土力學(xué)教學(xué)課程電子課件之土的物理性質(zhì)及分類

暫緒恩論濕延第一巧章晶界土的物理瞞性質(zhì)及分伐類該課堂教學(xué)擦實踐教學(xué)落課時解6她2論內(nèi)容提要泛1杠．本門學(xué)泉科的重要輔性換2猴．土的組斧成與土的循結(jié)構(gòu)構(gòu)造卵3辭．土的物頸理性質(zhì)指豈標(biāo)搏4砌．土的物圓理狀態(tài)指確標(biāo)癥5貧．土的工純程分類缸6豎．土的壓冊實性概能力培養(yǎng)垂要求其1椅．了解土呢的形成過矩程及其結(jié)賤構(gòu)構(gòu)造特蠢點；嫌2壞．理解各碎種物理性技質(zhì)指標(biāo)和棕狀態(tài)指標(biāo)埋的定義及肺表達(dá)式，靜能根據(jù)指額標(biāo)判別土飲的性狀；買3本．利用三放相簡圖進(jìn)疲行指標(biāo)間太的相互換乞算；享4能．掌握用頑規(guī)范法對檢土進(jìn)行工樹程分類、千定名；壞5假．了解土匯的壓實機(jī)亂理。繡6瓦．掌握測單定土的容敗重、比重聚、含水量炭的方法，舒掌握顆分輝試驗、擊砌實試驗原腹理，能夠枝正確使用沒液塑限聯(lián)知合測定儀而。站教學(xué)形式遵教師主講編、課堂討擋論、學(xué)生丘講評、提貓問答疑、旨工程案例政分析等教案表頭掌日期量班級虹課室車時間貢90mi扇n浩復(fù)習(xí)舊課錯時間犁min鏈新課題目朗緒論已第一路節(jié)恥謙土的組成澇與土的結(jié)鳴構(gòu)構(gòu)造冠教學(xué)目標(biāo)峰1愧．了解本傳門課主要慕特點、內(nèi)集容及重要求性；坊2楊．熟悉土鍛的定義及飛其形成過妹程；捆3行．能夠根岸據(jù)顆粒級庫配曲線判尸別土粒級美配好壞；合4熱．了解土踐的各組成蒙部分對土塘工程性質(zhì)秒的影響；弱5望．熟悉土絨的三種結(jié)如構(gòu)的特點啊。喊教學(xué)輔助廳資料犁工程圖片社、文字資槐料等教學(xué)內(nèi)容設(shè)計及安排緒論一、土力學(xué)學(xué)科的重要性土——是地殼巖石經(jīng)受強(qiáng)烈風(fēng)化的產(chǎn)物，是各種礦物顆粒的集合體，由固體顆粒、水、和空氣三相組成。PAGE2土力學(xué)學(xué)科研究和解決工程中兩大類問題：【工程實例】二、本課程的主要特點、內(nèi)容及學(xué)習(xí)建議第一章土的物理性質(zhì)及分類第一節(jié)土的組成與土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造【基本內(nèi)容】土＝土粒（固相）＋水（液相）＋空氣（氣相）一、土的固體顆粒土粒的大小、形狀、礦物成分和級配對土的物理性質(zhì)有明顯影響。1．土的顆粒級配⑴粒組的概念：各粒組的界限粒徑：200mm，20mm，2mm，0.075mm，0.005mm最⑵膚斜確定各粒炊組相對含譜量的方法費—曲—附顆粒分析教試驗蟲試驗成吵果通—摸—泳顆粒級配庸曲線決【課堂討摟論】為什羞么土的級學(xué)配曲線用膊半對數(shù)坐笨標(biāo)？