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最新土的物理性质及地基土的工程分类

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土的物理性质及地基土的工程分类

第二章 土的物理性质及地基土的工程分类

1. 土力学的研究对象:土

土——土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不

同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。

§2-1 土的组成

一、土的组成??

?

??孔隙中的水液气体

气冰土颗粒

固:::

土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系反映出土的不同性质,如干湿、轻重、松紧、软硬等。这就是土的物理性质。 二、土的固体颗粒

(一)土的颗粒级配

1.土颗粒的大小直接决定土的性质 2.粒径——颗粒直径大小

3.粒组——为了研究方便,将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒

归并为若干组别即称为粒组。

粒组的划分:

漂石

4.颗粒级配——土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量

来表示,称为土的颗粒级配。

颗粒级配的测室方法:——筛析法 比重计法 试验成果分析:

①颗粒级配累积曲线(半对数坐标) 见P17 图1-10

分析??

?级配良好不均匀

粒径大小接近

曲线陡

级配良好不均匀粒径大小悬殊曲线平缓

②不均匀系数(C u )

1060u d /d C = ??

?<>级配不良级配良好5

C 0C u u

式中:d 60——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时,该粒径称为

限定粒径d 60。

d 10——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时,相应的粒径称为

有效粒径d 10。

③曲率系数(C c )

60102

30

c d d d C ?=

式中:d 30——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d 30

表示。

C c ——曲率系数,它描写的是累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形

状。

C c =1~3时 级配良好 (二)土粒的矿物成分

漂石、卵石、砾石等粗大土粒的矿物成分以原生矿物为主。(与每岩相同)

砂粒的矿物成分大多为母岩中的单矿物颗粒。如石英等。 粉粒的矿物成分以粘土矿物为主。

粘土矿物由两种原子层构成,主要类型???

??高岭石

伊利石蒙脱石

粘土矿物的特点:细小、亲水性强,吸水膨胀,脱水收缩。 二、土中的水和气

(一)土中水?

?

?

???

???????毛细水重力水自由水弱结合水强结合水

结合水 1. 结合水

——指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。

几万大气压

吸收力达几千极性分子水负电

土粒~?

??

--

见P19 图1-13 (1)强结合水

——指紧靠土粒表面的结合水。

特征:没有溶解盐类的能力,不传递静水压力,只有吸热变成蒸汽时才能移动。

物理指标:容度1.2~2.4g/cm 3 固体状态 冰点-78℃

砂土吸 度占土粒质量1%、粘土17%。

特点:极大的粘滞度,弹性和抗剪强度。

(2)弱结合水

——指紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。

特征:不能传递静水压力,但水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜转移。

2.自由水

——指存在于土粒表面电场影响范围以外的水。

特点:能传递静水压力,冰点为0℃,有溶解能力。

(1)重力水

——存在于地下水位以下的透水土层中的地下水。

特点:①有流动时,产生动水压力,带走土颗粒;

②能溶解土中的盐类;③浮力作用。

作用:使土中的孔隙增大,压缩性提高,抗剪强度降低。

(2)毛细水

——受水与空气界面的表面张力作用而存在于孔隙中的自由水,一般存在于地下水位以上的透小层中。

机理:当土孔隙中局部存在毛细水时,毛细水的弯液面与土粒接触处的表面引力反作用于土粒上,使土粒之间由于这种毛细压力而挤紧,土因

而具有微弱的粘聚力,称为毛细粘聚力。

存在范围:直径0.002~0.5mm的孔隙中

3.冰

当温度降至零度以下,水结成冰,土即为冻土。

冻土的物点:冻胀性。

危害:当T↑,土体下陷,即融陷现象,使承载力下降,道路翻浆。

三、土的工程特性:

1、土的压缩性大

2、强度低

3、渗透性大

四、土中的结构和构造

(一)土的结构

土的结构——指土颗粒的大小、形状、表面特征,相互排列及其联结关系的综合特征。

分类:

土的结构??

?

??粘粒

絮状结构粉粒蜂窝结构砾石层砂层单粒结构,(二)土的构造

土的构造——指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关

系的特征。

?????

???????黄土如粘性土裂隙构造卵石

砾石砂分散构造交错层理水平原理层状构造构造分类:,,

思考题:

1.土由哪几部分组成?土中三组比例的变化对土的性质有什么影响? 2.何谓土的不均匀系数?如何从颗粒级配曲线的陡或平缓来评价土的工程性质?

3.土中水具有哪些形态?每种形态的水其本身具有哪些特征?这些特征对土的性质有何影响?

4.何谓土的结构?试分析土的各种结构的稳定性。 5.何谓土的构造,试分析土的各种构造对建筑工程的影响。

§2.2土的物理性质指标

自然界中的土体结构组成十分复杂,为了分析问题方便,将其看成是三相,简化成一般的物理模型进行分析。

土的三相,即土粒为固相;土中的水为液相;土中的气为气相。表示土的三相组成部分质量、体积之间的比例关系的指标,称为土的三相比例指标。主要指标有:比重、天然密度、含水量(这三个指标需用实验室实测)和由它们三位计算得出的指标干密度、饱和密度、孔隙率、孔隙比和饱和度。这些指标随着土体所处的条件的变化而改变,如地下水位的升高或降低,土中水的含量也相应增大或减小;密实的土,其固相和液相占据的孔隙体积少。这些变化都可以通过相应指标的数值反映出来。

土的三相比例指标是其物理性质的反映,但与其力学性质有内在联系,显然固相成分的比例越高,其压缩性越小,抗剪强度越大,承载力越高。

m s -土粒质量

m w -土中水质量 m-土的总质量= m s + m w

v s -土粒体积 v w -土中水体积 v a -土中气体积 v v -土中空隙体积v v = v w + v a V-土的总体积 = v s + v v

V

.m V M V

)water (M V )air (M V )solid (v w w a a

s

s ???

??

??

?

?????液气固土的三相组成 一、指标的定义

(一)土粒比重(土粒相对密度)d s

定义:土粒质量与同体积4℃的纯水的质量之比 公式:

1w s 1m s s s 1V m d ρρ

=ρ?=

单位:g/cm 3

参考值: 见P 23 表1-9 测定方法:比重瓶法 (二)土的含水量ω

定义:土中水的质量与土粒质量之比,称为含水量

公式:

%100m m s

w

?=

ω

意义:表示湿度的物理指标,与土的种类,埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。

测定方法:烘干法。 (三)土的密度ρ 定义:土单位体积的质量 公式:

V m =

ρ

单位: g/cm 3

t/m 3

测定方法:环刀法

(四)土的干密度ρd ,饱和密度ρsat 和有效密度ρ′ 1.干密度

定义:土单位体积中固体颗粒的质量(干燥状态) 公式:

V m s d =

ρ

2.饱和密度

定义:土孔隙中充满水时的单位体积质量 公式:

V V m w

v s sat ρ+=

ρ

3.有效密度(浮密度)

定义:在地下水位以下,单体土体积中土粒的质量扣除用体积水的质量

后,即为单位土体积中土粒的有效质量。 公式:

V V m w s s ρ-=

ρ'

(五)重度γ,干重度γd 饱和重度γsat ,有效重度γ′ 定义:重度——单位体积的重力 公式:γ=G/V 单位:kN/m 3 换算公式:

γ=ρ·g

g g

g

sat sat d d ?ρ'=γ'?ρ=γ?ρ=γ

(六)土的孔隙比e ,和孔隙率n 1.土的孔隙比

定义:土中孔隙体积与土粒体积之比。 公式:

s v v /V e =

(用小数

表示)

意义:用来评价天然土层的密实程度

中等

高压缩性土

低压缩性土-??

