土的组成与构造备课讲稿.ppt

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,*,土的组成与构造,土随着生成环境、物质成分、形成年代的不同，工程特性也复杂多变。生成不同性质的土体，如软土、黄土、填土等。,因此在建筑物设计前，必须充分了解、,研究建筑场地土,(,岩,),层的,工程地质条件,并作出正确的评价。,由于土是以矿物颗粒组成骨架的,松散颗粒集合体（松散体介质），,必须通过专门的土工试验技术进行研究。,基础,：将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。,基础依据埋置深度不同划分为浅基础、深基础。,地基,：为支承基础的土体或岩体。在结构物基础底面下，承受由基础传来的荷载，受建筑物影响的那部分地层。地基分为天然地基、人工地基。,地基与基础示意图（二）,二、土的三相组成及土的结构,2.1,土的固体颗粒（固相）,2.2,土中水和气,2.3,土的结构与构造,一、绪 论,1,、基本概念,形成过程,形成条件,物理力学性质,影响,土,矿物或岩石碎屑构成的松软集合体。,搬运、沉积,风化,岩石,地球,土,地球,2.1,土的固体颗粒（固相骨架）,图,2.1,土的三相组成示意图,土的三相,水（液态、固态）,气体,固体颗粒（骨架）,土骨架间布满相互贯通的孔隙，这些孔隙有时完全被水充满，称为,饱和土,。有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，称为,非饱和土,；有时也可能完全充满气体，称为,干土,。,（,1,）土颗粒的矿物成分,固体颗粒构成土的骨架，其大小和形状、矿物成分及其,组成情况是决定土物理力学性质的重要因素。,土的矿物成分,主要取决于母岩的成分及其所经受的风化作用、搬运及沉积作用。,土的固体颗粒物质成分有两大类：,原生矿物,。指物理风化产生的粗颗粒矿物，具有原来岩石的矿物成分。常见的有长石、石英、云母等。,次生矿物,。系原生矿物经化学风化作用后而形成新的矿物。它们颗粒细小，呈片状，是粘性土固相的主要成分。,（,2,）土颗粒粒组,土粒的大小称为,粒度,。,工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为,粒组,。,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,20d200,粗粒,砾粒,粗砾,10d20,筛,分,法,透水性大，压缩性小，无粘性，有一定毛细性。,细砾,2d10,砂粒,粗砂,0.5d2,中砂,0.25d0.5,细砂,0.05d0.25,细粒,粉粒,0.005d0.075,静水沉降原理,透水性小，压缩性中等，毛细上升高度大，微粘性。,粘粒,d0.005,透水性极弱，压缩性变化大，具粘性和可塑性。,巨大的漂石,粘土,细砂,粗砂,碎石,卵石,（,3,）土的颗粒级配,颗粒级配：,土中各粒组的相对含量，以各,粒组重量,与,土粒,总重量,比值的百分数表示。,要了解天然土颗粒的组成情况，不仅要了解土颗粒的大,小，而且要了解各种颗粒所占的比例。因为在自然界很难遇,到单一粒组所组成的土，绝大多数都是由几种粒组混合组成。,颗粒级配的表示方法：,土的颗粒级配曲线（,图,2.5,）。,颗粒级配好坏的评定方法：,颗粒级配曲线形态直观判断：,曲线平缓表示粒径大小相,差悬殊，颗粒不均匀，级配良好（,如图,2.5,曲线,B,）；反之，,则颗粒均匀，级配不良（,图,2.5,曲线,A,、,C,）,。,图,2.5,土的颗粒级配曲线,（续）,计算土的,不均匀系数,C,u,和,曲率系数,C,c,，来反映,土颗粒级,配的不均匀程度,。可以定量说明问题。,式中,:,d,60,颗粒含量小于,60,的粒径；,d,10,颗粒含量小于,10,的粒径；,d,30,颗粒含量小于,30,的粒径；,（续）,不均匀系数,Cu,反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数,Cc,描述了级配曲线分布的整体形态：,当,Cu,5,且,Cc,=,1,3,时，级配良好；,反之，级配不良。,（,4,）颗粒分析试验,颗粒分析试验：,确定土中各个粒组相对含量的方法。,筛分法。,适用于粒径大于,0.1mm,的粗粒土。,用一套标,准筛（筛子孔径分别为,60,、,40,、,20,、,10,、,7,、,5,、,2,、,1,、,0.5,、,0.25,、,0.1,、,0.075mm,），将分散了的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。,密度计法和移液管法。,适用于粒径小于,0.1mm,的细粒土。,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上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。,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,2.2,土中水和气,（,1,）土中水的存在形态,土中水,液态水,自由水,结合水,气态水,强结合水,弱结合水,固态水,(,内部结晶水、结合水,),重力水,毛细水,图,2.6,土颗粒吸附水示意图,基本概念,固态水,又称矿物内部结晶水或内部结合水，是指存在于 土颗粒矿物的,晶体格架内部,或是,参与矿物构造,的水。,结合水,指受,电分子吸引力作用,吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。结合水分为,强结合水,和,弱结合水,两种。,自由水,存在于土粒表面电场影响范围以外的土中水。它的性质与普通水一样，能够传递静水压力，冰点为,0,，有溶解盐类的能力,。,自由水按所受作用力的不同，又可分为,重力水,和,毛细水,两种。,基本概念,重力水,存在于地下水位,以下,、土颗粒电分子引力范围以外的水，因为在本身重力作用下运动，故称为重力水。,毛细水,受到水与空气交界面处表面张力的作用、存在于地下水位,以上,的透水层中自由水（图,2.7,所示）。,土的毛细现象是指土中水在表面张力作用下，沿着细的孔隙向上及向其他方向移动的现象。,图,2.7,土中毛细水升高示意图,（,2,）土中气体,土中的气体存在于孔隙中未被水所占据的部位。,在,粗颗粒,的沉积物中常见到与大气相连通的空气，它对,土的工程性质影响不大。,在,细颗粒,中则存在与大气隔绝的封闭气泡含气体的土称为,非饱和土,。,单粒结构：,粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，,其特点,是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态,密实状态,疏松状态,2.3,土的结构与构造,一、土的结构,絮状结构：,细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构,絮状结构,蜂窝结构,蜂窝结构：,颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构,二、土的构造,层状构造,：,土粒在沉积过程中，由于不同的地质作用和沉积环境条件，大体相同的物质成分和土粒大小在水平方向沉积成一定厚度，呈现成层特征。,结核构造：,在细粒土中明显掺有大颗粒或聚集的结合体，贝类等杂物。,裂隙构造：,土层中存在的各种裂隙，如黄土层中存在的柱状裂隙。裂隙面是土中软弱结构面，浸水后裂隙张开，工程性质更差。,