巖土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的三相組成

巖土力學(xué)與地基基礎(chǔ)土的三相組成第1頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、土的固相

（一）、成土礦物（二）、土粒的粒組（三）、土粒的分析方法（四）、土粒的級(jí)配第2頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月成土礦物

土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物，土粒的礦物成分取決于成土母巖的礦物成分風(fēng)化后的風(fēng)化作用，一般可分為兩類：原生礦物：石英、長(zhǎng)石、云母；巖石物理風(fēng)化生成的土粒，土粒較粗，多呈渾圓狀、塊狀或板狀，吸附水的能力較弱，性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)塑性次生礦物：化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物，性質(zhì)與母巖完全不同，一般為粘土礦物

第3頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月成土礦物砂粒一般由石英構(gòu)成，其次是長(zhǎng)石、云母，當(dāng)砂土中含有大量呈片狀的云母時(shí)將

粘粒包含由次生礦物構(gòu)成的極細(xì)土粒，粘粒含量增加，土的透水性減小，可塑性和壓縮性增高。

第4頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的粒組

天然土由無(wú)數(shù)大小不同的土粒組成，逐個(gè)研究它們的大小是不可能的，統(tǒng)稱是將工程性質(zhì)相近的土粒合并成一組稱為粒組

漂石粒卵石粒

礫

粒砂

粒粉

粒粘

粒膠

粒巨粒組

d>60mm粗粒組60mm～0.075mm細(xì)粒組

d<0.075mm第5頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的粒組第6頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的分析方法

土的性質(zhì)取決于各不同粒組的相對(duì)含量。為了確定各粒組的相對(duì)含量，必須用試驗(yàn)方法（顆分試驗(yàn)）將各粒組區(qū)分開(kāi)來(lái)，最常用的顆分試驗(yàn)方法有篩分法和比重計(jì)法兩種。

第7頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月篩分法：

適用于粒徑大于0.075mm的土

利用一套孔徑由大到小的篩子，將事先稱過(guò)質(zhì)量的干試樣放入篩中，經(jīng)過(guò)充分震搖后，把留在各級(jí)篩上的土粒分別稱量，算出小于某粒徑的土粒含量，用以確定土中各粒組的土粒含量

第8頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月篩分法：

適用于粒徑大于0.075mm的土第9頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月比重計(jì)法：

適用于粒徑小于0.075mm的土

比重計(jì)法是利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同來(lái)確定小于某粒徑的土粒含量。將一定質(zhì)量土浸入水中攪拌成懸液，攪拌停止后，土粒便開(kāi)始下沉，懸液的濃度隨之發(fā)生變化。利用特制的密度計(jì)，在不同時(shí)刻測(cè)懸液濃度的變化。即可換算出相應(yīng)的粒徑及小于該粒徑的土粒質(zhì)量，繪出級(jí)配曲線。

第10頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月比重計(jì)法：

適用于粒徑小于0.075mm的土第11頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顆粒分析試驗(yàn)曲線

試驗(yàn)結(jié)果可繪制在半對(duì)數(shù)紙上縱坐標(biāo)：小于某粒徑的土粒含量橫坐標(biāo)：使用對(duì)數(shù)尺度表示土的粒徑，可以把粒徑相差上千倍的粗粒都表示出來(lái)，尤其能把占總重量少，但對(duì)土的性質(zhì)可能有總要影響的顆粒部分清楚地表達(dá)出來(lái)

第12頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顆粒分析試驗(yàn)曲線第13頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顆粒分析試驗(yàn)曲線第14頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月顆粒分析的先進(jìn)方法－激光顆分第15頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的級(jí)配－級(jí)配的概念

土的級(jí)配指土中各粒組的相對(duì)含量，用土?？傊氐陌俜?jǐn)?shù)表示

正常級(jí)配：土的顆粒大小分布是連續(xù)的，曲線坡度是漸變的

不連續(xù)級(jí)配：土中缺乏某些粒徑的土粒，曲線出現(xiàn)水平段

級(jí)配良好：粒徑分布曲線形狀平緩，土粒大小分布范圍廣，土粒大小不均勻

級(jí)配不良：粒徑分布曲線形狀較陡，土粒大小分布范圍窄，土粒均勻

第16頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的級(jí)配－級(jí)配的概念

為了判別土粒級(jí)配是否良好，常用不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc兩個(gè)指標(biāo)來(lái)描述粒徑曲線的坡度和形狀。分別為粒徑曲線縱坐標(biāo)上小于某粒徑含量10％、30％、60％時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑有效粒徑控制粒徑第17頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的級(jí)配－顆分曲線分析