?><0

.1e 6

.0e

2.土的孔隙率

定义:土中孔隙所占体积与总体积之比。 公式

%100V V n v

?=

e 与n 的关系:

e 1e n +=

(七)土的饱和度S r

定义:土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比 公式:

%100V V S v

w

r ?=

常见土的种类及性质

四、无黏性土的物理性质 无黏性土主要是指砂土和碎石土,其工程性质与其密实度密切相关。密实度越大,土的强度越大。因此,密实度是反映无黏性土工程性质的主要指标。 评判无黏性土的密实度有以下方法:1、根据相对密实度 Dr (大小位于0~1 之间)判别: 密实( 1 ≥Dr≥0 . 67 );中密( 0 . 67≥Dr≥0 . 33 );松散( 0 . 33 ≥ Dr ≥0 )。该法适用于透水性好的无黏性土,如纯砂、纯砾。 2、根据天然孔隙比e判别: e越小,土越密实。一般,e< 0 . 6 时属密实,e> 1 . 0 时属疏松。该法适用于砂土,但不能考虑矿物成分、级配等对密实度的影响。 3、根据原位标准贯入试验判别: 密( N > 30 )、中密( 15 ≤N≤ 30 )、稍密( 10≤N≤15 )、松散( N≤10 ) 原位标准贯入试验:在土层钻孔中,利用重63.5kg的锤击贯入器,根据每贯入30cm所

需锤击数来判断土的性质,估算土层强度的一种动力触探试验。 4、根据野外方法鉴别(针对碎石类土) 肉眼观察、挖、钻等。 五、黏性土的物理性质 黏性土的特性主要是由于黏粒与水之间的相互作用产生,因此含水量是决定因素。黏性土的含水量对其物理状态和工程性质有重要影响。 液限(ωL, Liqud Limit ):土由可塑状态变到流动状态的界限含水量;土处于可塑状态的最大含水量,稍大即流态; 塑限(ωP, Plastic Limit ):土由半固态变为可塑状态的界限含水量;土处于可塑状态的最小含水量,稍小即半固态; 缩限(ωS , Shrinkage Limit ):土由固态变为半固态的界限含水量;土处于半固态的最小含水量,稍小即为固态。 塑性指数IP ―表示土处于可塑状态的含水量变化范围。 IP 越大,土处于可塑状态的含水量范围也越大。

01第一章 土的物理性质及工程分类

兰州交通大学博文学院教案 课题: 第一章土的物理性质及工程分类 一、教学目的:1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律; 2.掌握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换; 3.熟悉土的抗渗性与工程分类。 二、教学重点:土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。 三、教学难点:指标间的相互转换及应用。 四、教学时数: 6 学时。 五、习题:

第一章土的物理性质及工程分类 一、土的生成与特性 1.土的生成 工程领域土的概念:土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物,土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱,土和石没有明显区分。 土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。 不同风化形成不同性质的土,有下列三种: (1)物理风化:只改变颗粒大小,不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土(如块碎石、砾石、砂土),为无粘性土。 (2)化学风化:矿物发生改变,生成新成分—次生矿物。由化学风化生成土为细粒土,具有粘结力(粘土和粘质粉土),为粘性土。 (3)生物风化:动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。 2.土的结构和构造 (1)土的结构 定义:土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。 1)种类: ●单粒结构:每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。 ●蜂窝结构:单个下沉,碰到已下沉的土颗粒,因土粒间分子引力大于重力不再下沉,形成大孔隙蜂窝状结构。 ●絮状结构:微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮,相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。小链之间相互吸引,形成大链环,称絮状结构。 图1.1 土的结构 3)工程性质: 密实的单粒结构工程性质最好,蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构,则强度低、压缩性高,不可用做天然地基。

第一章土的物理性质及工程分类及答案

第一章土的物理性质及工程分类 一、思考题 1、土是由哪几部分组成的? 2、建筑地基土分哪几类?各类土的工程性质如何? 3、土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的,常用的方法有哪些?如何判断土的级配情况? 4、土的试验指标有几个?它们是如何测定的?其他指标如何换算? 5、粘性土的含水率对土的工程性质影响很大,为什么?如何确定粘性土的状态? 6、无粘性土的密实度对其工程性质有重要影响,反映无粘性土密实度的指标有哪些? 二、选择题 1、土的三项基本物理性质指标是() A、孔隙比、天然含水率和饱和度 B、孔隙比、相对密度和密度 C、天然重度、天然含水率和相对密度 D、相对密度、饱和度和密度 2、砂土和碎石土的主要结构形式是() A、单粒结构 B、蜂窝结构 C、絮状结构 D、层状结构 3、对粘性土性质影响最大的是土中的( ) A、强结合水 B、弱结合水 C、自由水 D、毛细水 4、无粘性土的相对密实度愈小,土愈() A、密实 B、松散 C、居中 D、难确定 5、土的不均匀系数C u 越大,表示土的级配() A、土粒大小不均匀,级配不良 B、土粒大小均匀,级配良好 C、土粒大小不均匀,级配良好 6、若某砂土的天然孔隙比与其能达到的最大孔隙比相等,则该土() A、处于最疏松状态 B、处于中等密实状态 C、处于最密实状态 D、无法确定其状态 7、无粘性土的分类是按() A、颗粒级配 B、矿物成分 C、液性指数 D、塑性指数 8、下列哪个物理性质指标可直接通过土工试验测定() A、孔隙比 e B、孔隙率 n C、饱和度S r D、土粒比重 d s 9、在击实试验中,下面说法正确的是() A、土的干密度随着含水率的增加而增加 B、土的干密度随着含水率的增加而减少 C、土的干密度在某一含水率下达到最大值,其它含水率对应干密度都较小 10、土粒级配曲线越平缓,说明()

