雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學(xué)課件

1、雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學(xué)雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學(xué)第三講 教學(xué)要求： 1、掌握土的物理性質(zhì)指標(biāo)的確定； 2、掌握土的物理狀態(tài)指標(biāo)的含義與判別； 3、了解土的工程分類方法。第三講 教學(xué)要求：第三章土的物理性質(zhì)與工程分類 一、土的三相組成 二、土的物理性質(zhì)指標(biāo) 例1：某土樣，在天然狀態(tài)下的體積為140 ，質(zhì)量為240g，烘干后質(zhì)量為190g，經(jīng)試驗(yàn)確定土粒比重為2.67。試求該土樣的密度、含水量、孔隙度和飽和度。 解： 利用三相圖中各相的關(guān)系與指標(biāo)定義求解 第三章土的物理性質(zhì)與工程分類 一、土三相圖 氣 水 土粒 干土 飽和土三相圖 （1）確定土的密度與含水量 根據(jù)已知條件： 濕土體積

2、濕土質(zhì)量 土粒質(zhì)量 水的質(zhì)量 由此，得出土的密度和含水量 （1）確定土的密度與含水量 （2）確定三相圖中各相的體積 （3）計(jì)算換算指標(biāo) 孔隙度 飽和度 （2）確定三相圖中各相的體積 例2：某原狀土樣，經(jīng)試驗(yàn)確定土的密度 1.85 ，含水量 20%，土粒比重 =2.69 。試確定土的孔隙比、飽和度、飽和 密度和干密度。 解法一：利用三相圖和指標(biāo)定義求解 設(shè) 1. 由三個(gè)實(shí)測(cè)指標(biāo)，確定三相圖中各相質(zhì)量與體積 設(shè)各相質(zhì)量與體積詳見三相圖 氣 =0.538 水 =0.538 =0.745 =3.228 =1.745 =2.69 土粒 =1 各相質(zhì)量與體積詳見三相圖 2. 計(jì)算各換算指標(biāo) 孔隙比： 飽和

3、度： 飽和密度： 干密度： 2. 計(jì)算各換算指標(biāo) 解法二：直接利用換算關(guān)系式計(jì)算 孔隙比 飽和度 飽和密度 干密度 解法二：直接利用換算關(guān)系式計(jì)算 三、土的物理狀態(tài) 物理狀態(tài)：在天然狀態(tài)下，土所表現(xiàn)出的干濕、軟硬、松密等特征 。 （一）無粘性土的密實(shí)狀態(tài) 1、孔隙比 判別 2、相對(duì)密度 判別 3、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù) 判別 三、土的物理狀態(tài) 無粘性土的相對(duì)密度 或 判別無粘性土密實(shí)狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)： 0 1/3 疏松 1/3 2/3 中密 2/3 1.0 密實(shí) 例3：某天然砂層，密度為1.38 ，含水量為15%，試驗(yàn)確定該砂土的最大干密度為1.60 ，最小干密度為1.10 ，判斷該砂層處于哪種狀態(tài)？ 例

4、3：某天然砂層，密度為1.38 解：由干密度的換算關(guān)系式，得干密度為 從而相對(duì)密實(shí)度 該砂層處于疏松狀態(tài)。 解：由干密度的換算關(guān)系式，得干密度為 （二）粘性土（細(xì)粒土）的稠度 1、稠度：粘性土在某一含水量下的軟硬程度和土體對(duì)外力引起的變形或破壞的抵抗能力。 2、稠度狀態(tài)：粘性土處在某種稠度所呈現(xiàn)出的狀態(tài) 稠度狀態(tài)為 固態(tài)或半固態(tài) 塑態(tài) 流動(dòng)狀態(tài) （二）粘性土（細(xì)粒土）的稠度 3、稠度界限： 土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)的界限含水量。 工程上常用稠度界限有： 液限 ：土從塑態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)時(shí)界限含水量。 塑限 ：土從半固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗軕B(tài)時(shí)界限含水量。 液、塑限通過試驗(yàn)確定。 3、稠度界限： 4、塑性指數(shù)

