第五章土的物理性质及其工程分类 第一节土的组成、结构和构造 土中的固体颗粒 土中的水 土中的气 四、土的冻胀机理 五、土的结构和构造 第二节土的物理性质指标 土的实测物理性质指标 土的换算物理性质指标 土的物理性质指标换算
第五章 土的物理性质及其工程分类 ⚫ 第一节 土的组成、结构和构造 ⚫ 一、土中的固体颗粒 ⚫ 二、土中的水 ⚫ 三、土中的气 ⚫ 四、土的冻胀机理 ⚫ 五、土的结构和构造 ⚫ 第二节 土的物理性质指标 ⚫ 一、土的实测物理性质指标 ⚫ 二、土的换算物理性质指标 ⚫ 三、土的物理性质指标换算
●第三节无粘性土的特性 ●第四节粘性土的特性 土的界限含水量和含水状态特征 粘性土的塑性指数和液性指数 粘性土的活性数 四、粘性土的灵敏度和触变性 第五节土的工程分类 根据土的颗粒级配货塑性指数分类 根据土的特殊性质分类 细粒土按塑性图的分类
⚫ 第三节 无粘性土的特性 ⚫ 第四节 粘性土的特性 ⚫ 一、土的界限含水量和含水状态特征 ⚫ 二、粘性土的塑性指数和液性指数 ⚫ 三、粘性土的活性数 ⚫ 四、粘性土的灵敏度和触变性 ⚫ 第五节 土的工程分类 ⚫ 一、根据土的颗粒级配货塑性指数分类 ⚫ 二、根据土的特殊性质分类 ⚫ 三、细粒土按塑性图的分类
第一节土的组成、结构和构造 岩石在成土过程中,风化、搬运和沉积这三者不是简单 的相互衔接,在搬运和沉积过程中,风化仍在继续。土也不 见得是一次搬运、沉积而成 往是绎过了多次的搬运和沉 积,并在搬运过程中造成土颗粒的分选,使土具有了多样性。 工程实践表明,土的工程性质除与土的物质组成、矿物 成分、土粒大小和形状有关以外,还与其成因 成的地质 历更、沉枳环境、自然历史条件的变迁等有很大关系。 通常情况下,组成土的物质可分为固相、液相和气相三种状 态。固相部分主要是士粒,有时还有粒间的胶结物和有机质 它们构成士的骨架;液相部分为水及其溶解物;气相部分为 空气和其它微量气体 1土骨架之间的孔隙被水充满时,我们称其为饱和土或 完全饱和土;当土骨架间的孔隙不含水时,称其为干 土的孔隙中既含有水,又有一定量的气体存在时,称其为 非饱和土或湿土。也有学者提出,非饱和土是由四相物质构 成,第四相物质为气相物质与液相物质的界面,正是 相物质的存在,才使非饱和土具有了和饱和土及干士的本质 差别
第一节 土的组成、结构和构造 岩石在成土过程中，风化、搬运和沉积这三者不是简单 的相互衔接，在搬运和沉积过程中，风化仍在继续。土也不 见得是一次搬运、沉积而成，往往是经过了多次的搬运和沉 积，并在搬运过程中造成土颗粒的分选，使土具有了多样性。 工程实践表明，土的工程性质除与土的物质组成、矿物 成分、土粒大小和形状有关以外，还与其成因、形成的地质 历史、沉积环境、自然历史条件的变迁等有很大关系。 通常情况下，组成土的物质可分为固相、液相和气相三种状 态。固相部分主要是土粒，有时还有粒间的胶结物和有机质， 它们构成土的骨架；液相部分为水及其溶解物；气相部分为 空气和其它微量气体。 当土骨架之间的孔隙被水充满时，我们称其为饱和土或 完全饱和土；当土骨架间的孔隙不含水时，称其为干土；而 当土的孔隙中既含有水，又有一定量的气体存在时，称其为 非饱和土或湿土。也有学者提出，非饱和土是由四相物质构 成，第四相物质为气相物质与液相物质的界面，正是由于该 相物质的存在，才使非饱和土具有了和饱和土及干土的本质 差别