桩基、桩的分类

桩基、桩的分类 工程技术的不断发展,新型钢桩和钢筋混凝土桩在工程建设中用途越来越广泛。而不同的桩型特点亦有不同。 1.按受力情况分类: ①摩擦桩——荷载绝大部分由桩周土的摩擦力承担,而桩端阻力可以忽略不计的桩基桩。 ②端承摩擦桩——荷载主要由桩身摩擦力承担的桩 ③端承桩——荷载绝大部分由桩尖支承力来承担,而桩侧阻力可以忽略不计的 ④摩擦端承桩——荷载主要由桩端阻力承担的桩 2. 按施工方法分类: ①机械成孔桩 ②灌注桩 2.③人工挖孔桩 ④沉管灌注桩 ⑤钢筋混凝土桩 ⑥预制桩 ⑦预应力混凝土桩 ⑧钢桩 ⑨水泥土搅拌桩 ⑩搅拌桩 3. 其他化学材料搅拌桩 4. 按桩的外型尺寸分类 ①长桩 ②基桩 ③短桩 ④中长桩 ⑤变截面桩 5. 按沉桩方法预制桩可分为 ①打入桩 ②压入桩 ③振动沉入桩 ④旋入桩等。 ★预制桩按材料可分为普通钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩。按桩截面形状又可分为实心桩和空心桩,圆形桩和方形桩、异形桩等。 ★接桩的方法有钢板角钢焊接,法兰盘加螺栓联结,硫磺胶泥锚固以及机械联结(如插入楔块、销钉联结)等。 6. 混凝土灌注桩按施工方法可分为 ①振动沉管灌注桩 ②弗朗克桩 ③钢套管旋入冲抓成孔灌注桩 ④泥浆护壁成孔灌注桩

⑤预压孔打入灌注桩 ⑥预压孔打入混凝土桩 ⑦钻扩孔混凝土灌注桩 ★弗朗克桩在欧洲流行甚广,我国也有用此法施工的工程。这种方法适用于松散砂、砾及超固结粘土,桩身直径30~60cm,桩长10~24m,管心锤重25~50kN,落距3~5m,单桩容许承载力可达1500kN。旋转钢管下沉成孔的灌注桩,在钢管底部装有经过淬火的钢齿,可沉入至页岩或砂岩层,直径可达1.5米。钢管用法兰盘联接,预压孔打入混凝土桩是介于打入桩和灌注桩之间的一种桩型。其施工步骤是先将钢制的传力杆打入土中0.5~1.0m,然后拔出钢传力杆,往孔中灌注混凝土或砂浆,再将一根预制的钢筋混凝土桩置于孔中, 打到预定深度,这种桩的承载力高于普通桩。 ★钻孔扩底灌注桩,国内外都已广泛地应用,用于住宅及高层建筑。由机械成孔,直径一般为0.6~2.5m,可一直钻到坚硬密实土层或基岩,但在有砂或粉砂的地下水位以下钻孔时,需要套管,有时将套管留在土中,或用膨润土泥浆护壁。为增加桩端承载力,常在超固结粘土中设置扩大头,扩大头直径约为桩身直径的2~3倍。 ★对于打入桩,在砂土地基上打桩,将桩周边砂挤密,挤密区内砂土的内摩擦角增大。对于中密或密实的砂,在打桩时会引起地表隆起。对于较松散的砂,打桩初期地表要下沉,每侧下沉扩展的范围距离相当于桩长。 ★浅埋的筏板基础和不同桩长的摩擦桩,都可用于软粘土层。补偿筏基由于施工时挖除土方量与上部结构重量相同,因而土中应力影响范围较小,基础沉降甚小。而长摩擦群桩由于有可能影响范围较大,引起地基的沉降变形量也大,这种情况下桩基础并不一定比浅筏基础方案好。因此应进行方案比较。 ★在粘土中的摩擦群桩中,桩间距一般不少于3D。当桩群的破坏方式从块体破坏转为桩破坏时,其桩间距应大于最佳桩距。 ★改变桩距尺寸,必然要影响承台尺寸。加大桩距可减少桩数,但承台尺寸却要增加,这也会影响整个桩基础的工程造价。 根据不同建筑荷载要求及场地条件,可使用不同桩型,一些新桩型的发展,又有力地推动了上部结构的发展,为建筑结构的设计提供了许多可选择的方案 桩基础分类 1、按承台位置的高低分 ①高承台桩基础—承台底面高于地面,它的受力和变形不同于低承台桩基础。一般应用 在桥梁、码头工程中。 ②低承台桩基础—承台底面低于地面,一般用于房屋建筑工程中。 2、按承载性质不同 ①端承桩—是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上桩侧较 软弱土对桩身的摩擦作用很小,其摩擦力可忽略不计。 ②摩擦桩—是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用,将上部荷载传递扩散桩周围 土中,桩端土也起一定的支承作用,桩尖支承的土不甚密实,桩相对于土有一定 的相对位移时,即具有摩擦桩的作用。 3、按桩身的材料不同 ①钢筋混凝土桩可以预制也可以现浇。根据设计,桩的长度和截面尺寸可任意选择。 ②钢桩常用的有直径250~1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大,起吊、运 输、沉桩、接桩都较方便,但消耗钢材多,造价高。我国目前只在少数重点工程中使用。如上海宝山钢铁总厂工程中,重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径

地基土(岩)的工程分类定义及意义

地基土(岩)的工程分类定义及意义 (岩)的工程分类定义及意义 1、定义:地基土(岩)的工程分类是根据对土(岩)的工程性质最有影响的基本特征指标,把工程性质接近的土划分为一类并定以相应的名称。 2、意义:地基土(岩)的工程分类有利于工程技术人员选择正确的研究土(岩)性质的方法,对土(岩)做出合理的评价,便于统一认识交流经验。 二、地基土(岩)的工程分类 作为建筑物地基的土(岩)是根据土的颗粒级配,土的塑性,土的成因和土的特殊工程性质来划分土的类型。地基规范将地基土(岩)划分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土六大类。 (一)岩石 1、定义:岩石是由一种和几种矿物组成的具有一定结构和构造的集合体。工程作用涉及到的地质体称为岩体。岩体为由岩石组成的岩块及在结构面切割下具有一定的结构和构造。 2、分类: (1)按饱和单轴抗压强度标准值分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩; (2)按风化程度分为风化、微风化、中风化、强风化和全风化岩石。(二)碎石土 1、定义:碎石土是粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。 2、分类: 碎石土根据颗粒级配和形状进一步划分为漂石、块石、卵石、圆砾和角

砾。 注:定名时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。 (三)砂土 1、定义:砂土是指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%,粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土。 2、分类:砂土按其颗粒级配分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。注:定名时应根据粒组含量由大到小以最先符合者确定。 砂土是无粘性材料。但如果砂是湿的或很湿的,水的表面张力可以使砂土产生细粘聚力,而当砂处于干燥或饱和状态时则消失。砂是一种有利的建筑材料。 (四)粉土 粉土是塑性指数Ip小于或等于10,粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。粉土的性质介于砂土或粘性土之间。粉土中其粒径为0.05~0.005mm的粉粒占绝大多数,水与土粒之间的作用明显地不同于粘性土和砂,主要表现粉粒的特征。粉土常显示出一些粘聚力或粒间引力和吸附力。粉土一般不是很好的地基材料,它难以压实,太湿时在压实时易成“橡皮土”。 (五)粘性土 1、定义:粘性土是塑性指数Ip大于10的土。 2、分类:地基规范按塑性指数将粘性土进一步划分为: 粘土Ip>17 粉质粘土10<Ip≤17