5、 液限與塑限的差值，即 表征粘性土可塑性大小。 塑性指數(shù) 是粘性土分類重要依據(jù)。 4、塑性指數(shù) 5、液性指數(shù) 反映粘性土的軟硬程度 用 直接判別土的稠度狀態(tài)： 堅(jiān)固狀態(tài) 可塑狀態(tài) 流動(dòng)狀態(tài) 5、液性指數(shù) 例4：從某地基中取原狀土樣，測(cè)得土的液限為45%，塑限為15%，天然含水量為38%，試判別該地基處于何種狀態(tài)？ 解：已知 =45% ， =15% ， =38% 因而，液性指數(shù)： 0 = 0.771.0 故該地基處于可塑狀態(tài)。 例4：從某地基中取原狀土樣，測(cè)得土的液限 四、土的工程分類 1、實(shí)驗(yàn)室分類法 2、目測(cè)分類法 四、土的工程分類 小 結(jié) 1、土的物理性質(zhì)指標(biāo)的確定：指標(biāo)定義、換算關(guān)系；

6、2、土的物理狀態(tài)指標(biāo)和判別土的狀態(tài)；無粘性土狀態(tài) 密實(shí)度 相對(duì)密度 ：常用 評(píng)價(jià)方法 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù) 孔隙比 粘性土 稠度 稠度界限液限 ，塑限 反映可塑性大小指標(biāo)塑性指數(shù) 判別稠度狀態(tài)指標(biāo)液性指數(shù) 3、土的工程分類方法。 練習(xí)題 1.某土樣的含水量為7.0%，密度為1.65 ，土粒比重為2.70，設(shè)土的孔隙比不變，為使土樣完全飽和，200g土樣應(yīng)加多少水？ 2、某天然砂層，密度為1.47 ，含水量為13%，由試驗(yàn)求得該砂土的最小干密度為1.20 ，最大干密度為1.66 ， 該砂層屬于那種狀態(tài)？ 遼寧廣播電視大學(xué)雙向視頻課程 工程地質(zhì)與巖土力學(xué) 主講人：祁孝珍雙向視頻課程工程地質(zhì)與巖土力學(xué)

7、第四講 教學(xué)要求： 1、掌握巖石的基本物理性質(zhì)指標(biāo)； 2、理解巖石的水理性質(zhì)及其指標(biāo)； 3、了解巖石熱學(xué)性質(zhì)及指標(biāo)的表示。第四講 教學(xué)要求：第四章巖石（體）的物理性質(zhì) 一、巖石的基本物理性質(zhì) （一）巖石的密度 單位體積內(nèi)巖石的質(zhì)量，單位為 。 巖石的密度又分為顆粒密度和塊體密度。 第四章巖石（體）的物理性質(zhì) 一、巖石的基本物 1、顆粒密度 巖石固體相部分的質(zhì)量與其體積的比值； 不包括空隙在內(nèi)，其大小取決于組成巖石的礦物密度及含量； 巖石的顆粒密度屬實(shí)測(cè)指標(biāo)，常用比重瓶法。 1、顆粒密度 2、塊體密度 巖石單位體積內(nèi)的質(zhì)量，單位為 。 按巖石試件的含水狀態(tài)分為： 1）干密度 : 2）飽和密度 ：

8、 3）天然密度 ： 巖石的塊體密度可用量積法和蠟封法測(cè)定。 2、塊體密度 （二）巖石的空隙性按其空隙相通情況與空隙開啟程度的大小分為： 1.總空隙率 ： 2.總開空隙率 ： 3.大開空隙率 ： 4.小開空隙率 ： 5.閉空隙率 ： （二）巖石的空隙性 一般提到的巖石空隙率系指總空隙率； 巖石的空隙性對(duì)巖塊和巖體的水理、熱學(xué)性質(zhì)影響很大； 巖石的空隙性指標(biāo)不能實(shí)測(cè)，只能通過密度與吸水性等指標(biāo)換算求得。 一般提到的巖石空隙率系指總空隙率； 二、巖石的水理性質(zhì) 巖石在水溶液作用下表現(xiàn)出來的性質(zhì)。 （一）巖石的吸水性 巖石在一定的試驗(yàn)條件下吸收水分的能力。 1.吸水率 巖石試件在大氣壓力條件下自由吸入