據(jù)⑶絞載級配曲線暑的特點：禍半對數(shù)坐衫標(biāo)旁⑷逢閱判別土體般級配好壞垮的指標(biāo)馬當(dāng)同時滿聚足埋C股u版≥浸5,務(wù)C勇c辱=1~訪3老時，土的掀級配良好楊，否則，莫級配不良席。士2偉．土粒的賊礦物成分廁二、土中牢水齒三、土中榮氣體PAGE3吃四、葬土的結(jié)構(gòu)傷五、土的濕構(gòu)造膀【校園現(xiàn)的場觀察土救的特點】疤【現(xiàn)場提酬問答疑】蘭【本次課殿總結(jié)】生1猾．土是由盜固體（土逐粒）、液歪體（水）之和氣體（印空氣）三攻相所組成塔；臂2妄．粒徑級建配曲線的美特點及用陶途；息3間．常見土嗎的結(jié)構(gòu)及凈構(gòu)造形式攪。沒【復(fù)習(xí)思腎考】批1段．粘土顆稼粒表面哪騙一層水膜叨對土的工喉程性質(zhì)影燦響最大，字為什么？鏈2燦．為什么鴉土的級配灰曲線用半求對數(shù)坐標(biāo)愛？蜘【課后作救業(yè)】形課后反饋冠意見PAGE4教案表頭互日期方班級脊課室踩時間恩90mi睬n兼復(fù)習(xí)舊課完土的特點宅顆粒級配悔曲線特點視及用途暫時間貧min魔新課題目竹第二鄉(xiāng)節(jié)另龜土的物理峽性質(zhì)指標(biāo)液教學(xué)目標(biāo)踏理解物理縱性質(zhì)指標(biāo)燒的定義及悟表達(dá)式；穩(wěn)2佳、能夠利芝用土的三翼相簡圖進(jìn)謀行指標(biāo)間碎的相互換療算。豎教學(xué)輔助鵝資料奴多媒體課其件、三角術(shù)板等泡教學(xué)內(nèi)容夢設(shè)計及安破排帳第二絹節(jié)圖瘡?fù)恋奈锢砼再|(zhì)指標(biāo)澇【基本內(nèi)領(lǐng)容】樹反映著土乘的物理狀步態(tài)腦,乘如干濕軟鼻硬松密等災(zāi)。表示土裹的三相組熱成比例關(guān)筒系的指院標(biāo)塑,惡統(tǒng)稱為土辜的膨三相比例蜘指標(biāo)爺。塑一、土的霉三相服圖持既【注意】鉆土的三相脾圖只是理博想化地把遇土體中的址三相分開栗，并不表勇示實際土冒體三相所北占的比例燈。陰二、物理呼性質(zhì)指標(biāo)束1捏．基本指悲標(biāo)青土的物理葛性質(zhì)指標(biāo)由中有三個請基本指標(biāo)膠可直接通搭過土工試芳驗測省定蔽,殲亦稱直接消測定指標(biāo)疏。父土的密度逮或土的天排然重度蹦：扭，盾（隙kg/m擦3謊）裁，概（還kN/m殿3疊）。淹試驗測定勢方法宿：環(huán)刀法獻(xiàn)土粒相對嘩密度（土珍粒比重）劍G醬s謝：土粒相縱對密度定踢義為土粒陜的質(zhì)量與長同體嶼積惠4秩o佩C誰純水的質(zhì)割量之比。治，無量綱匪。索試驗測定教方法乖：比重瓶遭法PAGE5盈【課堂討家論】相對射密度（比湊重）與天鴿然密度（鋤重度）的拴區(qū)別澆注意益：從公式漂可以看出誼，對于同樂一種土，舅在不同的赴狀態(tài)（重昨度、含水孤量）下，伍其比重不變；骨土的含水若量害—渾—區(qū)土中水的擇質(zhì)量與土麻粒質(zhì)量之笨比，以百茫分?jǐn)?shù)表示牢：羊試驗測定卵方法呀：烘干法凳【討論】瓦含水量能潮否超辯過巴10暴0灣％？踏——雷從公式可咽以看出，于含水量可錫以超套出揚10臂0旅％。滑2保．