力学与地基基础(1、绪论2、土的三相组成)课件56土力学与地基基础(1、绪论2、土的三相组成)课件57扫描电镜扫描电镜58（3）土的颗粒级配

颗粒级配：土中各粒组的相对含量，以各粒组重量与土粒总重量比值的百分数表示。

要了解天然土颗粒的组成情况，不仅要了解土颗粒的大小，而且要了解各种颗粒所占的比例。因为在自然界很难遇到单一粒组所组成的土，绝大多数都是由几种粒组混合组成。颗粒级配的表示方法：土的颗粒级配曲线（图2.5）。颗粒级配好坏的评定方法：①颗粒级配曲线形态直观判断：曲线平缓表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好（如图2.5曲线B）；反之，则颗粒均匀，级配不良（图2.5曲线A、C）。（3）土的颗粒级配颗粒级配：土中各粒组的相对含量，59（续）

②计算土的不均匀系数Cu和曲率系数Cc，来反映土颗粒级配的不均匀程度。可以定量说明问题。

式中:d60—小于某粒径的土粒质量占土总质量60％的粒径，称为限定粒径（限制粒径）；

d10—小于某粒径的土粒质量占土总质量10％的粒径，称为有效粒径；

d30—小于某粒径的土粒质量占土总质量30％的粒径，称为中值粒径。（续）②计算土的不均匀系数Cu和曲率系数Cc，来反映土60（续）由此可见,不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。

工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断：①对于级配连续的土：Cu>5，级配良好；反之，Cu<5，级配不良。②对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状（见图2.5曲线C），采用单一指标Cu难以全面有效地判断土的级配好坏，则需要同时满足Cu>5和Cc＝1～3两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。（续）由此可见,不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的61图2.5土的颗粒级配曲线图2.5土的颗粒级配曲线62（4）颗粒分析试验

颗粒分析试验：确定土中各个粒组相对含量的方法。试验方法：

①筛分法。适用于粒径大于0.075mm的粗粒土。用一套标准筛（筛子孔径分别为60、40、20、10、5、2、1、0.5、0.25、0.1、0.075mm），将分散了的有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。

②沉降分析法。适用于粒径小于0.075mm的细粒土。具体有密度计法（也称比重计法）和移液管法（也称吸管法）。

（4）颗粒分析试验颗粒分析试验：确定土中各个粒组632.2土中水和气（1）土中水的存在形态土中水液态水自由水结合水气态水强结合水弱结合水固态水(内部结晶水、结合水)重力水毛细水图2.6土颗粒吸附水示意图2.2土中水和气（1）土中水的存在形态土中水液态水自由水结64基本概念固态水－又称矿物内部结晶水或内部结合水，是指存在于土颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水。结合水－指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为强结合水和弱结合水两种。自由水－存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。它的性质与普通水一样，能够传递静水压力，冰点为0℃，有溶解盐类的能力。

自由水按所受作用力的不同，又可分为重力水和毛细水两种。基本概念固态水－又称矿物内部结晶水或内部结合水，是指存在于65基本概念重力水－存在于地下水位以下、土