土的粒徑范圍窄，分布曲線陡，d10和d60靠近，土的不均勻系數(shù)小，表示土粒均勻

土的粒徑范圍寬，分布曲線緩，d10和d60相距遠(yuǎn)，土的不均勻系數(shù)大，表示土粒不勻Cu大

不均勻

有細(xì)粒土填空

壓密度大

Cu小

均勻

無(wú)細(xì)粒土填空

壓密度小

第18頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的級(jí)配－顆分曲線分析對(duì)于級(jí)配不連續(xù)的情況，有時(shí)Cu雖然大，但滲透穩(wěn)定性一樣不好，故Cu雖大，但并不表明土粒級(jí)配良好，還要用Cc來(lái)衡量，Cu和Cc描述了級(jí)配曲線整體特征，可描述土級(jí)配的好壞。Cc大Cc小臺(tái)階分布在臺(tái)階分布在第19頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月土粒的級(jí)配－顆分曲線分析級(jí)配的好壞由土粒的均勻程度和粒徑分布曲線的形狀去定。

規(guī)范規(guī)定：

同時(shí)滿足，級(jí)配良好

第20頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、土的液相

土的液相是水及各離子的溶液，其含量及性質(zhì)明顯地影響土，尤其是粘性土的性質(zhì)，如增加水量，可使土地狀態(tài)由堅(jiān)硬變?yōu)榭伤?，甚至成為流?dòng)狀態(tài)的土漿。

土中水可分為結(jié)合水、自由水第21頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)合水：土粒礦物內(nèi)部的水

存在礦物結(jié)晶中的水，只有在高溫（大于105℃）下，才能使之從礦物中析出，故可將它視作礦物本身的一部分。

特點(diǎn)：包圍在土顆粒四周，不傳遞靜水壓力，不能任意流動(dòng)第22頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自由水（毛細(xì)管水、重力水）

自由水指土粒表面引力作用范圍之外的水，與普通水一樣，受重力支配，能傳遞靜水壓力并具有融解作用。第23頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自由水－毛細(xì)管水土中孔隙細(xì)水通道自由水上升毛細(xì)管水表面張力重力第24頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月毛細(xì)管水上升高度的影響因素孔隙大小和形狀

粒徑尺寸

水的表面張力第25頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月毛細(xì)管水－假凝聚力毛細(xì)管壓力負(fù)孔隙水壓力可使土粒相互擠緊，可使無(wú)粘性土也象有粘聚力似的。由毛細(xì)管壓力所造成無(wú)粘性土間的連接力，稱之為假粘聚力。沙坑倒塌第26頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月重力水

重力水是在重力和水位差作用下能在土中流動(dòng)的自由水。它是土中其它類型水的來(lái)源。重力水具有融解能力，能傳遞靜水和動(dòng)水壓力，并對(duì)土粒起浮力作用。應(yīng)當(dāng)指出，水是土的一個(gè)重要組成部分。根據(jù)實(shí)用觀點(diǎn)，一般認(rèn)為它不承受剪力，但能承受壓力和一定的吸力；同時(shí)，說(shuō)的壓縮性很小，在通常所遇到的壓力范圍內(nèi)，它的壓縮量可以忽略不計(jì)

第27頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、土的氣相

與大氣相通無(wú)影響，易擠出與大氣不相通（空氣、水氣、天然氣）

壓力作用下可壓縮或融解

封閉氣體對(duì)土的性質(zhì)有較大影響，導(dǎo)致滲透性減小，彈性增大，拖延土的壓縮和膨脹變形隨時(shí)間的發(fā)展過(guò)程。第28頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月巖石是由礦物的組成的，按成因巖石可劃分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖。成因類型不一樣，差別也很大，因此，工程性質(zhì)極為多樣。1）巖漿巖的性質(zhì)巖漿巖具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，可作為各種建筑物良好的地基及天然建筑石料。但各類巖石的工程性質(zhì)差異很大。1.1.2巖(石)體的特性第29頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月碎屑巖的工程地質(zhì)性質(zhì)一般較好，但其膠結(jié)物的成分和膠結(jié)類型影響顯著；

粘土巖和頁(yè)巖的性質(zhì)相近，抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度低，受力后變形量大，浸水后易軟化和泥化；化學(xué)巖和生物化學(xué)巖抗水性弱，常具不同程度的可溶性。常常導(dǎo)致地基和邊坡的失穩(wěn)。

沉積巖的性質(zhì)

第30頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變質(zhì)巖的工程性質(zhì)與原巖密切相關(guān)，往