雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學課件

1、雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學第三講 教學要求： 1、掌握土的物理性質(zhì)指標的確定； 2、掌握土的物理狀態(tài)指標的含義與判別； 3、了解土的工程分類方法。第三講 教學要求：第三章土的物理性質(zhì)與工程分類 一、土的三相組成 二、土的物理性質(zhì)指標 例1：某土樣，在天然狀態(tài)下的體積為140 ，質(zhì)量為240g，烘干后質(zhì)量為190g，經(jīng)試驗確定土粒比重為2.67。試求該土樣的密度、含水量、孔隙度和飽和度。 解： 利用三相圖中各相的關系與指標定義求解 第三章土的物理性質(zhì)與工程分類 一、土三相圖 氣 水 土粒 干土 飽和土三相圖 （1）確定土的密度與含水量 根據(jù)已知條件： 濕土體積

2、濕土質(zhì)量 土粒質(zhì)量 水的質(zhì)量 由此，得出土的密度和含水量 （1）確定土的密度與含水量 （2）確定三相圖中各相的體積 （3）計算換算指標 孔隙度 飽和度 （2）確定三相圖中各相的體積 例2：某原狀土樣，經(jīng)試驗確定土的密度 1.85 ，含水量 20%，土粒比重 =2.69 。試確定土的孔隙比、飽和度、飽和 密度和干密度。 解法一：利用三相圖和指標定義求解 設 1. 由三個實測指標，確定三相圖中各相質(zhì)量與體積 設各相質(zhì)量與體積詳見三相圖 氣 =0.538 水 =0.538 =0.745 =3.228 =1.745 =2.69 土粒 =1 各相質(zhì)量與體積詳見三相圖 2. 計算各換算指標 孔隙比： 飽和

3、度： 飽和密度： 干密度： 2. 計算各換算指標 解法二：直接利用換算關系式計算 孔隙比 飽和度 飽和密度 干密度 解法二：直接利用換算關系式計算 三、土的物理狀態(tài) 物理狀態(tài)：在天然狀態(tài)下，土所表現(xiàn)出的干濕、軟硬、松密等特征 。 （一）無粘性土的密實狀態(tài) 1、孔隙比 判別 2、相對密度 判別 3、標準貫入試驗錘擊數(shù) 判別 三、土的物理狀態(tài) 無粘性土的相對密度 或 判別無粘性土密實狀態(tài)標準： 0 1/3 疏松 1/3 2/3 中密 2/3 1.0 密實 例3：某天然砂層，密度為1.38 ，含水量為15%，試驗確定該砂土的最大干密度為1.60 ，最小干密度為1.10 ，判斷該砂層處于哪種狀態(tài)？ 例

4、3：某天然砂層，密度為1.38 解：由干密度的換算關系式，得干密度為 從而相對密實度 該砂層處于疏松狀態(tài)。 解：由干密度的換算關系式，得干密度為 （二）粘性土（細粒土）的稠度 1、稠度：粘性土在某一含水量下的軟硬程度和土體對外力引起的變形或破壞的抵抗能力。 2、稠度狀態(tài)：粘性土處在某種稠度所呈現(xiàn)出的狀態(tài) 稠度狀態(tài)為 固態(tài)或半固態(tài) 塑態(tài) 流動狀態(tài) （二）粘性土（細粒土）的稠度 3、稠度界限： 土從一種狀態(tài)轉變成另一種狀態(tài)的界限含水量。 工程上常用稠度界限有： 液限 ：土從塑態(tài)轉變?yōu)榱鲬B(tài)時界限含水量。 塑限 ：土從半固態(tài)轉變?yōu)樗軕B(tài)時界限含水量。 液、塑限通過試驗確定。 3、稠度界限： 4、塑性指數(shù)

5、 液限與塑限的差值，即 表征粘性土可塑性大小。 塑性指數(shù) 是粘性土分類重要依據(jù)。 4、塑性指數(shù) 5、液性指數(shù) 反映粘性土的軟硬程度 用 直接判別土的稠度狀態(tài)： 堅固狀態(tài) 可塑狀態(tài) 流動狀態(tài) 5、液性指數(shù) 例4：從某地基中取原狀土樣，測得土的液限為45%，塑限為15%，天然含水量為38%，試判別該地基處于何種狀態(tài)？ 解：已知 =45% ， =15% ， =38% 因而，液性指數(shù)： 0 = 0.771.0 故該地基處于可塑狀態(tài)。 例4：從某地基中取原狀土樣，測得土的液限 四、土的工程分類 1、實驗室分類法 2、目測分類法 四、土的工程分類 小 結 1、土的物理性質(zhì)指標的確定：指標定義、換算關系；

6、2、土的物理狀態(tài)指標和判別土的狀態(tài)；無粘性土狀態(tài) 密實度 相對密度 ：常用 評價方法 標準貫入試驗錘擊數(shù) 孔隙比 粘性土 稠度 稠度界限液限 ，塑限 反映可塑性大小指標塑性指數(shù) 判別稠度狀態(tài)指標液性指數(shù) 3、土的工程分類方法。 練習題 1.某土樣的含水量為7.0%，密度為1.65 ，土粒比重為2.70，設土的孔隙比不變，為使土樣完全飽和，200g土樣應加多少水？ 2、某天然砂層，密度為1.47 ，含水量為13%，由試驗求得該砂土的最小干密度為1.20 ，最大干密度為1.66 ， 該砂層屬于那種狀態(tài)？ 遼寧廣播電視大學雙向視頻課程 工程地質(zhì)與巖土力學 主講人：祁孝珍雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學

