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1、交通部水運工程試驗檢測技術培訓教材地基基礎、土工試驗和地基承載力講義第一章巖土工程基礎知識1土壤的物理性質和工程分類1。土壤的形成。地層和地質時間表示(見第2頁的表1)2。第四系地層成因類型符號表，表2，注：1。兩種原因混合形成的沉積(堆積)層可采用混合符號，如沖擊層和洪積混合層。2.地層和成因的符號可以一起使用，例如，碰撞形成的第四系上更新統(tǒng)可以用Q3al表示。3.土壤形成：我國大部分地區(qū)的土壤形成于第四紀：代表符號Q1、Q2、Q3、Q4或新近紀：新近紀不明確的軟土屬于現(xiàn)代，Q4港口工程規(guī)范(地基)第6.1.1條中的舊沉積土：晚更新世Q3及第四紀之前沉積的粘性土可不進行沉降計算。新沉積土：第

2、四系全新統(tǒng)新近沉積土Q4，一般欠固結。地層和地質時代代表，表1。文件，*國內外年表綜合控制數(shù)據(jù)。巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)P138:無機土：有機質Wn含量為60%的土壤；分類為有機土：指在沼澤等缺氧環(huán)境中，動植物殘體完全或部分分解形成的堆積體。無機土：由巖石風化形成，無膠結或膠結作用，Wn5(有機質Wn含量小于5%)，第四系沉積物的幾種類型(成因):殘積土、河流沖淤土：斜坡沉積、洪積沉積、沖擊沉積、湖泊沉積和海洋沉積。風成土和由風成土冰川沉積形成的火山灰堆積(土)土主要成因類型的識別標準：見工程地質手冊p48。殘留；斜坡和崩積層；洪水；沖積礦床；沉淀；冰島沉積和增生；風成第四

3、紀沉積物的成因類型見表3。(工程地質手冊P26)土壤的形成以地質歷史為標志。第四系油氣聚集成因分類表(簡稱“主要聚集”)(手冊P26)表3，二。土壤組成固相：土壤顆粒，有時是水泥和有機物液相：水和溶解物質氣相：空氣和其他氣體，土壤中的孔隙完全充滿水，飽和土壤中的孔隙只含有空氣，土壤干燥，在地下和地下水位以上一定高度范圍內：空氣和水都屬于三相體系，濕土1和土壤。級配中各組粒的相對含量稱為土的級配術語標準：級配：用不均勻系數(shù)銅和曲率系數(shù)Cc評價粒徑分布曲線形狀的概念；大顆粒土壤：粒徑大于60毫米，顆粒含量大于總質量50%的土壤。粗粒土：粒徑大于0.075毫米、顆粒含量大于總質量50%的土壤；細粒土

4、：粒徑小于0.075毫米、顆粒含量大于或等于總質量50%的土。不均勻系數(shù)：系數(shù)Cud60/D10；反映土壤粒度分布的均勻性；曲率系數(shù)：反映土壤粒徑分布曲線形狀的系數(shù)Cc d302/(d10d60) d60、d30和d10，分別是小于該粒徑的土壤顆粒質量占總土壤顆粒質量的百分比。應根據(jù)銅和Cc確定砂粒組成特征。如果級配良好的土壤同時遇到Cu5和(和)Cc13，則級配不良的土壤不會同時遇到Cu5和(和)Cc13。級配良好并壓實，以實現(xiàn)高密度、低滲透性、高強度、低壓縮性。壓實差，以實現(xiàn)低密度，高滲透性，低強度和高壓縮性粘土礦物：高嶺土，伊利石，蒙脫石，2。土壤的液相?，F(xiàn)代土壤學(高)介紹：隨著土壤顆

5、粒的運動，它在一定程度上具有固體屬性，這是粘土顆粒表面厚度的一部分，3層高密度；高粘度，比自備水大100倍；A1018m，有人測得第一層水分子的密度為1.4g/cm3:也有人稱之為滲透吸附水、滲透吸附和范德華力，以及粘土表面分子團形成的瞬時偶極子I吸附在土壤顆粒表面的水稱為結合水，它受土壤顆粒表面重力的控制，具有溶解性降低、密度高、彈性增強、粘度高、不受重力影響、冰點低于零等獨特特性。對于細粒土，當粘土(0.005毫米)含量較高時，特別是當粘土由粘土礦物組成時，結合水占據(jù)了較大的孔隙體積，因此細粒粘土的性質會受到結合水的很大影響。中國水土工程原理計算簡介：雙電層影響下的水稱為結合水。不受土壤顆

6、粒表面重力約束的那部分水稱為自由水。地下水位以下的水，存在于電場對土壤顆粒表面的影響之外。地下水位以下的水在重力作用下可以在孔隙中自由運動，對土壤顆粒有浮力作用。地下水位以上的水是毛細水：由于水的表面張力，土壤中的水保持在自由水面以上，并由于毛細作用而承受負孔隙壓力。講義：水不能承受剪切力，能承受壓力和一定的吸力，并且具有很小的壓縮性。3.氣相土壤中的氣體：土壤孔隙中充滿的空氣：它與大氣相連，但不與大氣相連。封閉的空氣似乎浸透了軟土。土中封閉氣泡的出現(xiàn)會降低土的滲透性，增加土的彈性，延緩土的壓縮和膨脹過程，對土的工程性質有很大影響。3.土壤結構：土壤固體顆粒和孔隙的空間排列特征；土壤固體顆粒之