間接指渡標(biāo)（導(dǎo)出喊指標(biāo)）常測出上述福三個基本輛試驗指標(biāo)圣后，就可童根據(jù)鈔圖唐1-呈9稠所示的三縱相圖，計負(fù)算出三相究組成各自左的體積上忙和質(zhì)量上董的含量，孕并由此確鼓定其它的額物理性質(zhì)模指標(biāo)，即航導(dǎo)出指標(biāo)取。測孔隙堂比誰—誘—撥孔隙比為肆土中孔隙執(zhí)何種與土坡粒體積之局比，用小傻數(shù)表示：升孔隙比是遠(yuǎn)評價土的塌密實程度持的重要物梁理性質(zhì)指浙標(biāo)。隆孔隙躁率棄—橡—票土中孔隙捏體積與土謎的總體積我之比：搏10耳0丘％存孔隙率亦掩可用來表樸示同一種命土的松、富密程度。股飽和指度絕—施—婚土中所含刮水分的體瘋積與孔隙蘇體積之廚比工,隔逗飽和度可垃描述土體政中孔隙被西水充滿的逐程度：吊顯小然找,假干土的飽揚和度并S嫩r弟=0萄,周當(dāng)土被完瘦全飽和狀泡態(tài)時委S孩r償=10駕0演%觀。砂土根兩據(jù)飽和度云可劃分為巧下列三種圾濕潤狀態(tài)呈：巷S稠r澤≤勁50%竹亮稍濕魂，都50汽%啄＜振S攜r竄≤佩80%哭表很濕，播S遞r嫂＞贏80%著按組飽和。躁【討論】誤孔隙比、默孔隙率、死飽和度能油否超與過嫁1暑或村10閣0扮％？棋飽和密度酬和飽和重貸度燈飽和密度腎為土體中譯隙完全被防水充滿時陸的土的密考度：趣，案（召kg/m嶄3途）。嫂飽和重度贊：豆sat辰=華g汽，圾（擾kN/m杜3優(yōu)）。寸干密度和俘干重度盾干密蠻度腿——熄單位體積禁中土粒的享質(zhì)量：憐，紛（屈kg/m屯3油）。義干重導(dǎo)度摟—情—氧單位體積罪中土粒的報重量：習(xí)=謠d稠g希，丑（丸kN/m眨3表）。躍有效重度場（浮重度瘦）躲，傭（嬸kN/m念3基）。賠同樣條件躲下，上述稍幾種重度帝在數(shù)值上狼有如下關(guān)懸系：＞＞＞PAGE6英3災(zāi)．指標(biāo)間宗的相互換幫算斑已知：安（振），漂G臟s冰，貴——→野e閘，孕n濤，閑S踐r鞏，迎sat善（在sat些），劈d匯（迎d濤），糧等的表達(dá)象式。父推導(dǎo)間接定指標(biāo)的規(guī)關(guān)鍵砌在于：熟殖悉各個指抄標(biāo)的定義暴及其表達(dá)布式，能熟混練利用土降的三相簡妨圖。怕推導(dǎo)公式羅主要步驟尿：潛①毀利用眼V伏S京作為未知容數(shù)，將土殲的三相圖墨中的各相犯物質(zhì)的質(zhì)鉤量用梅（鑒），軟G嫁s桃，瑞和漢V敢S璃表示出來殖，填在圖序中；售②股先將孔隙異比牢e午的表達(dá)式筋求出來，峰然后將其碑它指標(biāo)用嘩（悅），賤G稱s莊，畝和卻e桑來表達(dá)。販依上圖，矩將恭m狼＝耕（喚1墊＋趴）轎G毀s夫V涂s把和糞V糾＝殃（征1愚＋業(yè)e盲）次V喪s面代入充中可得：曉注意：振此時晚e購已營是拒“譜已瑞知綿”銷的指標(biāo)。草根據(jù)各間罪接指標(biāo)的返定義，利哈用三相簡陜圖可求得舞：潤①倆唯源或虎②，③墳④悠謠就或經(jīng)⑤轎【課堂思融考】可否告用其它簡蹄潔方法上嘴述推導(dǎo)公哨式？如令禾V腔s套＝疏1驕。弓【課堂先保自習(xí)例題鉗后講解】墨【腰例悅1誘－疾1緊】矩某土樣經(jīng)唱試驗測得警何種雷為毫10技0下㎝跨3揭，濕土質(zhì)蘆量諷為毯187圈g偵，烘干后扒，干土質(zhì)紙量為辯167痕g昆。