地大复试土力学 课件 第二章土的三相组成.ppt
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1、土力学第二章第二章 土的三相组成土的三相组成12.1 土的形成与颗粒特征土的形成与颗粒特征一、土的形成一、土的形成一、土的形成一、土的形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搬运、沉积搬运、沉积搬运、沉积搬运、沉积 风化风化岩石岩石地球土土地球2生物风化生物风化物理风化物理风化化学风化化学风化矿物成矿物成分未变分未变无粘性土无粘性土原生矿物原生矿物矿物成矿物成分改变分改变粘性土粘性土次生矿物次生矿物 风化作用分类风化作用分类有有 机机 质质岩石和土的粗颗粒受各种气候
2、因素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的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎。动过程中因碰撞和摩擦而破碎。特点:只改变颗粒的大小和形状,特点:只改变颗粒的大小和形状,不改变矿物颗粒的成分。不改变矿物颗粒的成分。母岩表面和碎散的颗粒受环境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因素的作用而改变其矿物的化学成分,形成新的矿物。学成分,形成新的矿物。经化学风化生成的土为细粒土,经化学风化生成的土为细粒土,具有粘结力。具有粘结力。动植物活动引起的岩石和土体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粗颗粒的粒度或成分的变化3残积土残积土无
3、搬运运积土有搬运颗粒表面粗糙颗粒表面粗糙多棱角多棱角粗细不均粗细不均无层理无层理母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小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搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物二二.搬运与沉积搬运与沉积具有一定的浑圆度具有一定的浑圆度4二、土的三相组成二、土的三相组成气相固相液相+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湿土。是一种非饱湿土。是一种非饱和土。若为粘
4、土多和土。若为粘土多为可塑性土。为可塑性土。液相为零,为干液相为零,为干土。此时粘土呈土。此时粘土呈坚硬状态,砂土坚硬状态,砂土呈松散状态。呈松散状态。气体为零,为饱和气体为零,为饱和状态。此时粉细砂状态。此时粉细砂或粉土在震动下容或粉土在震动下容易产生液化。易产生液化。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51、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 6 矿物成分原生矿物原生矿物 石英、长石、云母等石英、长石、云母等石英、长石、云母等石英、长石、云母等次生矿物次生矿物 主要是粘土矿物,包括三种类型主要是粘土矿物
5、,包括三种类型主要是粘土矿物,包括三种类型主要是粘土矿物,包括三种类型 高岭石、伊利石、蒙脱石高岭石、伊利石、蒙脱石高岭石、伊利石、蒙脱石高岭石、伊利石、蒙脱石粘土矿物粘土矿物:由硅氧四面体和铝氢氧八面体构由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成的晶胞所组合而成成的晶胞所组合而成1、固体矿物颗粒、固体矿物颗粒(固相固相)7粘土矿粘土矿物的晶物的晶格构造格构造高岭石高岭石蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石粒径粒径比表面积比表面积胀胀 缩缩 性性渗渗 透透 性性强度强度压压 缩缩 性性大大7-30m2/g小小大大大大小小中中67-100m2/g中中中中中中中中小小810m2/g大大小小小小大大比表面积:单位质量土颗粒
6、所拥有的总表面积9克蒙脱土的总表面积大约与一个足球场一样大8蒙脱石三种粘性土矿物的形状特性三种粘性土矿物的形状特性9 颗粒级配a.颗粒大小b.各粒径成分在土中占的比例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)10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
7、粒土11土力学1.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
8、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)14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、5.0、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
9、图筛分法原理图筛分法筛分法15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()()105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径粒径(mm)2.累计曲线表示法累计曲线表示法16d101009080706050403020100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
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