土的物理性质与工程分类习题解答全讲解学习

土的物理性质与工程分类习题解答全

二 土的物理性质与工程分类 一、填空题 1. 土是由固体颗粒、_________和_______组成的三相体。 2. 土颗粒粒径之间大小悬殊越大,颗粒级配曲线越_______,不均匀系数越______,颗粒级配越______。为了获得较大的密实度,应选择级配________的土料作为填方或砂垫层的土料。 3. 塑性指标P I =________,它表明粘性土处于_______状态时的含水量变化范围。 4. 根据___________可将粘性土划分为_________、_________、 _________、________、和___________五种不同的软硬状态。 5. 反映无粘性土工程性质的主要指标是土的________,工程上常用指标 ________结合指标________来衡量。 6. 在土的三相指标中,可以通过试验直接测定的指标有_________、_________和________,分别可用_________法、_________法和________法测定。 7. 土的物理状态,对于无粘性土,一般指其________;而对于粘性土,则是指它的_________。 8. 土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排列及其连接关系等因素形成的综合特征,一般分为_________、__________和__________三种基本类型。 9. 土的灵敏度越高,结构性越强,其受扰动后土的强度降低就越________。 10. 工程上常用不均匀系数u C 表示土的颗粒级配,一般认为,u C ______的土属级配不良,u C ______的土属级配良好。有时还需要参考__________值。 11. 土的含水量为土中_______的质量与_________的质量之比。 12. 某砂层天然饱和重度sat γ20=KN/m 3,土粒比重的68.2=s d ,并测得该砂土的最大干密度33max 1.7110kg /m d ρ=?,最小干密度33min 1.5410kg /m d ρ=?,则 天然孔隙比e 为______,最大孔隙比m ax e 为______,最小孔隙比m in e 为______。 13. 岩石按风化程度划分为__________,__________,________;按其成因可分为

地基与基础的概念分类

地基与基础 马敏超*** 1、基本概念和功能 基础:是将结构所承受的各种荷载传递到地基上的 结构组成部分,是建筑地面以下的承重构件。它承受 建筑物上部结构传下来的全部荷载,并把这些荷载 连同本身的重量一起传到地基上。 地基:是承受由基础传下的荷载的土体或岩体。承 受建筑物荷载而产生的应力和应变随着土层深度 的增加而减小,在达到一定深度后就可忽略不计。直 接承受建筑荷载的土层为持力层。持力层以下的 土层为下卧层。 如图所示。 2、设计要求 ●地基承载力要求:应使地基具有足够的承载力(≥基础底面的压力),在荷载作用 下地基不发生剪切破坏或失稳。 ●地基变形要求:不使地基产生过大的沉降和不均匀沉降(≤建筑物的允许变形值), 保证建筑的正常使用。 ●基础结构本身应具有足够的强度和刚度,在地基反力作用下不会发生强度破坏,并 且具有改善地基沉降与不均匀沉降的能力。 3、分类 基础 ●按使用的材料分为:灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。 ●按埋置深度可分为: 浅基础:埋置深度不超过5M者称为浅基础 深基础:埋置深度大于5M者称为深基础。 ●按受力性能可分为:刚性基础和柔性基础。 刚性基础:是指抗压强度较高,而抗弯和抗拉强度较低的材料建造的基础。所用材料有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等,一般可用于六层及其以下的民用建筑和 墙承重的轻型厂房。 柔性基础:用抗拉和抗弯强度都很高的材料建造的基础称为柔性基础。一般用钢筋混凝土制作。这种基础适用于上部结构荷载比较大、地基比较柔软、用刚性基础不 能满足要求的情况。 ●按构造形式可分为:条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。 条形基础:当建筑物采用砖墙承重时,墙下基础常连续设置,形成通长的条形基础。 独立基础:当建筑物上部为框架结构或单独柱子时,常采用独立基础;若柱子为预

土层的工程分类及性质

土层的工程分类及性质 一、土的工程分类 在建筑施工中,按照开挖的难易程度,土可分为八类:一类土(松软土)、二类土(普通土)、三类土(坚土)、四类土(砂砾坚土)、五类土(软石)、六类土(次坚石)、七类土(坚石)、八类土(特坚石)。一至四类为土,五至八类为岩石。 二、土的工程性质 1、土的密度 (1)土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量,称为土的天然密度。 (2)土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度。注:土的干密度越大,表示土越密实。工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准,以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。 2、土的含水量 土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比,以百分数表示。注:土的干湿程度用含水量表示。5%以下称干土、5%—30%称潮湿土、30%以上称湿土。含水量越大,土就越湿,对施工越不利。 3、土的可松性 自然状态下的土经开挖后,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实,其体积仍不能恢复原状,这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示。

4、土的渗透性 土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度,水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数,用表示,单位为。注:土的渗透性大小取决于不同的土质。地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关。 下面来介绍一下,岩石风化。一般情况下,岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。但由于岩体中岩性并不均一,且有断裂存在,所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。岩体风化厚度一般为数米至数十米,沿断裂破碎带和易风化岩层,可形成风化较剧的岩层。断层交会处还可形成风化囊。在这两种情况下深度可超过百米。岩体风化分为:①物理风化,如气温变化使岩石胀缩导致破裂等;②化学风化,如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿;③生物风化,如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构、地质构造、气候条件、地形条件、人类活动的影响等。 另外,按照岩石分化程度不同可以分为:1、未风化:岩质新鲜偶见风化痕迹。2、微风化:结构基本未变,仅节理面有渲染或略有变色,有少量风化裂隙。3、中风化:结构部分破坏,沿节理面有次生矿物,有风化裂隙发育,岩体被切割成岩块。用镐难挖,干钻不易钻进。4、强风化:结构大部分破坏,矿物成分显著变化,风化裂隙发育,岩体破碎,用镐可挖,干钻不易钻进。5、全风化:结构基本破坏,但尚可辨认,有残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进。6、残积土:组织结构全部破坏,已成土状,锹镐易开挖,干钻易钻进,具可塑。