7、間的幾何排列和連接；由土壤固體顆粒組成的格子；單位土壤或單位質量土壤顆粒的總表面積。中國水土工程原理與計算：土壤結構是指土壤顆?；驁F聚體的大小、形狀、表面特征、排列形式和連接特征，也稱為土壤微觀結構(講義)。講義：土壤的結構取決于土壤顆粒之間的力的性質和土壤形成的外力。沉積形成的土壤通常有以下幾種極端類型：1 .單軸結構：土顆粒尺寸較大，土顆粒之間的重力砂礫代表粗結構顆粒，比表面積小，點接觸，幾乎沒有連接，孔隙比大，透水性好，角度大，強度高，變形小。華水：讓土壤顆粒成為均勻的球體，最疏松的孔隙度為0.91，最緊密的孔隙度為0.35，自然孔隙度為0.350.91，疏松的土壤顆粒在振動下會液化。2

8、.絮凝結構：(中國水中的層狀框架結構)，也稱蜂窩結構。鹽水中的粘土顆粒是由粒間引力沉積而成的絮凝結構，性質均勻，孔隙比大，擾動敏感。在外力作用下，變形和強度發(fā)生變化。華水：一些飽和粘土在振動的作用下會失去強度，變成溶膠狀，外力停止后會再次絮凝成土。這種現(xiàn)象被稱為觸變性，大多數(shù)觸變性土壤屬于這種結構。天達土力學：當水中電解質較多時，顆粒細小，形成面與邊、面與點的連接，形成絮凝結構。海水富含電解質，所以形成的粘土多為絮凝型。手冊：粘性土的結構1)巢狀結構：當土壤顆粒在重力作用下下沉時，當它們與其他土壤顆粒接觸時，由于粘土的分子間重力，土壤顆粒不再下沉，形成一個大的孔隙和一個不穩(wěn)定的結構，稱為蜂窩結

9、構。2)絮凝劑結構：最細的土壤顆粒分散在水中形成膠體溶液后，發(fā)生布朗運動，土壤顆粒不會相互碰撞。當溶液遇到電解質時，土壤顆粒凝結成絮狀物并下沉，形成比蜂窩狀結構更不穩(wěn)定的孔隙結構，這種結構稱為絮狀結構。3.片堆結構：粘土顆粒通過顆粒間的外力沉積在淡水中，也稱為分散結構。板樁結構粘性土顆粒間定向排列程度高，密度大，各向異性明顯。天達土力學P277:當結合水細粒土壤沉積物通常具有明顯的層理和各向異性。例如，砂和粘土相互層疊，具有低垂直壓縮性和透水性，以及平行于層中方向的高壓縮性和透水性。如果粗顆粒夾在細顆粒之間，它們的物理和機械性能主要由細顆粒土壤決定。如淤泥中混有沙子，即使它含有3040%的淤泥

10、，它仍然表現(xiàn)出淤泥的特性。即含泥量超過30%(占總質量)，因此該類土的承載力應采用力學指標或現(xiàn)場試驗方法來確定，而不是物理指標。4.土壤的物理指標土壤的物理指標：表示土壤中三相(氣、水和固體)比例關系的一些物理量。土壤物理指標分為：試驗指標：通過試驗的換算指標：根據(jù)試驗1確定的指標換算的指標。土壤的三個指標：講義中沒有文字定義，1)土壤的自然密度：名詞規(guī)格為容重：單位體積質量(GB/T50279P27，GB/T5012399)容重與重量的關系：香港場地地基規(guī)格：重量：單位體積土壤重量國際GB/T50123 99:密度：土壤質量/單位體積(87合訂本):容重：單位體積土壤重量講義：土壤的自然密度

11、，=ms土壤顆粒的質量；兆瓦水的質量；VS、VW和Va分別是土壤顆粒、水和空氣的體積。GB/T5012399:O=mo=mo濕土質量，v樣品量講義：土壤干密度Pd=ms土壤顆粒質量；土壤總體積(固體、液體和氣體)含水量，講義：W(1)100 GB/T5012399:W(1)100:W(1)100()是質量比(以質量比為準)。第P25講：土壤含水量(也稱為土壤濕度)指的是土壤水分重量與土壤顆粒重量的比率。巖土工程基本術語標準GB/5027998:含水量：土壤水質量與土壤顆粒質量之比，以百分比表示；3)土壤顆粒比重講座：Gs GB/T5012399土壤顆粒比重：土壤顆粒質量和相同體積4C定義與SL

12、2371999相同，但與GB/T5027998(規(guī)定重量比)不同，以質量比為準。重力加速度。港口場地地基規(guī)范：土壤顆粒的比重稱為土壤顆粒的相對密度；沙子的相對密度被稱為相對密實度；(4)由w和Gs轉換而來的指標：(1)飽和密度，土壤中所有孔隙的飽和含水量；(2)浮密度sat-1 VS=V-Vv VV所有孔隙體積，/v-VW/v=sat-wsat-1，(。天然密度(4)孔隙比：土壤孔隙體積與體積顆粒體積之比注：(100)，(5)孔隙度(對于飽和土壤，空氣體積VA=0)；n(1 e)e；n neee-nen；E(1-n)n (6)飽和度：土壤中孔隙水體積與孔隙體積的比值為S=,(7)密度與容重的關系為2000kg/m3 g=9.8m/S2 9.8g 2000kg/m 39.8m/S 219600kg . m/S 2120KN/m3，2。無粘性土的相對密度GB/T5027998反映了無粘性土的緊密度指數(shù)，講義：(實用表達式