地基与基础-土的物理性质与工程分类.ppt
《地基与基础-土的物理性质与工程分类.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《地基与基础-土的物理性质与工程分类.ppt(62页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、,地基与基础工程 Soil Mechanics and Foundation Engineering,第一章,介绍土的形成及物质组成,从定性和定量两个方面描述土体的物质组成密实程度及工程应用,土的物理性质及工程分类,主要内容:,知识要点:,掌握土体的三相组成、三相比例指标之间的换算及 土的基本指标测试方法。 了解无粘性土的密实度概念及判别方法。 掌握粘性土的塑性指数和液性指数的作用和用途,以及粘性土的物理状态评价。 掌握无粘性土和粘性土的分类依据和分类方法。,1.1 土的成因,土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物,搬运、沉积,一、土体的生成,风化,生
2、物风化,物理风化,化学风化,矿物成 分未变,无粘性土,原生矿物,矿物成分改变,粘性土,次生矿物,风化作用分类,有 机 质,岩石和土的粗颗粒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,动植物活动引起的岩石和土体粗颗粒的粒度或成分的变化,定义:土体的结构是指土生成工程中所形成土粒的空间排列及 其形式。,力学特性,影响,土的结构,反映,土的成分 形成条件,分类,单粒结构 蜂窝结构 絮状结构,二、土的结构和构造,粒间作用力,可否作天然地基,矿物成分,单粒结构,示意图,重力、毛细力,密实的单粒结构是良
3、好的天然地基,原生矿物,指粗砂粒或更粗大的颗粒在水或空气中沉积形成。,粗粒土的结构,松散,密实,粒间作用力,形成环境,可否作为天然地基,矿物成分,水中的悬浮力、自重力 (斥力减小引力增加),絮状结构 (凝聚结构),蜂窝结构 (分散结构),示意图,颗粒间的引力、自重力 (粒间引力占优势),淡水中沉积,海水中沉积,次生矿物,次生矿物,注意:天然条件下,可能是多种组合,或者由一种结构过渡向另一种结构。,不可,不可,细粒土的结构,是指由粉粒(粒径 0.0050.075mm)在水中下沉时形的。,是指由粘粒(粒径0.005mm) 集合体组成。,颗粒形状,原生矿物 圆状、浑圆状、棱角状 次生矿物 针状、片状
4、、扁平状,土的构造:是指土体中各结构单元之间的关系,主是从宏观角度 研究土的组成,其主要特点是土的成层性和裂缝性。,力学特性,影响,土的构造,类型,层状构造 分散构造 裂隙构造 结核状构造,通常分散构造土的工程性质最好是理性地基,结核状构造土的工程性质取决于细 粒土部分,裂隙构造不连续的裂缝破坏土的整体性故土的工程性质最差。,气相,固相,液相,+,+,构成土骨架,起主体作用,重要影响,土体,次要作用,土体三相组成示意图,1.2 土的组成,一、土中的固体颗粒(固相),物理状态 力学特性,粒组的划分,土的颗粒级配,土粒的矿物成分,. 颗粒级配,颗粒大小,土中各个粒组的相对含量,常用表格法或 粒径曲
5、线法表示,影响土性质的主因,表格法表示的粒组划分,粒径级配,确定方法 筛分法:适用于粒径在0.074 60mm 的土 密度计法:适用于粒径小于0.074 mm 的土,通常将各粒组的相对含量,用质量百分数来表示,表述方法 粒径级配累积曲线,10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1,200g,10 16 18 24 22 38 72,P % 95 87 78 66 55 36,筛分法原理图,筛分法就是用一套标准筛子如孔直径(mm):20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075, 将烘干且分散了的200g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
6、上的土重,并计算出各粒组的相对含量,即得土的颗粒级配。 密度计法(也称比重计法) :是沉降分析法的一种,另外还有移液管法(也称吸管法)。该两法的理论基础都是依据Stokes(司笃克斯)定律,即球状的细颗粒在水中的下沉速度与颗粒直径的平方成正比,典型颗分级配曲线,沉降分析结果,小于某粒径之土质量百分数P(),粒径(mm),d60,d50,d10,d30,特征粒径: d60 控制粒径 d10 有效粒径 d30 中值粒径,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: 用平均粒径d50 表