地基的种类

地基的种类 ) 按所用材料分类 房屋建筑基础按所用材料可分为砖基础、毛石基础、灰土基础、混凝土基础及钢筋混凝土基础。 1.砖基础是用砖和水泥砂浆砌筑而成的基础。 2.毛石基础是用开采的无规则的块石和水泥砂浆砌筑而成的基础。 3.灰土基础是由石灰与粘土按一定比例拌合,加水夯实而成的基础。 4.混凝土基础是由混凝土拌制后灌筑而成的基础。 5.钢筋混凝土基础是在混凝土中加入抗拉强度很高的钢筋,使这种基础具有较高的抗弯抗拉能力。 (二)按外形分类 基础按外形可分为: 1.条形基础。这种基础多为墙基础,沿墙体长方向是连续的。 2.独立基础。这种基础主要为独立柱下的基础。现浇钢筋混凝土独立柱基有平台式、坡面式。预制柱下为钢筋混凝土杯形基础。 3.筏形基础。筏形基础形象于水中漂流的木筏。井格式基础下又用钢筋混凝土板连成一片,大大地增加了建筑物基础与地基的接触面积,换句话说,单位面积地基土层承受的荷裁减少了,适合于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。4.箱形基础。箱形基础是由钢筋混凝土的顶板、底板和纵横承重隔板组成的整体式基础。箱形基础不仅同筏形基础一样有较大的基底面积,适用于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。而且由于基础自身呈箱形,具有很大的整体强度和刚度。当地基不均匀下沉时,建筑物不会引起较大的变形裂缝。该基础施工难度大,造价高。多用于高层建筑,另外可兼作地下室。 5.桩基础。工程实践中,当建筑物上部结构荷载很大,地基软弱土层较厚,对沉降量限制要求较严的建筑物或对围护结构等几乎不允许出现裂缝的建筑物,往往采用桩基础。桩基础可以节省基础材料,减少土方工程量,改善劳动条件,缩短工期。 (1) 桩基础由承台和桩群两部分组成。承台设于桩顶,把各单桩联成整体,并把上部结构的荷载均匀地传递给各根桩,再由桩传给地基。考试大为你加油 (2)桩按传力方式不同,分为摩擦桩和端承桩。 (3)混凝土或钢筋混凝土桩按制作方法不同可分为预制桩和灌注桩两类 无支护土方:土方开挖、土方回填; 有支护土方:排桩、降水、排水、地下连续墙、锚杆、土钉墙、水泥土桩、沉井与沉箱、钢筋混凝土支撑; 地基处理:灰土地基、砂和砂石地基、碎砖三合土地基、土工合成材料地基、粉

2土的物理性质及分类

第2章 土的物理性质及分类 2.1 概 述 土是土粒(固体相),水(液体相)和空气(气体相)三者所组成的;土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。 土的物理性质指标,可分为两类:一类是必须通过试验测定的,如含水量,密度和土粒比重;另一类是可以根据试验测定的指标换算的;如孔隙比,孔隙率和饱和度等。 2.2 土的三相比例指标 反映着土的物理状态,如干湿软硬松密等。表示土的三相组成比例关系的指标,统称为土的三相比例指标。 一、土的三相图 【注意】土的三相图只是理想化地把土体中的三相分开,并不表示实际土体三相所占的比例。 二、指标的定义 1.三项基本物理性质指标 土的物理性质指标中有三个基本指标可直接通过土工试验测定,亦称直接测定指标。 ① 土的密度ρ——土单位体积的质量(单位为3 /cm g 或3 /m t ) V m =ρ g ργ= 试验测定方法:环刀法 一般粘性土ρ=1.8~2.03/cm g ;砂土ρ=1.6~2.03/cm g ;腐殖土ρ=1.5~1.73 /cm g ; ② 土粒比重(土粒相对密度)s G ——土粒的质量与同体积4o C 纯水的质量之比。

1 11w s w s s s V m G ρρρ=?= ,无量纲。 s ρ——土粒密度(3/cm g ) 1w ρ——纯水在C 04时的密度(单位体积的重量),等于3/1cm g 或3 /1m t 。 试验测定方法:比重瓶法 实际上:土粒比重在数值上等于土粒密度,前者无因次。同一类土,其比重变化幅度很小,通常可按经验数值选用。见下表。 【课堂讨论】相对密度(比重)与天然密度(重度)的区别 注意:从公式可以看出,对于同一种土,在不同的状态(重度、含水量)下,其比重不变; ③ 土的含水量ω——土中水的质量与土粒质量之比,以百分数表示: %100?= s m m ω ω 一般:同一类土,当其含水量增大时,其强度就降低。 试验测定方法:烘干法(湿,干土质量之差与干土质量的比值) 【讨论】含水量能否超过100%? ——从公式可以看出,含水量可以超出100%。 2.特殊条件下土的密度 ① 饱和密度和饱和重度 饱和密度sat ρ——(土孔隙中充满水时的单位体积质量)土体中孔隙完全被水充满时的 土的密度:V V m v s sat ωρρ+= 。 (3 1/1cm g w w ==ρρ) 饱和重度:γ sat = sat ρg (kN/m 3) 。 ② 干密度和干重度 干密度——单位体积中土粒的质量:V m s d = ρ,(kg/m 3,g/cm 3)。 干重度——单位体积中土粒的重量:d γ=ρd g ,(kN/m 3)。

第四章:土壤物理性质

第四章土壤物理性质 主要教学目标:本章将要求学生掌握土壤物理性质如土壤质地、土壤结构以及土壤孔隙等内容。并在学习的基础上掌握改良不太适宜林业生产的某些土壤物理性质的一些方法。如客土、土壤耕作、施用化学肥料和土壤结构改良剂等。 第一节土壤质地 一、几个概念 1、单粒:相对稳定的土壤矿物的基本颗粒,不包括有机质单粒; 2、复粒(团聚体):由若干单粒团聚而成的次生颗粒为复粒或团聚体。 3、粒级:按一定的直径范围,将土划分为若干组。 土壤中单粒的直径是一个连续的变量,只是为了测定和划分的方便,进行了人为分组。土壤中颗粒的大小不同,成分和性质各异;根据土粒的特性并按其粒径大小划分为若干组,使同一组土粒的成分和性质基本一致,组间则的差异较明显。 4、土壤的机械组成:又叫土壤的颗粒组成,土壤中各种粒级所占的重量百分比。 5、土壤质地:将土壤的颗粒组成区分为几种不同的组合,并给每个组合一定的名称,这种分类命名称为土壤质地。如:砂土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、粘土等 二、粒级划分标准: 我国土粒分级主要有2个 1、前苏联卡庆斯基制土粒分级(简明系统) 将0.01mm作为划分的界限,直径>0.01mm的颗粒,称为物理性砂粒;而<0.01mm的颗粒,称为物理性粘粒。 2、现在我国常用的分级标准是: 这个标准是1995年制定的。 共8级: 2~1mm极粗砂;1~0.5mm粗砂;0.5~0.25mm中砂;0.25~0.10mm细砂;0.10~ 0.05mm极细砂;0.05~0.02mm粗粉粒;0.02~0.002mm细粉粒;小于0.002mm粘粒 三、各粒级组的性质 石砾:主要成分是各种岩屑 砂粒:主要成分为原生矿物如石英。比表面积小,养分少,保水保肥性差,通透性强。 粘粒:主要成分是粘土矿物。比表面积大,养分含量高,保肥保水能力强,但通透性差。粉粒:性质介于砂粒和粘粒之间。 四、土壤质地分类 1、国际三级制,根据砂粒(2—0.02mm)、粉砂粒(0.02mm—0.002mm)和粘粒(<0.002mm)的含量确定,用三角坐标图。 2、简明系统二级制,根据物理性粘粒的数量确定。考虑到土壤条件对物理性质的影响,对不同土类定下不同的质地分类标准。在我国较常用。 3、我国土壤质地分类系统: 结合我国土壤的特点,在农业生产中主要采用前苏联的卡庆斯基的质地分类。对石砾含量较高的土壤制定了石砾性土壤质地分类标准。将砾质土壤分为无砾质、少砾质和多砾质三级,可在土壤质地前冠以少砾质或多砾质的名称。 五、土壤质地与土壤肥力性状关系 从两个方面来论述 1、土壤质地与土壤营养条件的关系 肥力性状砂土壤土粘土 保持养分能力小中等大 供给养分能力小中等大