若土粒租的相對密栗度劈G雅s翼為送2.6日6孕，試求該允土樣的含速水量州、密度梅、重度鬧、干重度混d與、孔隙比柴ｅ荒、飽和重狐度偷sat特和有效重搏度不＇傘。塑解題思路虎：利用定地義先求愉，隊，影側(cè)，后根據(jù)綠公式求相佛關(guān)指標(biāo)。跳【修例憐2惡－辮1鳥】課某完全飽井和粘性土啊的含水量咬為艱=40考%銳，土粒相旨對密度苗G殘s魔=2.療7攏，試按定惰義求土的哄孔隙比如ｅ藍(lán)和填密度妻。PAGE7共解題思路著：六①滑本題給出秀的條件是甜飽和蘿土渣——→趕S絡(luò)r掏＝勿10抖0基％曲②辱利用三相蘿圖求出各顯相的質(zhì)量朱和體積些③腹用定義求茄出尖e雜和繪d云。肌【現(xiàn)場提毛問答疑】羅【本次課木小結(jié)】鳴1膏．各指標(biāo)責(zé)的定義；聰2心．利用三脆相圖進(jìn)行崇指標(biāo)間的癢相互換算抵。揭【復(fù)習(xí)思葵考】餃1遵．在土的博三相比例芽指標(biāo)中，符哪些指標(biāo)線是直接測贈定的？用哭何方法？茂2味．在三相避比例指標(biāo)盞中，哪些責(zé)指標(biāo)的數(shù)啞值可以大谷于翼1譯，哪些不航行？益【課后作救業(yè)】濟(jì)課后反饋旗意見PAGE8教案表頭戴日期兵班級豈課室汪時間慧90mi慚n勺復(fù)習(xí)舊課陷各物性指賢標(biāo)的定義提及公式室時間送min葬新課題目采第三屋節(jié)踐結(jié)土的物理系狀態(tài)指標(biāo)浪第四登節(jié)上絹土（巖）描的工程分清類拐第五彼節(jié)麻公土的壓實仿性柜※使諒習(xí)題復(fù)習(xí)玩課屋教學(xué)目標(biāo)圖1濾．了解土使和碎石土較密實度的塑評定方法內(nèi)；煙2殊．理解粘蚊性土隨含薦水量變化甲時的分界急含水量（獨稠度界限趟）；挪3臟．能夠按壞《建筑地虛基基礎(chǔ)設(shè)執(zhí)計規(guī)范》重（注GB50膨0勤7我－季200趣2親）對土進(jìn)屑行工程分吩類；安4企．領(lǐng)會土丈的擊實機(jī)升理；痕5的．清楚最咬優(yōu)含水量莊與最大干買密度關(guān)系宰，及影響連它們的因芹素；給6巡．提高學(xué)超習(xí)積極性適及表達(dá)能舟力。由教學(xué)輔助故資料烤多媒體課權(quán)件覽教學(xué)內(nèi)容扁設(shè)計及安兔排坦第三狡節(jié)數(shù)辜土的物理佩狀態(tài)指標(biāo)屬【基本內(nèi)赴容】販一、無粘資性土的密餓實度諸土的密實抱度擊—放—浸單位土體節(jié)中固體顆框粒的含量諸。無粘性借土的密實銅度與其工孫程性質(zhì)有蝶著密切關(guān)釘系。象描述砂土行密實狀態(tài)千的指標(biāo)有舅：領(lǐng)1刪．孔隙比往孔隙比愈而大，則土吼愈松散。孕缺陷袖：旋①龜取原狀砂委樣和測定明孔隙比存拋在實際困灘難，故在非實用上也朗存在問題葵。右②燒沒有考慮兵到顆粒級若配這一重旗要因素對憶砂土密實須狀態(tài)的影引響。桐2建．相對密抱度茅D掩r燙：將現(xiàn)場菌土的天然濫孔隙比照e桿與該種土周所能達(dá)到嫁最密實時捎的孔隙比甜和最疏松年時的孔隙盾比億相對比的對方法，來勻表示孔隙爐比為蟲e廊時土的密熱實度。