7、第四講 教學要求： 1、掌握巖石的基本物理性質(zhì)指標； 2、理解巖石的水理性質(zhì)及其指標； 3、了解巖石熱學性質(zhì)及指標的表示。第四講 教學要求：第四章巖石（體）的物理性質(zhì) 一、巖石的基本物理性質(zhì) （一）巖石的密度 單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量，單位為 。 巖石的密度又分為顆粒密度和塊體密度。 第四章巖石（體）的物理性質(zhì) 一、巖石的基本物 1、顆粒密度 巖石固體相部分的質(zhì)量與其體積的比值； 不包括空隙在內(nèi)，其大小取決于組成巖石的礦物密度及含量； 巖石的顆粒密度屬實測指標，常用比重瓶法。 1、顆粒密度 2、塊體密度 巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量，單位為 。 按巖石試件的含水狀態(tài)分為： 1）干密度 : 2）飽和密度 ：

8、 3）天然密度 ： 巖石的塊體密度可用量積法和蠟封法測定。 2、塊體密度 （二）巖石的空隙性按其空隙相通情況與空隙開啟程度的大小分為： 1.總空隙率 ： 2.總開空隙率 ： 3.大開空隙率 ： 4.小開空隙率 ： 5.閉空隙率 ： （二）巖石的空隙性 一般提到的巖石空隙率系指總空隙率； 巖石的空隙性對巖塊和巖體的水理、熱學性質(zhì)影響很大； 巖石的空隙性指標不能實測，只能通過密度與吸水性等指標換算求得。 一般提到的巖石空隙率系指總空隙率； 二、巖石的水理性質(zhì) 巖石在水溶液作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì)。 （一）巖石的吸水性 巖石在一定的試驗條件下吸收水分的能力。 1.吸水率 巖石試件在大氣壓力條件下自由吸入

9、水的質(zhì)量 （ ）與巖樣干質(zhì)量（ ）之比。 巖石大開空隙率： 二、巖石的水理性質(zhì) 2.飽和吸水率 巖石在高壓或真空條件下吸入水的質(zhì)量（ ）與巖樣干質(zhì)量（ ）之比。 巖石總開空隙率： 3.飽水系數(shù) 巖石的吸水率（ ）與飽和吸水率（ ）之比。 （二）巖石的軟化性 巖石浸水飽和后強度降低的性質(zhì)。 軟化系數(shù) ： 巖石試件的飽和抗壓強度（ ）與干抗壓強度（ ）之比。 （二）巖石的軟化性 （三）巖石的抗凍性 巖石抵抗凍融破壞的能力，常用指標： 1.抗凍系數(shù) 巖石試件經(jīng)反復凍融后的干抗壓強度（ ）與凍融前干抗壓強度（ ）之比。 （三）巖石的抗凍性 2.質(zhì)量損失率 巖石凍融試驗前后干質(zhì)量之差（ ）與試驗前干質(zhì)量

10、（ ）之比。 2.質(zhì)量損失率 （四）巖石的膨脹性 巖石浸水后體積增大的性質(zhì)； 一般用膨脹力和膨脹率兩個指標表示，通過室內(nèi)試驗確定。 （五）巖石的崩解性 巖石與水相互作用失去粘結力，完全喪失強度時的松散物質(zhì)的性質(zhì)； 用耐崩解性指數(shù) 表示： （六）巖石的滲透性 巖石被水透過的性質(zhì)。 （四）巖石的膨脹性 三、巖石的熱學性質(zhì) 巖石熱學性質(zhì)有：容熱性、導熱性、熱膨脹性。 （一）容熱性 在進行熱交換時，巖石吸收熱量的能力。 常用指標：巖石的比熱、容積熱容 三、巖石的熱學性質(zhì) 1.巖石的比熱： 在不存在相轉變條件下，單位質(zhì)量巖石溫度變化 時所需輸入的熱量，用 表示。 2.容積熱容： 單位體積的巖石，在溫度變化 所需要的熱量，用 表示。 3.兩者關系： 1.巖石的比熱： （二）導熱性 巖石傳導熱量的能力，常用導熱系數(shù)來度量。 導熱系數(shù) ：當溫度梯度為 時，單位時間內(nèi)通過單位面積巖石所傳導的熱量。用 表示。 （二）導熱性 （三）熱膨脹性 在溫度變化時，巖石形狀和尺寸變化的性質(zhì)，常用線膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)表示。 1.線膨脹系數(shù) ：巖石的溫度升高 所引起的線性伸長 與在溫度為 時長度 的比值。 （三）熱膨脹性 2.體膨脹系數(shù) ：巖石的溫度升高 所引起體積伸長量 與溫度為 時體積 的比值。 2.體膨脹系數(shù) ：巖石的溫度升高 小 結 1、巖石的基本物理性質(zhì)指