土方与基础工程施工-第三~四讲.ppt
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1、主讲:张殿波主讲:张殿波四川交通职业技术学院四川交通职业技术学院建筑工程系建筑工程系土方与基础工程施工土方与基础工程施工内内容提要容提要土方工程概述土方工程概述 土方工程量计算与土方调配土方工程量计算与土方调配第二节第二节 室内土工试验室内土工试验第一章第一章 工程地质勘察工程地质勘察一、常规试验方法一、常规试验方法 1 环刀取土。环刀取土。2 含水量试验。含水量试验。二、土的基本性质及相关指标二、土的基本性质及相关指标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搬运、沉积搬运、沉积形成过程形成过程形成条件形成条件物理力学物理力学性质性质
2、 风化风化岩石岩石地球土土地球影响影响1、土的形成、土的形成生物风化生物风化物理风化物理风化化学风化化学风化量变量变无粘性土无粘性土原生矿物原生矿物质变质变粘性土粘性土次生矿物次生矿物动植物的活动动植物的活动风化风化有有 机机 质质岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的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影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎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,形成作用而改变其矿物的化学成分,形成新的矿物新的矿物搬运与沉积搬运与沉积残积土无搬运运积土有搬运土土质
3、质较较好好残积土残积土强风化强风化弱风化弱风化微风化微风化母岩体母岩体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运积土有搬运风:风:风积土风积土重力重力:坡积土坡积土 流水流水:洪积土洪积土冲积土冲积土湖泊沼泽沉积土湖泊沼泽沉积土海相沉积物海相沉积物冰川冰川:冰积土冰积土土粒粗细不同,性质不均匀土粒粗细不
4、同,性质不均匀有分选性,近粗远细有分选性,近粗远细浑圆度分选性明显,土层交迭浑圆度分选性明显,土层交迭含有机物淤泥,土性差含有机物淤泥,土性差颗粒细,表层松软,土性差颗粒细,表层松软,土性差土粒粗细变化较大,性质不均匀土粒粗细变化较大,性质不均匀颗粒均匀,层厚而不具层理颗粒均匀,层厚而不具层理2、土的三相组成、土的三相组成1.1.固相固相土的固体颗粒土的固体颗粒 原生矿物原生矿物 次生矿物次生矿物 腐殖质腐殖质2.2.液相液相土中水土中水 固态水固态水 液态水:结合水、自由水液态水:结合水、自由水 气态水气态水土的三相组成土的三相组成3.3.气相气相土中气土中气 自由气体自由气体 封闭气体封闭
5、气体室内测定的三个物理性质指标室内测定的三个物理性质指标WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积-土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度、土粒的比重、土的含水量土的密度土的密度土的容重土的容重=g工程上更常用工程上更常用,用于计算土的自重应力用于计算土的自重应力单位单位:kg/m3 或或 g/cm3单位单位:kN/m3 一般范围一般范围:1.602.20 g/cm3定义定义:土单位体积的质量土单位体积的质量有时也称有时也称土的天然密度土的天然密度表达式表达式:相关指标相关指标:三相草图有助于直观三相草图有助于直观理解物性指标的概念理解物性指标的概念3、土的
6、物理性质指标、土的物理性质指标WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土粒比重土粒比重 s:土粒的密度,单位体积土粒的质量土粒的密度,单位体积土粒的质量单位单位:无量纲无量纲土粒比重一般范围土粒比重一般范围:粘性土粘性土 2.702.75 砂砂 土土 2.654C时纯蒸馏水的密度时纯蒸馏水的密度=1.0 g/cm3土粒比重在数值上等于土粒的密度土粒比重在数值上等于土粒的密度定义定义:土粒的密度与土粒的密度与4C时纯蒸馏水的密度的比值时纯蒸馏水的密度的比值表达式表达式:WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积土的含水量土的含