誓【討論】閱相對密度勇是否會出達(dá)現(xiàn)辦D洽r棟>1.噴0濤和被D騎r嘴<鬧0傾的情況？穗當(dāng)蘇e陶=帳e隙max水時，表示秀土處于最暢疏松狀態(tài)填，此時棗D具r北=寸0前。當(dāng)回e喬=暫e英min認(rèn)時，表示秩土處于最球密實狀態(tài)相，此時奔D屑r稻=1.屠0違。用相對忠密度便D謀r拍判定砂土奧密實度的下標(biāo)準(zhǔn)如下饑：趕D廣r禁≤浩唇疏松PAGE9擁≤仗D義r畜≤泡聲鍛中密壟D脫r蝦≥裙臺設(shè)密實溜優(yōu)點凝：在理論耐上比管孔隙比匆能夠更合貧理確定土秋的密實狀券態(tài)。忠缺陷幼：測定算e桿、投e坦max那與稻e丘min臨困難，通召常多用于魔填方工程距的質(zhì)量控靜制中，對旬于天然土半尚難以應(yīng)邪用。庸3兩．依規(guī)扣范棕GB50冤0止7劑－領(lǐng)200種2哭動觸探確章定無粘性狂土的密實辟度動—柔—怖標(biāo)貫試驗步N害或叉N佛63.5幻，見犬表斜1遠(yuǎn)－儀3妨。匪優(yōu)點傘：可現(xiàn)場耳測定土的沿密實度，悶得到廣泛鍵應(yīng)用。樓4族．土的稠希度漠（盯1稻）性土的好稠度狀態(tài)汪稠喊度楊—頓—碎指土的軟的硬程度或腳土受外力喝作用所引殖起變形或秘破壞的抵勒抗能力。拒稠度界旗限鵝—負(fù)—屠粘性土由徐某一種狀錘態(tài)過渡到鑄另一狀態(tài)指的分界含陡水量。右塑孫限禁—謎—杯土從塑性兆狀態(tài)轉(zhuǎn)變市為半固體朝狀態(tài)時的嶄分界島含水量爛。煩液織限攤—焰—敗土從液性須狀態(tài)轉(zhuǎn)變?nèi)鰹樗苄誀罹霊B(tài)時的分細(xì)界舅含水量妹。悉注意：逝塑限、液老限是一個貼含水量伐塑限、液接限的測定妖方歲法廳—禮—召液塑限聯(lián)膚合測定法綿。洪（形2艙）粘性土王的塑性指帥數(shù)和液性畫指數(shù)歸①衡塑性指數(shù)智：吼I驗p作=版L壘－圾P拒注意：晃計算時含供水量要去割百分號昏結(jié)論：舟塑性指數(shù)草表示土處璃在可塑狀籌態(tài)的含水言量變化范套圍攔,徐其值的大著小取決于哪土顆粒吸碗附結(jié)合水序的能猶力婦,扣亦即與土蠟中粘粒含爺量有關(guān)。謀粘粒含量站越蔬多泄,貨土的比表約面積越逗大硬,鑼塑性指數(shù)朝就越高。危應(yīng)用：抓根據(jù)其值搖大小對粘奏性土進(jìn)行地分類。孩②畝液性指數(shù)殿：芹土用途：根憂據(jù)其值大練小判定土倚的軟硬狀收態(tài)（獲表喘1員－箏4缸）。違【討論】密液性指數(shù)繼是否會出灘現(xiàn)罷I湯L宿>1.尚0古和趁I稍L磨<饑0昂的情況？壽【例題先猴自習(xí)后講子解】詢【裹例賠1毯－真3理】臉某砂土試鄭樣妙,巴通過試驗?zāi)硿y定土粒趣相對密度輝G千s洪=2.7蓮,處含水量終=9.吩43%討,示天然天然議密度惱ρ蟻=1.6偶6臂/謎㎝棚3長。已知砂勸樣牌最密稍實狀態(tài)時燒稱得干砂弱質(zhì)量悠m冒s傍1因=1.6丘2徐㎏蟲,沉牌最疏松銳狀態(tài)時稱挪得干砂質(zhì)倡量故m悔s享2混=1.4番5看㎏。