sm01土的物理性质.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/3,#,教学内容：1.1土结构及三相组成,讲课时数：2课时,讲课类型：讲讲课,教学目标：掌握土三相组成；了解结构结构,教学重点：,土三相组成,教学难点：固相和液相组成；筛分试验,教学方法：启发诱导，多媒体演示,学生学法：主动探索和思索,第1页,Chap.1 土物理性质及工程分类,1.1 土,结构及,三相组成,1.2 土三相百分比指标,1.3 土物理状态指标,1.4 土工程分类,第2页,1.1 土三相组成及土结构,土是岩石风化产物。,风化作用,物理作用：岩石产生,量,改变,化学作用,生物作用,岩石产生,质,改变,土是由固相、液相、气相组成三相分散系。,第3页,液相主要是水(溶解有少许可溶盐类)。,固相包含各种矿物成份组成土骨架，骨架间空隙为液相和气相填满，这些空隙是相互连通，形成多孔介质。,气相主要是空气、水蒸气，有时还有沼气等,二相土,饱和土：固相、液相,干土：固相、气相,第4页,一、土固相,1.矿物成份,a.原生矿物：包含石英、长石和云母等。,颗粒普通较粗，多呈浑圆形、块状或板状。,吸附水能力弱，性质比较稳，无塑性。,b.次生矿物：粘土矿物,颗粒极细，且多呈片状。,性质活泼，有较强吸附水能力（尤其是由蒙脱石组成颗粒），具塑性。,常见粘土矿物有,，,蒙脱石：亲水性强（吸水膨胀、脱水收缩）,伊里石：亲水性中等,高岭石：亲水性差,第5页,2.土颗粒级配,界限粒径,划分粒组分界尺寸。,巨粒：60mm,粗粒：0.07560mm,细粒：0.075mm,土粒组,土颗粒级配,土中各个粒组相对含量(各粒组占土粒总重百分数)。,土颗粒级配可由土,颗粒大小分析试验,（简称颗分试验）测定。,筛分法,密度计法,d,0.075mm,颗分试验,第6页,筛分法（d0.075mm土）,第7页,密度计法,（d0.075mm土）,第8页,颗粒级配累积曲线,颗粒大小分析试验结果，由其横坐标（,对数坐标,）表示粒径。纵坐标则表示用,小于(或大于)某粒径土重含量(或称累计百分含量),。,第9页,曲线平缓，粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配很好。,定性分析：,曲线陡，粒径大小均匀，级配差。,第10页,不均匀系数反应大小不一样粒组分布情况，越大表示土粒大小分布范围越大，其级配越良好，作为填方工程土料时，则比较轻易取得较大密实度。,曲率系数描写是累积曲线分布范围，反应曲线整体形状。,土粒级配指标,不均匀系数：,曲率系数：,颗粒级配可在一定程度上反应土一些性质。,定量分析：,d,10,称为有效粒径,d,30,和,d,60,称为限定粒径,第11页,因为土粒大小不一样而造成比表面数值上巨大改变，必定造成土性质突变，所以，土粒大小对土性质起着主要作用。,3.土粒形状,粘土矿物比表面,单位体积(或质量)颗粒总表面积,第12页,二、土液相,土中水,结合水,自由水,强结合水,弱结合水,重力水,毛细水,以固态存在，对工程无影响,电场力作用下可在颗粒间移动，对粘性土可塑性有显著影响,对结构产生浮力、动水力对工程中影响及结构防水,结构防潮,第13页,三、土气相,土中气体若,与大气相通,，则对土力学性质影响不大；,若,与大气隔绝,，使土压缩性提升，透水性减小。影响压实效果。,第14页,由土粒单元大小、形状、相互排列及其联结关系等原因形成综合特征。,土结构,絮状结构：,d,0.075mm（砂粒）,紧密,疏松,四、土结构,第15页,小结,土三相组成,土是由固相、液相、气相组成三相分散系。,土颗粒级配,土中各个粒组相对含量(各粒组占土粒总重百分数)。,土颗粒级配可由土,颗粒大小分析试验,（简称颗分试验）测定。,作业,P23 思索题1，2，3,习题1,第16页,教学内容：1.2土三相百分比指标,讲课时数：2课时,讲课类型：讲讲课+习题,教学目标：掌握土三相百分比指标定义及公式；学会指标换算基本方法,教学重点：三相百分比指标定义及公式；指标换算,教学难点：指标换算,教学方法：启发诱导，多媒体演示，练习,学生学法：主动探索和思索，课上练习，课下复习,第17页,三相图中符号含义以下：,m 土总质量,m,a,气体质量,m,w,液体质量,m,s,固体颗粒质量,V 土总体积,V,v,土孔隙部分体积,V,a,气体体积,V,w,水体积,V,s,土固体颗粒体积,1.2 土三相百分比指标,第18页,一、密度、比重及含水率三个试验指标,土粒比重(,d,s,)土颗粒质量与同体积纯蒸馏水在4时质量之比。,土含水率(,)土中水质量(m,w,)和土颗粒质量(m,s,)之比，用百分比表示。,土密度(,),自然堆积状态下,，单位体积土质量。