7、水量定义定义:土中水的质量与土粒质量之比土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示用百分数表示注意注意:其实是含水比其实是含水比,可达到或超过可达到或超过100表达式表达式:v表示土中孔隙含量的指标表示土中孔隙含量的指标孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率(孔隙度孔隙度)其它常用的物理性质指标其它常用的物理性质指标关系关系:在某种程度上反映土的松密在某种程度上反映土的松密砂类土:砂类土:28-35%粘性土:粘性土:30-50%有的可达有的可达60-70%定义定义:土中孔隙体积与固体颗粒土中孔隙体积与固体颗粒体积之比体积之比,无量纲无量纲表达式表达式:WaterAirSoilVaVwVsVvV体积体积定义定义
8、:土中孔隙体积与总体土中孔隙体积与总体积之比积之比,用百分数表示用百分数表示表达式表达式:Vs=1Vv=eV=1+eWaterAirSoil体积体积三相草图可用于确定三相草图可用于确定物性指标之间的关系物性指标之间的关系v表示土中含水程度的指标表示土中含水程度的指标含水量含水量饱和度饱和度WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积表达式表达式:定义定义:土中水的体积与孔隙体积的比值土中水的体积与孔隙体积的比值饱和度表示饱和度表示孔隙中充满水的程度孔隙中充满水的程度Sr=0 :干土干土Sr=1 :饱和土饱和土v表示土中表示土中密度和容重密度和容重的指标的指标天然
9、密度天然密度干密度干密度饱和密度饱和密度天然容重天然容重干容重干容重浮容重浮容重浮密度浮密度有效容重有效容重饱和容重饱和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量体积体积单位单位:kg/m3 或或 g/cm3单位单位:kN/m3 定义定义:土被完全烘干时的密度土被完全烘干时的密度,等于等于 单位体积内土粒的质量单位体积内土粒的质量表达式表达式:各种密度容重之间的大小关系:各种密度容重之间的大小关系:天然密度天然密度干密度干密度饱和密度饱和密度天然容重天然容重干容重干容重浮容重浮容重饱和容重饱和容重WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量质量
10、体积体积 土的工程性质对土方工程的施工有直接土的工程性质对土方工程的施工有直接影响,其中基本的工程性质有:土的质量密影响,其中基本的工程性质有:土的质量密度、可松性、压缩性、含水量、渗透性等。度、可松性、压缩性、含水量、渗透性等。4、土的工程性质、土的工程性质1.1.土的质量密度土的质量密度 分天然密度和干密度。土的天然密度,分天然密度和干密度。土的天然密度,指土在天然状态下单位体积的质量;它影指土在天然状态下单位体积的质量;它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。土的干密度,指单位体积土中固体颗粒的土的干密度,指单位体积土中固体颗粒的质量;它是用以检验填土
11、压实质量的控制质量;它是用以检验填土压实质量的控制指标。指标。2.2.土的可松性土的可松性 土具有可松性。土的可松性是指在自然状土具有可松性。土的可松性是指在自然状态下的土经开挖后组织被破坏,其体积因松散态下的土经开挖后组织被破坏,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实也不能恢复其原来而增大,以后虽经回填压实也不能恢复其原来体积的特性。由于土方工程量是以自然状态的体积的特性。由于土方工程量是以自然状态的体积来计算的,所以在土方调配、计算土方机体积来计算的,所以在土方调配、计算土方机械生产率及运输工具数量等的时候械生产率及运输工具数量等的时候.必须考虑土必须考虑土的可松性。土的可松性程度用可松性系
12、数表示,的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示,即:即:土的可松性:土的可松性:V2V2V3V3V1V1 土的最初可松性系数:土的最初可松性系数:KsKs 土的最后可松性系数:土的最后可松性系数:KsKs注:注:KsKsKsKs1.01.0(式中:(式中:V1V1自然状态下土的体积;自然状态下土的体积;V2V2开挖开挖后的松散体积;后的松散体积;V3V3回填压实后的体积。)回填压实后的体积。)问问*分类级别越小的土则可松性就越小?是分类级别越小的土则可松性就越小?是 *可松性越小的土就越好挖?是可松性越小的土就越好挖?是3.3.土的压缩性土的压缩性 移挖作填或取土回填,松土经填压后会压移挖作
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