《土力学与地基：含试验指导（智媒体版）》课件 第1-2讲 土的生成、土的组成、结构与构造

第一章土的物理性质与工程分类1.土的生成及沉积形式2.土的三相组成及各相对土工程性质的影响3.土的三相图、三个基本试验指标及六个导出指标4.粗粒土密实度的判定、细粒土软硬程度的判定5.根据规范进行土的工程分类6.土的击实性、击实试验及影响击实效果的因素主要内容第一节

土的生成一、土的生成土是岩石风化后的产物，即覆盖在地表上松散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积物。形成过程形成条件影响物理性质与力学性质搬运、沉积风化作用岩石地球土地球3生物循环物理风化化学风化量变无黏性土原生矿物质变黏性土次生矿物动植物的活动风化作用有机质岩石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，形成新的矿物物理风化化学风化5二、土的沉积形式残积土无搬运运积土有搬运土质较好残积土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6运积土有搬运风：风积土重力:坡积土流水:洪积土冲积土冰川: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，土层交迭土粒粗细变化较大，性质不均匀颗粒均匀，层厚而不具层理二、土的沉积形式基岩残积土坡积土洪积土冲积土风积土（黄土高原风成学说）雅丹地貌（风蚀作用形成）土的沉积形式甘肃张掖、新疆五彩滩丹霞地貌9气相air固相solid液相water++构成土骨架，起决定作用重要影响土体次要作用第二节

土的组成、结构与构造一、土的组成两种两相土体：饱和土、干土一、土的组成（一）固体颗粒1.颗粒的矿物成分和颗粒分组（1）原生矿物：即物理风化所产生的粗颗粒矿物。长石1长石2（1）原生矿物角闪石1角闪石2石英1石英2（1）原生矿物云母1云母2（2）次生矿物黏土是化学风化后产生的矿物，如颗粒极细的黏土矿物。常见的有高岭土、伊里土和蒙脱土等。13粒组：按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类粒度：颗粒粒径的大小1.颗粒的矿物成分和颗粒分组颗粒分组《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10093-2017)土的颗粒分组,见表1-2颗粒名称粒径

（mm）主要特征漂石（浑圆、圆棱）或块石（尖棱）大d＞800无黏性，透水性很大、毛细水上升高度很小中400＜d≤800小200＜d≤400卵石（浑圆、圆棱）或碎石（尖棱）大100＜d≤200小60＜d≤100粗圆砾（浑圆、圆棱）或粗角砾（尖棱）大40＜d≤60小20＜d≤40细圆砾（浑圆、圆棱）或细角砾大10＜d≤20中5＜d≤10小2＜d≤5砂粒粗0.5＜d≤2无黏性，易透水，有一定毛细水上升高度中0.25＜d≤0.5细0.075＜d≤0.25粉粒0.005≤d≤0.075湿时有黏性，透水性小，毛细水上升高度较大黏粒d＜0.005有黏性和可塑性，透水性极微，其性质随含水量有较大变化粒组名称粒径（mm）一般特性巨粒组漂石、块石大于200无黏性、孔隙比大、透水性大、毛细水上升高度极微，不能保持水分，能承受很大静压，压缩性小卵石、小块石60～200粗粒组砾、角砾粗20～60无黏性、易透水、毛细水上升高度不大，遇水不膨胀，干燥时不收缩且松散，不呈现可塑性，能保持水分，能承受较大静水压力，压缩性较小中5～20细2～5砂粗0.5～2中0.25～0.5细0.075～0.25细粒组粉粒0.002～0.075湿润时出现轻微黏性，透水性小，遇水膨胀或干缩都不显著，毛细水上升较快,上升高度较大黏粒小于0.002黏性大，几乎不透水，湿润时呈现可塑性，遇水膨胀或干缩都较显著，压缩性大表1-3《公路桥涵地基和基础设计规范》（JTG3363-2019）土的颗粒分组2.粒径级配分析方法颗粒级配：各粒组的质量占干土土样总质量的百分数。粒径分析方法筛分法（粒径0.075mm以上）√密度计法（粒径0.075mm以下）移液管法（粒径0.075mm以下）筛分法的标准筛分粗筛和细筛(1)粗筛孔径：200、150、100、75、60、40、20、10、5、2mm。(2)细筛孔径：2.0、1.0、0.5、0.25、0.075mm。根据最大颗粒粒径取样，见表1-4水分法最大颗粒粒径（mm）试样用量（g）＜2100～300＜10300～1000＜201000～2000＜402000～4000＜60≥5000＜75≥6000＜100≥8000＜150≥10000＜200≥10000表1-4