試求調(diào)此砂土的欣相對密度夠D蹲r啟,廉并判斷砂懼土所處的飄密實狀態(tài)煌。者解題思路撿：贏①見先利用三巷個基本指錢標(biāo)求出天頑然孔隙比旦e腳②穩(wěn)土最密實殘時有最大泛干密度栽dmax糠和最小孔許隙比意e問min渠，或土最疏松葉時有最小贈干密度演dmin炕和最PAGE10機(jī)大孔隙比選e感max創(chuàng)。利用公棉式鑰d職＝鐵和娛e璃＝沿求得東e引min疾與敢e慣max好。雕③哄利用相對巾密度的定脅義式習(xí)求得其密科實度。奧第四兔節(jié)棍語土（巖）燙的工程分膝類畜【基本內(nèi)束容】嗓一、《土較工試驗規(guī)煙程》中土霉的分類稅1緣．一般程答序尾2尤．巨粒土顫和含巨粒摔土的分類雕和命名廢3利．粒土的浙分類和命盼名項4保．細(xì)粒土攔分類和命鴿名渾5挖．特殊土敞分類燃6雅．土的簡摟易鑒別、脖分類和描偶述注意：飛①宏各類土的急定義；字②愧利用塑性康圖對細(xì)粒躺土進(jìn)行分項類的方法仙。同二、鄭《建筑地環(huán)基基礎(chǔ)設(shè)劍計規(guī)范》旬（衡GB50變0穴7將－規(guī)200資2丹）中地基宏土的分類健作為建筑耍地基的尊土辦(化巖則)照,加可分為巖逃石、碎石魂土、砂土噴、粉土、拍粘性土和未人工填土隊。注意：蒸①漫各類土的籃定義；棗②狀對碎石土執(zhí)、砂土進(jìn)攤行分類時飯，應(yīng)根據(jù)終粒組含量形由大到小誠以最先符榴合者確定胞；莫③胃依塑性指希數(shù)對粉土姨、粘性土斷進(jìn)行分類尖：裂粉途土滴—繳—廢指粒徑大嚷于紋0.07長5m宜m咬的顆粒含風(fēng)量不超過貼總質(zhì)量晉的億50%邁環(huán)、塑性指悉數(shù)芳I奶P旁≤博1震0材的釣土。專粘性土昏是冬—吹—檔指塑性指揉數(shù)慮I而P慰＞自1損0陵的土。粘砌性土廟【例題先抓自習(xí)后講企解】突【衣例禍1示－恒5慰】妙接偽例圓1姑－斃4且,鄰試按塑性吳指數(shù)虛I領(lǐng)P鵲確花定準(zhǔn)A系、返B災(zāi)、痰C萄土的名稱據(jù)。籍解題思路求：乎①槽先計算塑束性指數(shù)；牢②患依塑性指暈數(shù)對粉土叢、粘性土輸進(jìn)行命名飽。飲【鬧例況1屯－懼6銀】熔圖徒1蒜－男1榆5蓬為某三種棵土展A浮、律B須、具C駛的顆粒級里配曲妨線轟,見試按《地忙基規(guī)范》閣分類法確茄定三種土父的名稱。直解題要點斑：乖①課能看懂顆嗎粒級配曲焰線圖唐②狂熟悉《地斧基規(guī)范》陳分類法；PAGE11獲③秋對碎石土猜、砂土進(jìn)忙行分類時梁，應(yīng)根據(jù)獨粒組含量蛋由大到小軍以最先符腐合者確定母。粥第五小節(jié)測綱土的壓實應(yīng)性另【基本內(nèi)淹容】室一、擊實可試席驗璃—選—檔土的擊實苗機(jī)理（粘果性土）夸二、影響慌土（粘性馳土）的壓鴨實性的因嘉素膛1陜．含水量礙的影響：袍只有在某玩一含水量液（最優(yōu)含均水量）下狠才能獲得沉最佳的擊肯實效果。注意：閑①蜘在填土工忌程中注意猴控制土的遺含水量，南在土較干壤或較濕時街都不容易棍將土擊實忌到最密實絕狀態(tài)。詞②形含水量過吸高或過低基對填土工丹程都是不聰利的。吃2曉．擊實功攻能的影響動：昂由擊實