土的物理性质

第一章土的物理性质 第一节土的成因和工程特性 第二节土的组成及结构构造 一、名词解释 1粒径:土粒的直径大小。 2粒组:实际工程中常按粒径大小将土粒分组,粒径在某一范围之内的分为一组。 3粒径级配:各粒组的质量占土粒总质量的百分数。 4筛分法:适用粒径大于0.075mm的土。利用一套孔径大小不同的标准筛子,将称过质量的干土过筛,充分筛选,将留在各级筛上的土粒分别称重,然后计算小于某粒径的土粒含量。 5土的结构:指土中颗粒之间的联系和相互排列形式。 6土的构造:指同一土层中成分和大小都相近的颗粒或颗粒集合体相互关系的特征。 7土的有效粒径(d10):小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时,相应的粒径。 二、填空题 1.平缓大好良好 2.压缩性高承载力低渗透性强 3.单粒结构蜂窝结构絮状结构4.Cu≥5且Cc=1~3 5.固液 6固,液,气 7.缺乏某些粒径——不连续级配 8.不均匀系数Cu。 9. 小 10. B,A 11.二相土三相土二相土 三、选择题 1.C 2.C 3.B 4.B 5.A 6.C 7.A 第三节土的物理性质指标 一、名词解释 1.土的含水量ω:是指土中水的质量和土粒质量之比或重力之比。 2.土的密度:指单位体积土的质量。 :土中孔隙完全被水充满时单位体积土的质量。 3.饱和密度 sat 4.干密度d:单位体积土中土粒的质量。 5.土粒相对密度 Gs: 是土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比。 6.孔隙比e:是指土中孔隙的体积与土粒体积之比。 7.孔隙率n:是指土中孔隙的体积与土的总体积之比。 8.土的饱和度Sr:是指土中水的体积与孔隙体积之比。

最新土的物理性质及地基土的工程分类

土的物理性质及地基土的工程分类

第二章 土的物理性质及地基土的工程分类 1. 土力学的研究对象:土 土——土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不 同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。 §2-1 土的组成 一、土的组成?? ? ??孔隙中的水液气体 气冰土颗粒 固::: 土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系反映出土的不同性质,如干湿、轻重、松紧、软硬等。这就是土的物理性质。 二、土的固体颗粒 (一)土的颗粒级配 1.土颗粒的大小直接决定土的性质 2.粒径——颗粒直径大小 3.粒组——为了研究方便,将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒 归并为若干组别即称为粒组。 粒组的划分: 漂石 4.颗粒级配——土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量 来表示,称为土的颗粒级配。 颗粒级配的测室方法:——筛析法 比重计法 试验成果分析: ①颗粒级配累积曲线(半对数坐标) 见P17 图1-10 分析?? ?级配良好不均匀 粒径大小接近 曲线陡 级配良好不均匀粒径大小悬殊曲线平缓 ②不均匀系数(C u ) 1060u d /d C = ?? ?<>级配不良级配良好5 C 0C u u 式中:d 60——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时,该粒径称为 限定粒径d 60。 d 10——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时,相应的粒径称为 有效粒径d 10。

③曲率系数(C c ) 60102 30 c d d d C ?= 式中:d 30——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d 30 表示。 C c ——曲率系数,它描写的是累积曲线的分布范围,反映曲线的整体形 状。 C c =1~3时 级配良好 (二)土粒的矿物成分 漂石、卵石、砾石等粗大土粒的矿物成分以原生矿物为主。(与每岩相同) 砂粒的矿物成分大多为母岩中的单矿物颗粒。如石英等。 粉粒的矿物成分以粘土矿物为主。 粘土矿物由两种原子层构成,主要类型??? ??高岭石 伊利石蒙脱石 粘土矿物的特点:细小、亲水性强,吸水膨胀,脱水收缩。 二、土中的水和气 (一)土中水? ? ? ??? ???????毛细水重力水自由水弱结合水强结合水 结合水 1. 结合水 ——指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。 几万大气压 吸收力达几千极性分子水负电 土粒~? ?? -- 见P19 图1-13 (1)强结合水 ——指紧靠土粒表面的结合水。 特征:没有溶解盐类的能力,不传递静水压力,只有吸热变成蒸汽时才能移动。 物理指标:容度1.2~2.4g/cm 3 固体状态 冰点-78℃ 砂土吸 度占土粒质量1%、粘土17%。

地基基础的分类

地基基础的分类 按使用的材料分为:灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。 按埋置深度可分为:浅基础、深基础。埋置深度不超过5M者称为浅基础,大于5M者称为 深基础。 按受力性能可分为:刚性基础和柔性基础。 按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。 条形基础:当建筑物采用砖墙承重时,墙下基础常连续设置,形成通长的条形基础 刚性基础:是指抗压强度较高,而抗弯和抗拉强度较低的材料建造的基础。所用材料有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等,一般可用于六层及其以下的民用建筑和墙承重的轻型厂房。 柔性基础:用抗拉和抗弯强度都很高的材料建造的基础称为柔性基础。一般用钢筋混凝土制作。这种基础适用于上部结构荷载比较大、地基比较柔软、用刚性基础不能满足要求的情况。 独立基础:当建筑物上部为框架结构或单独柱子时,常采用独立基础;若柱子为预制时,则 采用杯形基础形式。 满堂基础:当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、独立基础不能满足地基要求时,常将这个建筑物的下部做成整块钢筋混凝土基础,成为满堂基础。按构造又分为伐形基础和 箱形基础两种。 伐形基础:是埋在地下的连片基础,适用于有地下室或地基承载力较低、上部传来的荷载较 大的情况。 箱形基础:当伐形基础埋深较大,并设有地下室时,为了增加基础的刚度,将地下室的底板、 顶板和墙浇制成整体 箱形基础。箱形的内部空间构成地下室,具有较大的强度和刚度,多用于高层建筑。 桩基础:当建造比较大的工业与民用建筑时,若地基的软弱土层较厚,采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求,常采用桩基。桩基的作用是将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层,或通过桩周围的摩擦力传给地基。按照施工方法可分为钢筋混凝土预制桩和灌注桩。 钢筋混凝土预制桩:这种桩在施工现场或构件场预制,用打桩机打入土中,然后再在桩顶浇注钢筋混凝土承台。其承载力大,不受地下水位变化的影响,耐久性好。但自重大,运输和吊装比较困难。打桩时震动较大,对周围房屋有一定影响