7、示,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,C c = 1 3, 级配连续性好,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;,工程中用不均匀系数Cu评价土的不均匀程度: Cu 5, 不均匀土; Cu 5, 均匀土,曲率系数Cc用于判定土的连续程度: C c = 1 3, 级配连续土; Cc 3 或 Cc 1,级配不连续土,不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣: 当 Cu 5且 C c = 1 3 时 , 为级配 良好的土; 当 Cu 3 或 Cc 1时 , 为级配 不良的土,. 土粒的矿物
8、成分,粗粒土主要是原生矿物(石英、长石、云母等)的产物, 一般碎石、砂都属于此类。 细粒土主要是次生矿物的产物 ,主要是粘土矿物,包括三种类型高岭石、伊利石、蒙脱石。三种粘土矿物的亲水性依次减弱。,粘土矿物: 由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶胞所组合而成,决定于母岩的矿物 成分及风化作用,硅氧四面体晶片的结构,铝氢氧八面体晶片的结构,粘土矿物的晶格构造,高岭石,蒙脱石,伊利石,粒 径 比表面积 胀 缩 性 渗 透 性 强 度 压 缩 性,大 10-20m2/g 小 大 大 小,中 80-100m2/g 中 中 中 中,小 800m2/g 大 小 小 大,二 、土中水(液相),根据土体中水分子
9、受到电场力的作用大小,土体中的液态水主要可以分为: 结合水 借助于电分子引力牢固 吸附在土颗粒表面的水 自由水 电场引力作用范围之外的水,重力水,毛细水,强结合水,弱结合水,液态水,固态水,气态水,其含量及性质影响土的性质,1、土中水分类,2、水的性质,排列致密、定向性强 密度1g/cm3 冰点处于零下几十度 具有固体的的特性 温度高于100C时可蒸发 强结合水性质稳定,强结合水,位于强结合水之外,以水膜 的形式包围着土粒 外力作用下可以移动 不因重力而移动,有粘滞性,弱结合水,固 定 层,扩散层,土中毛细现象,毛细水,分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细
10、管,重力水,是位于地下水位以下的土空隙中,能在重力或压力作用下流动。其性质能传递静水压力并产生浮力。,三、土中气体(气相),土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分, 存在形式有两种:,自由气体:与大气相通,对土的性质影响不大,封闭气体:与大气隔绝,增大土体的弹性和压缩性,土体中气体,1.3 土物理性质指标,土的物理状态 粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状态,土的物理性质指标 (三相间的比例关系),力学特性,影响,表示,一. 土的三相图,质量,体积,二.土的物理性质指标确定,土的物理性质指标共有9个:e、n、Sr、 ds、 d、 sat、 /,土的重度,土的密度,=g,工程上更常用于计算土
11、的自重应力,单位: kN/m3 或 g/cm3,单位: kN/m3,一般范围: 16 22 kN/m3,定义: 土单位体积的质量,有时也称土的天然密度,表达式:,相关指标:,三相草图有助于直观理解物性指标的概念,各种密度容重之间的大小关系:,土的重度,干重度,饱和重度,天然容重,干容重,浮容重,饱和容重,土粒相对密度,s: 土粒的密度,单位体积土粒的质量,单位: 无量纲,土粒比重一般范围: 粘性土 2.702.75 砂 土 2.652.95,4C时纯蒸馏水的密度,=9.8 kg/m3,定义: 土粒的密度与4C时纯蒸馏水的密度的比值,表达式:,土粒比重在数值上等于土粒的密度,饱和度,表达式:,定
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 地基 基础 物理性质 工程 分类
链接地址:https://www.31doc.com/p-2927078.html