工程地质学第4章分析报告.ppt

工程地质学 主讲：李肖锋 第4章 土的工程性质与分类 §4.1　土的组成与结构、构造 §4.2 土的物理性质及其指标 §4.3 土的工程分类 §4.4 土的成因类型 §4.5 特殊土的主要工程性质 §4.1 土的组成与结构、构造 土的概念 岩石圈表层在漫长的地质年代里，经受各种复杂的地质作用所形成的松软物质。 土是由固体颗粒以及颗粒间孔隙中的水、气组成的。 土是一个多相、分散、多孔的系统。 固体相、液体相、气体相，三相体系 地质作用的概念： 在地质历史发展过程中，促使地壳的组成物质、构造和地表形态不断变化的作用，统称为地质作用。 土层： 土具有成层特征，同一层内土的物质组成和结构、构造基本一致，其工程地质性质亦大体相同。 土体的概念： 在建筑物所影响到的土中，不都是由单一土层组成的，而往往由多土层、性质各异、厚薄不等，以特定的上下次序组合在一起，与工程建筑的安全、经济和正常使用有关的土层组合体。 土体概念的提出，对工程地质问题的评价、工程地质条件的论证都是至关重要的。 （4.１.1） 土的粒度成分 一、粒径和粒组划分 土颗粒的大小是以“粒径”来表示的 mm 规则 不规则 等效粒径：非球型颗粒，其与球状颗粒在水中下沉速度相等时，非球状与球状颗粒的粒径是等效的。 粒组： ???? 界于一定粒径范围的土粒，称为粒组. ???? 2. 土的粒组划分标准： ???? 划分方法不完全一致，一般采用的粒组划分及各粒组土粒的性质特征见表2-1。 表中根据界限粒径200、20、2、0.075和0.005mm把土粒分为六大粒组： 漂石（块石）颗粒: d＞200mm; 卵石（碎石）颗粒: 200mm＞d ＞200mm ; 圆砾（角砾）颗粒: 20mm＞d ＞2mm ; 砂粒: 2mm＞d ＞0.075mm; 粉粒: 0.075mm＞d ＞0.005mm; 粘粒: d＜ 0.005mm 。 土颗粒的大小与形状 基本概念 粒度、粒组 ???? 3. 各粒组特征的规律： ???? ★ 颗粒愈细小，与水的作用愈强烈。所以，毛细作用由无到毛细上升高度逐渐增大； ★ 透水性由大到小，甚至不透水； ★ 逐渐由无粘性、无塑性到具有愈大的粘性和塑性以及吸水膨胀性等一系列特殊性质（结合水发育的结果）； ★ 在力学性质上，强度逐渐变小，受外力时，愈易变形。 4.粒度成分对土工程性质影响的实质 ???? （1）组成土的颗粒大小不同，土的比表面不同，则土粒与水（或气）作用的表面能大小不同。因此，不同大小颗粒与水（或气）相互作用的程度，以至含水的种类、性质和数量不同。???? 土的比表面一般用单位体积所有土粒的总表面积表示。由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的性质的突变。 ??? ?（2）天然土中不同大小颗粒的组成矿物类型不同，直接影响土的工程特性。 1土的粒径级配 （1）定义 工程中常用土中各粒组的相对含量，占总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配。 （2）粒径分析方法 筛分法（d0.075mm的土） 密度计法（d0.075mm的土） 沉降分析法  6.表征土粒特征的概念 ????有效粒径d10： ???? 小于某粒径的土粒重量累计百分数为10％时，相应的粒径称为有效粒径d10。 ????限定粒径d６0： ???? 当小于某粒径的土粒重量累计百分数为60％时，该粒径称为限定粒径d６0。 ???? 级配良、劣的判别： 4.1 .2土的矿物成分 土的固体颗粒是土的三相组成中的主体，是决定土的工程性质的主要成分。 有机质： 土中动植物残骸在微生物作用下分解形成的 产物。 分解不完全的动植物残骸 分解完全的腐殖质 三.粘土矿物的类型及其工程地质性质 (一) 土中水 ???? 在自然条件下，土中总是含水的。在一般粘性土，特别是饱和软粘性土，土中水的体积常占据整个土体相当大的比例（一般为50％～60％，甚至高达80%）。 ?