第一章土的物理性質及分類

1、1 第第1章章 土的物理性質及分類土的物理性質及分類 2 土是由連續(xù)、堅固的巖石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒，經過土是由連續(xù)、堅固的巖石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒，經過 不同的搬運方式，在各種自然環(huán)境中生成的沒有粘結或弱粘結的沉積物不同的搬運方式，在各種自然環(huán)境中生成的沒有粘結或弱粘結的沉積物 。 他們通常由相互作用的固，液，氣三部分組成他們通常由相互作用的固，液，氣三部分組成 Dr. Han WX 3 土粒土粒 土的組成土的組成 水水 氣氣 S : Solid Soil particle W: Liquid Water (electrolytes) A: Air Air 土的物質成

2、分包括作為上骨架的固態(tài)礦物顆粒、土孔隙中的液態(tài)水及其溶 解物質以及土孔隙中的氣體。因此，土是由顆粒(固相)、水(液相)和氣(氣相) Dr. Han WX 4 土粒土粒 土的組成土的組成 水水 氣氣 S : Solid Soil particle W: Liquid Water (electrolytes) A: Air Air 土的三相組成物質的性質、相對含量以及土的結構構造等各種因累，必然 在土的輕重、松密、濕干、軟硬等一系列物理性質上有不同的反映。土的物理 性質又在一定程度上決定了它的力學性質，所以物理性質是土的最基本的工程 特性。 在處理與土相關的工程問題和進行土力學計算時，不但要知道土

3、的物理特 性指標及其變化規(guī)律，從而了解答類土的特性，還必須掌握各物理特性指標的 測定方法以及三相比例指標間的相互換算關系，并熟悉土的分類方法。 本章主要介紹土的組成、土的三相比例指標、無粘性上和粘性上的物理特 征、土的結構性及分類 Dr. Han WX 5 1.2.1土中固體顆粒土中固體顆粒 原生礦物原生礦物:石英，長石，云母，輝石，角閃石等石英，長石，云母，輝石，角閃石等 無機礦物無機礦物 簡單鹽類簡單鹽類:巖鹽巖鹽NaCl,鉀鹽鉀鹽KCl,蘇打蘇打Na2CO3.10H2O 土土 次生粘土礦物次生粘土礦物 顆顆 粒粒 生物殘骸生物殘骸 有機礦物有機礦物 腐殖質腐殖質 粗大土粒粗大土粒往往是巖

4、石經物理風化作用形成的原巖碎屑，是物理化學性 質比較穩(wěn)定的原生礦物顆粒，一般有單礦物顆粒和多礦物顆粒兩種形態(tài)。 細小土粒細小土粒主要是化學風化作用形成的次生礦物顆粒和生成過程中有機 物質的介入，次生礦物的成分、性質及其與水的作用均很復雜，是細粒土 具有塑性特征的主要因素之一，對土的工程性質影響很大。有機質同樣對 土的工程性質有很大的影響。 Dr. Han WX 6 1.2.2 1.2.2 土粒的大小土粒的大小 不同類型的巖石經過不同的風化，不同的介質（水、風）不同的搬運距離不同類型的巖石經過不同的風化，不同的介質（水、風）不同的搬運距離 ，在不同的地質環(huán)境中堆積形成土，顆粒大小極為懸殊。，在不

5、同的地質環(huán)境中堆積形成土，顆粒大小極為懸殊。 沖積、洪積、冰積物的顆粒大，一般幾厘米倒幾十厘米；深海相、湖相沉沖積、洪積、冰積物的顆粒大，一般幾厘米倒幾十厘米；深海相、湖相沉 積顆粒則僅有幾微米。積顆粒則僅有幾微米。 （一）粒徑、粒組（一）粒徑、粒組 顆粒的大小通常用其直徑來表示，稱為顆粒的大小通常用其直徑來表示，稱為粒徑粒徑。由于顆粒及不規(guī)則，因此粒。由于顆粒及不規(guī)則，因此粒 徑只是個近似的概念，可理解為平均直徑或等效直徑。徑只是個近似的概念，可理解為平均直徑或等效直徑。 將顆粒的大小變化范圍劃分為幾個粒徑區(qū)段，每一個粒徑區(qū)段包括大小比將顆粒的大小變化范圍劃分為幾個粒徑區(qū)段，每一個粒徑區(qū)段包

6、括大小比 較相近的顆粒，成為較相近的顆粒，成為粒組粒組。 Dr. Han WX 7 Dr. Han WX 8 Dr. Han WX 8 Sand River Plain Mountains Gravel 粗顆粒細顆粒 9 粒組劃分的原則粒組劃分的原則 從研究出發(fā)反映研究的內容特點，反映對工程性質的影響從研究出發(fā)反映研究的內容特點，反映對工程性質的影響 考慮與研究方法相適應?？紤]與研究方法相適應。 國內目前采用的國內目前采用的粒組劃分方案粒組劃分方案見下頁，該方案反映了研究和工程地質特性見下頁，該方案反映了研究和工程地質特性 （土的特性）（土的特性） 粒徑粒徑2mm2mm 透水而不溶于水，無毛管

7、現(xiàn)象，粒間無連接力透水而不溶于水，無毛管現(xiàn)象，粒間無連接力 粒徑粒徑2-0.0742-0.074 透水而不溶于水，有毛管現(xiàn)象，粒間無連接力透水而不溶于水，有毛管現(xiàn)象，粒間無連接力 有毛管連接有毛管連接 粒徑粒徑0.074-0.0050.074-0.005 弱透水，溶水，毛管水含量高，有粘結性。弱透水，溶水，毛管水含量高，有粘結性。 粒徑粒徑0.005200 透水性很大，無粘性，無毛細水 卵石或碎石顆粒200-60 粗粒 圓?；蚪堑[ 顆粒 粗60-20 透水性大，無粘性，毛細水上升高度不 超過粒徑大小 中20-5 細5-2 砂粒 粗2-0.5易透水，當混入云母等雜質時透水性減 小，而壓縮性增加；

8、無粘性，遇水不膨 脹，干燥時松散；毛細管水上升高度不 大，隨粒徑變小而增大。 中0.5-0.25 細0.25-0.075 細粒 粉粒0.075-0.005 透水性小，濕時稍有粘性，遇水膨脹性 小，干時稍有收縮性；毛細管水上升高 度較大較快；極易出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象。 粘粒 0.075mm的土稱為粗粒土； 200d20d2d0.5d0.25d0.074d0.005 粗 粒 土 卵 粒 土 漂石土 塊石土 圓和亞圓狀為主 棱角狀為主 50 卵石土 碎石土 圓和亞圓狀為主 棱角狀為主 50 圓礫土 角礫土 圓和亞圓狀為主 棱角狀為主 50 砂 土 礫砂土25 - 50 粗砂土 50 中砂土 50 細砂土 85 粉砂土 50 細 粒 土 粉 土 30 92 思考題思考題 1.何謂土粒粒組？粒組劃分的原則是什么？ 2.巖土工程勘察規(guī)范如何劃分砂粒粒組與