9、水的質(zhì)量 （ ）與巖樣干質(zhì)量（ ）之比。 巖石大開空隙率： 二、巖石的水理性質(zhì) 2.飽和吸水率 巖石在高壓或真空條件下吸入水的質(zhì)量（ ）與巖樣干質(zhì)量（ ）之比。 巖石總開空隙率： 3.飽水系數(shù) 巖石的吸水率（ ）與飽和吸水率（ ）之比。 （二）巖石的軟化性 巖石浸水飽和后強(qiáng)度降低的性質(zhì)。 軟化系數(shù) ： 巖石試件的飽和抗壓強(qiáng)度（ ）與干抗壓強(qiáng)度（ ）之比。 （二）巖石的軟化性 （三）巖石的抗凍性 巖石抵抗凍融破壞的能力，常用指標(biāo)： 1.抗凍系數(shù) 巖石試件經(jīng)反復(fù)凍融后的干抗壓強(qiáng)度（ ）與凍融前干抗壓強(qiáng)度（ ）之比。 （三）巖石的抗凍性 2.質(zhì)量損失率 巖石凍融試驗(yàn)前后干質(zhì)量之差（ ）與試驗(yàn)前干質(zhì)量

10、（ ）之比。 2.質(zhì)量損失率 （四）巖石的膨脹性 巖石浸水后體積增大的性質(zhì)； 一般用膨脹力和膨脹率兩個(gè)指標(biāo)表示，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定。 （五）巖石的崩解性 巖石與水相互作用失去粘結(jié)力，完全喪失強(qiáng)度時(shí)的松散物質(zhì)的性質(zhì)； 用耐崩解性指數(shù) 表示： （六）巖石的滲透性 巖石被水透過的性質(zhì)。 （四）巖石的膨脹性 三、巖石的熱學(xué)性質(zhì) 巖石熱學(xué)性質(zhì)有：容熱性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性。 （一）容熱性 在進(jìn)行熱交換時(shí)，巖石吸收熱量的能力。 常用指標(biāo)：巖石的比熱、容積熱容 三、巖石的熱學(xué)性質(zhì) 1.巖石的比熱： 在不存在相轉(zhuǎn)變條件下，單位質(zhì)量巖石溫度變化 時(shí)所需輸入的熱量，用 表示。 2.容積熱容： 單位體積的巖石，在溫度變化 所需要的熱量，用 表示。 3.兩者關(guān)系： 1.巖石的比熱： （二）導(dǎo)熱性 巖石傳導(dǎo)熱量的能力，常用導(dǎo)熱系數(shù)來度量。 導(dǎo)熱系數(shù) ：當(dāng)溫度梯度為 時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積巖石所傳導(dǎo)的熱量。用 表示。 （二）導(dǎo)熱性 （三）熱膨脹性 在溫度變化時(shí)，巖石形狀和尺寸變化的性質(zhì)，常用線膨脹系數(shù)和體膨脹系數(shù)表示。 1.線膨脹系數(shù) ：巖石的溫度升高 所引起的線性伸長(zhǎng) 與在溫度為 時(shí)長(zhǎng)度 的比值。 （三）熱膨脹性 2.體膨脹系數(shù) ：巖石的溫度升高 所引起體積伸長(zhǎng)量 與溫度為 時(shí)體積 的比值。 2.體膨脹系數(shù) ：巖石的溫度升高 小 結(jié) 1、巖石的基本物理性質(zhì)指