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第一章:土的物理性质与工程分类

土是三相体——固相（土颗粒）、液相（土中水）和气相（土中空气）。

固相：是由难溶于水或不溶于水的各种矿物颗粒和部分有机质所组成。

土粒颗粒级配（粒度）

土粒大小与其粒组划分

b.土粒颗粒级配（粒度成分）土中各粒组相对含量百分数称为土的粒度或颗粒级配。

粒径大于等于0.075的颗粒可采用筛分法来区分。

粒径小于等于0.075的颗粒需采用水分法来区分。

颗粒级配曲线

斜率:某粒径范围内颗粒的含量。陡—相应粒组质量集中；缓相应粒组含量少；平台相应粒组缺乏。

特征粒径:d50:平均粒径；d60:控制粒径；d10:有效粒径；d30

粗细程度：用d50表示。曲线的陡、缓或不均匀程度：不均匀系数=d60/d10，≤5,级配均匀，不好≥10,，级配良好，

连续程度:曲率系数=d302/(d60×d10)。较大颗粒缺少，减小；较小颗粒缺少，增大。=1~3,级配连续性好。

粒径级配累积曲线与指标的用途：

粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数用于判定土的不均匀程度：≥5,不均匀土；5,均匀土；3）曲率系数用于判定土的连续程度：Cc=1~3，级配连续土；3或1,级配不连续土。4）不均匀系数和曲率系数用于判定土的级配优劣：如果≥5且Cc=1~3，级配良好的土；如果5或3或1,级配不良的土。

土粒的矿物成份——矿物分为原生矿物和次生矿物。

原生矿物：岩浆在冷凝过程中形成的矿物（圆状、浑圆状、棱角状）

次生矿物：原生矿物经化学风化后发生变化而形成。（针状、片状、扁平状）

粗粒土：原岩直接破碎，基本上是原生矿物，其成份同生成它们的母岩。

粘性土（细粒土）是由次生矿物组成，主要是粘土矿物。（粘土颗粒本身带负电）

二、土中水

土中水存在于土体的孔隙中或土粒表面，分为自由水和结合水。自由水就是我们通常所说的地下水，结合水是指受到电分子引力作用而吸附在土粒表面的水。

结晶水——矿物内部的水

结合水——吸附在土颗粒表面的水（强结合水和弱结合水）

自由水——电场引力作用范围之外的水（重力水和毛细水）重力水：在重力作用下可在土中自由流动。毛细水：存在于固气之间，在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动

三.土中气体

自由气体：与大气连通，对土的性质影响不大

封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道，可能会形成“橡皮土”。

土的三相比例指标——反映三相组成间数量关系的指标称为三相比例指标。它是评价土体工程性质的基本参数。

m——水、土总质重，；——土颗粒质量，；——土中水质量，。且。

土体总体积，m3；土粒体积，m3；土中水体积，m3；土中气体体积，m3；土中孔隙体积，m3。且；。

土的三项基本物理指标

密度ρ：单位体积土的质量 常见值：

重力密度γ：单位体积土的重量常见值：

土粒密度ρs：土中固体颗粒单位体积的质量

即：

即：

土粒相对密度：土颗粒重量与同体积4°C时纯水的重量比。

常见值：砂土——26.5～26.9粉土——27.0～27.1粘性土——27.2～27.4

土的含水量ω：土中水的质量与固体颗粒质量的比值

常见值：砂土——（0～4）％；粘性土——（20～60）％

土的六个导出指标

1、孔隙比e：土中孔隙体积与土颗粒体积之比

常见值：砂土——0.5～1.0，e0.6时呈密实状态，为良好地基；粘性土——0.5～1.2，e1.0时，为软弱地基

2、孔隙率n：土中孔隙体积与土总体积之比

常见值：(30~50)%

饱和度：水在空隙中充满的程度常见值：0～1

干密度：土的固体颗粒质量与总体积之比

5、饱和密度：土中孔隙完全被水充满时，单位体积质量

饱和容重：

6、有效密度：地下水位以下，土体受浮力作用时，单位体积的质量

有效重度（浮容重）：

指标间的换算——导出指标与基本指标的关系

粘性土的物理特性指标

粘性土的界限含水量与其测定——粘性土所处的物理状态（软硬状态）与土的含水量密切相关。

当含水量很小时，感觉较硬，外力作用下，将其压碎成粉沫状；我们称其处于固体状态，少加一点水，充分湿润加压后，感觉稍软，加力压碎后成边缘破裂的饼状，称其为半固态；再加水充分湿润，它就具有一定的可塑性；水加的过多，就成了流塑状态的泥浆状。粘性土从一种状态转变到另一种状态，含水量应有一个分界值，我们称其为界限含水量，分别称为液限、塑限和缩限。

1.液限——粘性土从可塑状态转变到流塑状态时含水量的分界值，称为粘性土的液限，记为。

2.塑限——粘性土从可塑状态转变到半固体状态时含