土中的固体颗粒 在土的固体颗粒中,我们需要研究的有土颗粒的矿物成分 土的粒组和土的颗粒级配 土颗粒的矿物成分 如前所述,土的物质组成、矿物成分、土粒大小及形状是决 定土工程性质的重要因素。由于土是岩石风化的产物,所 土粒的矿物组成将取决于成土母岩的矿物组成及其后的风化 作用 成土矿物可分成两大类。一类是岩石经物理风化生成的颗粒, 也称原生矿物,如石英、长石、云母等。这类颗粒一般较粗, 多呈浑圆形、块状或板状,吸附水的能力弱,性质比较稳定, 有较好的透水性。原生矿物中的云母则呈片状,其含量较多 隙增大,厝缩性亦随之增大土颗粒的矿物中的丰 要物质有氧、硅、铝、镁、钙、铁、钾、钠等。此外还有其 它一些微量物质。 士粒中的另一类矿物是原生矿物经化学和生物化学风化生成 的新矿物,也称次生矿物。它们的成分与原生矿物不完 同。由次生矿物组成的土颗粒一般极细。次生矿物中的难 盐如和等,可在土粒间产生胶结作用,从而增加土的结构
一、土中的固体颗粒 在土的固体颗粒中，我们需要研究的有土颗粒的矿物成分、 土的粒组和土的颗粒级配。 1.土颗粒的矿物成分 如前所述，土的物质组成、矿物成分、土粒大小及形状是决 定土工程性质的重要因素。由于土是岩石风化的产物，所以 土粒的矿物组成将取决于成土母岩的矿物组成及其后的风化 作用。 成土矿物可分成两大类。一类是岩石经物理风化生成的颗粒， 也称原生矿物，如石英、长石、云母等。这类颗粒一般较粗， 多呈浑圆形、块状或板状，吸附水的能力弱，性质比较稳定， 有较好的透水性。原生矿物中的云母则呈片状，其含量较多 时，土孔隙增大，压缩性亦随之增大。土颗粒的矿物中的主 要物质有氧、硅、铝、镁、钙、铁、钾、钠等。此外还有其 它一些微量物质。 土粒中的另一类矿物是原生矿物经化学和生物化学风化生成 的新矿物，也称次生矿物。它们的成分与原生矿物不完全相 同。由次生矿物组成的土颗粒一般极细。次生矿物中的难溶 盐如和等，可在土粒间产生胶结作用，从而增加土的结构强
度,减小土的压缩性;次生矿物中的可溶性盐类如和等, 遇水溶解并使土的力学性质变差。构成粘土颗粒的主要 成分是次生矿物中的粘土矿物,其物质组成、性质差异 等已经做过论述,此处不再赘述。 2.土的粒组 如上所述,土粒的大小与成土矿物之间存在着一定的内在 联系,因此土粒大小也就在一定程度上反映了土粒性质 的差异。天然土的固相是由无数多个大小不同的土粒组 成的,逐个地研究它们的性质是不可能的。但实践表明, 尺寸大小相近的土颗粒有其一定的共性,为此,在研究 土的性质时,人们引入了粒组的概念 将土中各种不同粒径的颗粒按适当的尺寸划分为若干个组 别,每一个组别的颗粒称为土的一个粒组。用以对土粒 进行粒组划分的分界尺寸称为土的界限粒径。目前土的 粒组划分方法并不完全一致,各个国家、甚至一个国家 的各个部门或行业都有一些不完全相同的土颗粒划分规 定。表5-1是一种常用的粒组划分方法
度，减小土的压缩性；次生矿物中的可溶性盐类如和等， 遇水溶解并使土的力学性质变差。构成粘土颗粒的主要 成分是次生矿物中的粘土矿物，其物质组成、性质差异 等已经做过论述，此处不再赘述。 2. 土的粒组 如上所述，土粒的大小与成土矿物之间存在着一定的内在 联系，因此土粒大小也就在一定程度上反映了土粒性质 的差异。天然土的固相是由无数多个大小不同的土粒组 成的，逐个地研究它们的性质是不可能的。但实践表明， 尺寸大小相近的土颗粒有其一定的共性，为此，在研究 土的性质时，人们引入了粒组的概念。 将土中各种不同粒径的颗粒按适当的尺寸划分为若干个组 别，每一个组别的颗粒称为土的一个粒组。用以对土粒 进行粒组划分的分界尺寸称为土的界限粒径。目前土的 粒组划分方法并不完全一致，各个国家、甚至一个国家 的各个部门或行业都有一些不完全相同的土颗粒划分规 定。表5-1是一种常用的粒组划分方法