第1章土的物理性质及工程分类

第1章土的物理性质及工程分类 1.1 土的形成 岩土体是地壳的物质组成。岩体是地壳表层圈层,经建造和改造而形成的具一定组分和结构的地质体。它赋存于一定的地质环境之中,并随着地质环境的演化和地质作用的持续,仍在不断的变化着。土体是岩石风化的产物,是一种松散的颗粒堆积物。由于岩土材料组成的复杂性,其性质在许多方面不同于其它材料,具有其特有的多变性及复杂性。以下就岩土的特性分别简述之。 1.2 土的组成 1.1.1 土的结构与特性 土是一种松散的颗粒堆积物。它是由固体颗粒、液体和气体三部份组成。土的固体颗粒一般由矿物质组成,有时含有胶结物和有机物,这一部分构成土的骨架。土的液体部分是指水和溶解于水中的矿物质。空气和其它气体构成土的气体部分。土骨架间的孔隙相互连通,被液体和气体充满。土的三相组成决定了土的物理力学性质。 1)土的固体颗粒 土骨架对土的物理力学性质起决定性的作用。分析研究土的状态,就要研究固体颗粒的状态指标,即粒径的大小及其级配、固体颗粒的矿物成分、固体颗粒的形状。 (1)固体颗粒的大小与粒径级配 土中固体颗粒的大小及其含量,决定了土的物理力学性质。颗粒的大小通常用粒径表示。实际工程中常按粒径大小分组,粒径在某一范围之内的分为一组,称为粒组。粒组不同其性质也不同。常用的粒组有:砾石粒、砂粒、粉粒、粘粒、胶粒。以砾石和砂粒为主要组成成分的土称为粗粒土。以粉粒、粘粒和胶粒为主的土,称为细粒土。土的工程分类见本章第三节。各粒组的具体划分和粒径范围见表1-1。 土中各粒组的相对含量称土的粒径级配。土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比,一般用百分比表示。土的粒径级配直接影响土的性质,如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。要确定各粒组的相对含量,需要将各粒组分离开,再分别称重。这就是工程中常用的颗粒分析方法,实验室常用的有筛分法和密度计法。 筛分法适用粒径大于0.075mm的土。利用一套孔径大小不同的标准筛子,将称过质量的干土过筛,充分筛选,将留在各级筛上的土粒分别称重,然后计算小于某粒径的土粒含量。 密度计法适用于粒径小于0.075mm的土。基本原理是颗粒在水中下沉速度与粒径的平

土的物理性质及地基土的工程分类

第二章土的物理性质及地基土的工程分类 1. 土力学的研究对象:土 土——土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,经过不同的搬运方式,在各种自然环境中生成的沉积物。 §2-1 土的组成 一、土的组成? ? ? ? ? 孔隙中的水液 气体 气 冰 土颗粒 固 : : : 土中颗粒的大小、成分及三相之间的比例关系反映出土的不同性质,如干湿、轻重、松紧、软硬等。这就是土的物理性质。 二、土的固体颗粒 (一)土的颗粒级配 1.土颗粒的大小直接决定土的性质 2.粒径——颗粒直径大小 3.粒组——为了研究方便,将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归并为若干组别即称为粒组。 粒组的划分: 0.005mm 漂石粘粒4.颗粒级配——土粒的大小及组成情况,通常以土中各个粒组的相对含量来表示,称为土的颗粒级配。 颗粒级配的测室方法:——筛析法比重计法 试验成果分析: ①颗粒级配累积曲线(半对数坐标) 见P17 图1-10 分析? ? ? 级配良好 不均匀 粒径大小接近 曲线陡 级配良好 不均匀 粒径大小悬殊 曲线平缓 ②不均匀系数(C u) 10 60 u d/ d C=? ? ? < > 级配不良 级配良好 5 C C u u 式中:d60——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时,该粒径称为限定粒径d60。 d10——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时,相应的粒径称为有效粒径d10。 ③曲率系数(C c)

60102 30 c d d d C ?= 式中:d 30——当小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d 30表 示。 C c ——曲率系数,它描写的是累积曲线的分布范围,反映曲线的整体 形状。 C c =1~3时 级配良好 (二)土粒的矿物成分 漂石、卵石、砾石等粗大土粒的矿物成分以原生矿物为主。(与每岩相同) 砂粒的矿物成分大多为母岩中的单矿物颗粒。如石英等。 粉粒的矿物成分以粘土矿物为主。 粘土矿物由两种原子层构成,主要类型??? ??高岭石 伊利石蒙脱石 粘土矿物的特点:细小、亲水性强,吸水膨胀,脱水收缩。 二、土中的水和气 (一)土中水 ? ? ???? ???????毛细水重力水自由水弱结合水强结合水 结合水 1. 结合水 ——指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。 几万大气压 吸收力达几千极性分子水负电土粒~??? -- 见P19 图1-13 (1)强结合水 ——指紧靠土粒表面的结合水。 特征:没有溶解盐类的能力,不传递静水压力,只有吸热变成蒸汽时才能移动。 物理指标:容度1.2~2.4g/cm 3 固体状态 冰点-78℃ 砂土吸 度占土粒质量1%、粘土17%。 特点:极大的粘滞度,弹性和抗剪强度。 (2)弱结合水 ——指紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。 特征:不能传递静水压力,但水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜转

土的物理性质及工程分类

课题: 第一章土的物理性质及工程分类 一、教学目的:1.了解土的生成和工程力学性质及其变化规律; 2.掌握土的物理性质指标的测定方法和指标间的相互转换; 3.熟悉土的抗渗性与工程分类。 二、教学重点:土的组成、土的物理性质指标、物理状态指标。 三、教学难点:指标间的相互转换及应用。 四、教学时数: 6 学时。 五、习题:

第一章土的物理性质及工程分类 一、土的生成与特性 1.土的生成 工程领域土的概念:土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物,土与岩石的区分仅在于颗粒胶结的强弱,土和石没有明显区分。 土的生成:岩石在各种风化作用下形成的固体矿物、流体水、气体混合物。 不同风化形成不同性质的土,有下列三种: (1)物理风化:只改变颗粒大小,不改变矿物成分。由物理风化生成土为粗粒土(如块碎石、砾石、砂土),为无粘性土。 (2)化学风化:矿物发生改变,生成新成分—次生矿物。由化学风化生成土为细粒土,具有粘结力(粘土和粘质粉土),为粘性土。 (3)生物风化:动植物与人类活动对岩体的破坏。矿物成分没有变化。 2.土的结构和构造 (1)土的结构 定义:土颗粒间的相互排列和联结形式称为土的结构。 1)种类: 单粒结构:每一个颗粒在自重作用下单独下沉并达到稳态。 蜂窝结构:单个下沉,碰到已下沉的土颗粒,因土粒间分子引力大于重力不再下沉,形成大孔隙蜂窝状结构。 絮状结构:微粒极细的粘土颗粒在水中长期悬浮,相互碰撞吸引形成小链环状土集粒。小链之间相互吸引,形成大链环,称絮状结构。 图土的结构 3)工程性质: 密实的单粒结构工程性质最好,蜂窝结构与絮状结构如被扰动破坏天然结构,则强度低、压缩性高,不可用做天然地基。