,烘干法,环刀法,比重瓶法,第19页,二、换算指标,干密度,完全干燥状态下,，单位体积土质量。,饱和密度,饱和状态下,，单位体积土质量。,浮重度（有效重度）,水位线以下土体在,扣除浮力后,，单位体积土重量。,第20页,孔隙率土中孔隙体积与土总体积之比。,饱和度土中水体积与孔隙体积之比。,孔隙比土中孔隙体积与土颗粒体积之比。,孔隙比和孔隙率都表示土密实程度。,饱和度显示土孔隙被水充满程度。,第21页,试证实：,第22页,三、三相指标间换算,第23页,s,w,a,m,V,三、三相指标间换算,第24页,例题 1,某土样体积100cm,3,，湿土质量187g，烘干后167g。若已知相对密度为2.66，试求该土样含水率、密度、重度、干重度、孔隙比、饱和度、饱和重度和有效重度?,s,w,a,m(g),V(cm,3,),第25页,例题 2,某,完全饱和,粘性土,含水率40，,土粒,相对密度2.7,，试求孔隙比和干密度?,s,w,a,m(g),V(cm,3,),Sr=1,第26页,小结,土三相百分比指标,三相百分比指标间换算,作业,P23 习题2，3，4,第27页,教学内容：1.3土物理状态指标,1.4土工程分类,讲课时数：2课时,讲课类型：讲讲课+习题,教学目标：掌握土物理状态指标；了解土工程分类方法,教学重点：土物理状态指标；土工程分类方法,教学难点：,物理状态指标,教学方法：启发诱导，多媒体演示，练习,学生学法：主动探索和思索，课上练习，课下复习,第28页,一、无粘性土密实度,2.相对密度,(填土方质量控制),1.3 土物理状态指标,0.70.75,1.孔隙比,优点：简单方便,缺点：无法反应土级配原因,优点：计入土级配原因，理论上比较完善。,缺点：天然孔隙比难以获取，且,e,max,e,min,测定受人为影响较大。,疏松，,中密，,密实,密实，,中密，,疏松,第29页,3.标贯锤击数N,N10 涣散,10N15 稍密,1530 密实,装置：贯入器（可取土）、穿心锤(重63.5kg=140磅),方法:,2）贯入15cm；,3）落距76cm（30英寸），测贯入30cm之锤击数N,杆长修正后得N,63.5,4）再贯入10cm，看击数有没有突变，有则加密测点,1）钻孔至拟测深度以上15cm；,第30页,1.稠度,二、粘性土稠度,土软硬程度或土抵抗外力作用所引发变形或破坏能力。,2.界限含水量(又称阿太堡界限),固态,半固态,可塑状态,流动状态,缩限,w,s,塑限,w,p,液限,w,l,0,w,第31页,液限仪,锥式液限仪,碟式液限仪,塑限：搓条法,液限,塑限,液限：,液塑限,联合测定仪,第32页,3.液性指数,工程上用以判别重塑土软硬程度,4.塑性指数,表示可塑性范围大小,I,p,是细粒土分类依据。,第33页,1.4 土工程分类,第34页,一、岩石(rock),分类,二、碎石土(crushed stone),大于颗粒总重50%,三、砂土(sand),(按湿度分),S,r,%,稍湿,很湿,饱和,第35页,四、粉土(silt),1.定义,2.分类,五、粘土(clay),1.定义,（1）普通粘土(clay)：第四纪沉积物压缩性低，强度较高，良好地基。,（2）淤泥和淤泥质土(muck and mucky soil)：软弱土，不好地基（处理）,（3）红粘土(red clay):裂隙发育（特殊土）,2.按工程地质特征分类,第36页,六、人工填土(fill/artificial soil),第37页,六、细粒土,粗、细粒组分界粒径：0.075mm。,塑性图,0,I,p,w,l,B,A,ML,MH,CH,CL,50,A,:,I,p,=0.73(,w,l,-20),B,:,w,l,=50,C,:,I,P,=10(6),C,CLO,CHO,MHO,MLO,第38页,例题 1,已知某粘性土液限41，塑限22，饱和度98，土粒比重2.75,孔隙比1.55，求液性指数和塑性指数，并确定状态？,例题 2,已知某砂土天然含水率9.43，密度1.66g/cm3，最密实状态干砂1.62kg，最疏松状态干砂1.45kg，土粒比重2.70,求相对密度，并确定状态？,中 密,流塑态粘土,第39页,例题 3,据某土筛分结果定名。已知 天然含水率28，天然重度18.62kN/m3,土粒比重2.67，塑性指数2.5。,孔径mm,10,5,2,1.0,0.5,0.25,0.1,0.075,底盘,残余,0,3,4.2,10.5,15.6,20.4,16.2,20.8,9.3,累计残余,中 砂,0,3,7.2,17.7,33.3,53.7,69.9,90.7,100,第40页,小结,无粘性土物理状态指标,粘性土物理状态指标,砂土、粉土、粘性土分类,作业,P23 思索题5,习题5，6，7,第41页,