土的颗粒分析试样用量表粗筛分析用的风干试样质量=5000g，小于0.075mm的试样质量占总质量的百分数=6.7%细筛分析用小于2mm试样质量=300g，小于2mm的试样质量占总质量的百分数=80%筛类别孔径(mm)分计留筛试样质量(g)累计留筛试样质量(g)小于该孔径试样的质量(g)小于该孔径试样质量百分数(%)小于该孔径试样质量占总试样质量百分数(%)粗筛6000500010010040475475452590.590.52025500450090.090.01050550445089.089.05150700430086.086.023001000400080.080.0细筛200300100100×0.8=80.0152.552.5247.582.582.5×0.8=66.00.5101.1153.6146.448.848.8×0.8=39.00.2578.9232.267.522.522.5×0.8=18.00.07542.3274.825.28.48.4×0.8=6.7筛底存留(g)23.22982.00.70.7×0.8=0.6表1-5《铁路工程土工试验规程》筛析试验成果记录表1-6《公路工程土工试验规程》筛析试验成果记录筛前总土质量=3000g小于取样试样质量=870g小于2mm土质量=870g小于土占总土质量=27%粗筛分析细筛分析孔径(mm)累积留筛土质量(g)小于该孔径土质量(g)小于该孔径土质量百分数(%)孔径(mm)累积留筛土质量(g)小于该孔径土质量(g)小于该孔径土质量百分数(%)占总土质量百分比(%)40030001002.0219081010027.020350265088.31.0241059072.819.710920208069.30.5274026032.18.751600140046.70.252920809.92.72219081027.00.0752980202.50.7工程名称

试验者

土样编号

计算者

土样说明

试验日期

校核者

（1）表格法粒径(mm)＞2010～205～102～51～20.5～1.00.25～0.50.25～0.075小于0.075百分数11.7%19.0%22.6%19.7%7.3%11.0%6.0%2%0.7%粒径(mm)＞2010～205～102～51～20.5～1.00.25～0.50.25～0.075小于0.075百分数10.0%1.0%3.0%6.0%14.0%27.0%21.0%11.3%6.7%表1-5用表格法表示表1-6用表格法表示筛析结果处理方法211009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒径:

d50

:中间粒径d60:限制粒径d10:有效粒径d30

：平均粒径不均匀程度：Cu=d60/d10连续程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系数—不均匀系数Cu

≥5,级配不均匀粗细程度：用d50

表示

（2）颗粒级配曲线法221009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d10d30曲线d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545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,不均匀性好平台：相应粒组缺乏连续程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系数较大颗粒缺少Cc

减小较小颗粒缺少Cc

增大Cc=1~3,级配连续性好Cu

≥5,级配不均匀23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：Cu≥5,不均匀土；Cu<5,均匀土3）曲率系数Cc用于判定土的连续程度：Cc

=1~3,级配连续土；Cc>3或Cc<1,级配不连续土4）不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：

如果Cu≥5且

Cc

=1~3，级配良好的土；如果Cu<5或Cc>3或Cc<1,级配不良的土图1-2颗粒级配曲线

排列致密、定向性强密度>1g/cm3冰点处于零下几十度具有固体的特性温度高于100°C时可蒸发强结合水(吸着水)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（薄膜水）（二）土中水

结合水吸附在土颗粒表面的水非结合水电场引力作用范围之外的水对黏性土工程性质影响最大26非结合水(自由水)重力水毛细水在重力作用下可在土中自由流动

存在于固气之间在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动（三）

土中气体自由气体：与大气连通，对土的性质影响不大封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道土的结构：土粒或土粒集合体的大小、形状，相互排列与联结等综合特征二、