第四章 土的工程性质与分类

第四章土的工程性质与分类 名词解释 湿陷性:黄土在一定压力作用下受水浸湿,土结构迅速破坏而发生显著附加下沉,具有这种特性的黄土,称湿陷性黄土。 膨胀土:膨胀土是一种粘性土,含有较多的亲水性粘土矿物,吸水膨胀,遇水崩解或软化,失水收缩,抗冲刷性能差,这种具有较明显的胀缩性的土称为膨胀土。 冻土:温度小于等于0℃,并含有冰的土层,称为冻土。 土的结构:土颗粒本身的特点:土颗粒大小、形状和磨圆度及表面性质(粗糙度)等。土颗粒之间的相互关系特点:粒间排列及其连结性质。 构造:在一定土体中,土层单元体的形态和组合特征,整个土层(土体)构成上的不均匀性特征的总和。包括:层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊及裂隙发育程度与特征等。 思考题 土的结构类型是什么,特征是什么? 1.单粒结构(散粒结构):是碎石(卵石)、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式。 2.集合体结构:也称团聚结构或絮凝结构。这类结构为粘性土所特有。对集合体结构,根据其颗粒组成、连结特点及性状的差异性,可分为蜂窝状结构和絮状结构两种类型。 单粒结构(散粒结构)特点 1) 孔隙大,透水性强,一般没有内聚力,但内摩擦力大,并且受压力时土体积变化较小。 2) 在荷载作用下压密过程很快。 3)一般情况(静荷载作用)下可不担心强度和变形问题。 集合体结构特点: 1)孔隙度和压缩性大(可达50%~98 %). 2)含水量大(往往超过50%),渗透性差,压缩过程缓慢. 3)具有大的易变性—不稳定性。 特殊土的特征和工程地质特性是什么及如何判别? ?黄土的湿陷性是如何判别? 湿陷黄土的工程特征:1)塑性较弱;2)含水较少;3)压实程度很差,孔隙较大;4)抗水性弱,遇水强烈崩解,膨胀量较小,但失水收缩量较明显;5)透水性较强;6)压缩中等,抗剪强度较高。 根据湿陷系数的大小,可以大致判断湿陷性黄土湿陷的强弱。 ?非自重湿陷性和自重湿陷性的差别? 自重湿陷性黄土: 在上覆土自重压力下受水浸湿发生湿陷的湿陷性黄土地基; 非自重湿陷性黄土: 只有在大于上覆土自重压力下受水浸湿后才会发生湿陷的湿陷性黄土地基。 当自重湿陷量<7cm时应定为非自重湿陷性黄土。 当自重湿陷量>7cm时应定为自重湿陷性黄土 ?湿陷起始压力和湿陷起始含水量是什么? 黄土的湿陷量与所受压力有关,存在一个压力界限,压力低于这个数值,黄土浸水也不会湿陷,这个压力为湿陷起始压力。

按地基土分类

按地基土分类:岩石, 碎石土, 砂土 , 粉土 ,粘性 土 , 人工填土 按施工的难易程度分八类:松软土 ,普通土, 坚土, 砂砾坚土, 软石 , 次坚石 坚石 ,特坚石 土的工程性质:土的可松性、土的含水量、土的渗透 性。 脚手架的作用:满足工人施工作业和堆放材料的需 要。 砌筑砂浆使用范围:适用于临时设施的砌筑 砖砌体施工程序:抄平、放线(底层抄平、放线;轴线、标高引测;楼层抄平、放线);摆砖样;立皮数杆;盘角、挂线;砌砖;勾缝;安装(浇筑)楼板。 砖砌体质量要求:横平竖直;厚薄均匀;砂浆饱满;上下错缝;内外搭砌;接槎牢固。 模板的作用:新浇砼成形工具 拆模顺序:先柱模;后墙模;再板模(侧模),最后梁模(侧模、底模) 砼质量检查:包括拌制和浇筑过程中的质量检查和养护后的质量检查(包括砼强度、抗冻性、抗渗性、耐久性等) 预制砼的要求:砼等级一般不低于C30,当采用碳素钢丝,钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时不小于C40。 人工降低地下水位方法:轻型井点、喷射井点、管井井点、深井泵以及电渗井点。 按地基土分类:岩石, 碎石土, 砂土 , 粉土 ,粘性 土 , 人工填土 按施工的难易程度分八类:松软土 ,普通土, 坚土, 砂砾坚土, 软石 , 次坚石 坚石 ,特坚石 土的工程性质:土的可松性、土的含水量、土的渗透 性。 脚手架的作用:满足工人施工作业和堆放材料的需 要。 砌筑砂浆使用范围:适用于临时设施的砌筑 砖砌体施工程序:抄平、放线(底层抄平、放线;轴 线、标高引测;楼层抄平、放线);摆砖样;立皮数 杆;盘角、挂线;砌砖;勾缝;安装(浇筑)楼板。 砖砌体质量要求:横平竖直;厚薄均匀;砂浆饱满; 上下错缝;内外搭砌;接槎牢固。 模板的作用:新浇砼成形工具 拆模顺序:先柱模;后墙模;再板模(侧模),最后梁模(侧模、底模) 砼质量检查:包括拌制和浇筑过程中的质量检查和养护后的质量检查(包括砼强度、抗冻性、抗渗性、耐久性等) 预制砼的要求:砼等级一般不低于C30,当采用碳素钢丝,钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时不小于C40。 人工降低地下水位方法:轻型井点、喷射井点、管井 井点、深井泵以及电渗井点 按地基土分类:岩石, 碎石土, 砂土 , 粉土 ,粘性土 , 人工填土 按施工的难易程度分八类:松软土 ,普通土, 坚土, 砂砾坚土, 软石 , 次坚石 坚石 ,特坚石 土的工程性质:土的可松性、土的含水量、土的渗透性。 脚手架的作用:满足工人施工作业和堆放材料的需要。 砌筑砂浆使用范围:适用于临时设施的砌筑 砖砌体施工程序:抄平、放线(底层抄平、放线;轴线、标高引测;楼层抄平、放线);摆砖样;立皮数杆;盘角、挂线;砌砖;勾缝;安装(浇筑)楼板。 砖砌体质量要求:横平竖直;厚薄均匀;砂浆饱满; 上下错缝;内外搭砌;接槎牢固。 模板的作用:新浇砼成形工具 拆模顺序:先柱模;后墙模;再板模(侧模),最后梁模(侧模、底模) 砼质量检查:包括拌制和浇筑过程中的质量检查和养护后的质量检查(包括砼强度、抗冻性、抗渗性、耐久性等) 预制砼的要求:砼等级一般不低于C30,当采用碳素钢丝,钢绞线、热处理钢筋作为预应力钢筋时不小于C40。 人工降低地下水位方法:轻型井点、喷射井点、管井井点、深井泵以及电渗井点

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