sm01土的物理性質(zhì)6.ppt

1、教學(xué)內(nèi)容：1.1土的結(jié)構(gòu)及三相組成 授課時數(shù)：2課時 授課類型：講授課 教學(xué)目標(biāo)：掌握土的三相組成；了解的結(jié)構(gòu)構(gòu)造 教學(xué)重點(diǎn)：土的三相組成 教學(xué)難點(diǎn)：固相和液相組成；篩分試驗(yàn) 教學(xué)方法：啟發(fā)誘導(dǎo)，多媒體演示 學(xué)生學(xué)法：主動探索和思考,Chap.1 土的物理性質(zhì)及工程分類,1.1 土的結(jié)構(gòu)及三相組成,1.2 土的三相比例指標(biāo),1.3 土的物理狀態(tài)指標(biāo),1.4 土的工程分類,1.1 土的三相組成及土的結(jié)構(gòu),土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。,風(fēng)化作用,物理作用：巖石產(chǎn)生量的變化,化學(xué)作用,生物作用,巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化,土是由固相、液相、氣相組成的三相分散系。,液相主要是水(溶解有少量的可溶鹽類)。,固相包括多種礦

2、物成分組成土的骨架，骨架間的空隙為液相和氣相填滿，這些空隙是相互連通的，形成多孔介質(zhì)。,氣相主要是空氣、水蒸氣，有時還有沼氣等,二相土,飽和土：固相、液相,干土：固相、氣相,一、土的固相,1.礦物成分,a.原生礦物：包括石英、長石和云母等。,顆粒一般較粗，多呈渾圓形、塊狀或板狀。 吸附水的能力弱，性質(zhì)比較穩(wěn)，無塑性。,b.次生礦物：粘土礦物,顆粒極細(xì)，且多呈片狀。 性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的吸附水能力（尤其是由蒙脫石組成的顆粒），具塑性。,常見的粘土礦物有， 蒙脫石：親水性強(qiáng)（吸水膨脹、脫水收縮） 伊里石：親水性中等 高嶺石：親水性差,2.土的顆粒級配,界限粒徑劃分粒組的分界尺寸。,土的顆粒級配土中各

3、個粒組的相對含量(各粒組占土粒總重的百分?jǐn)?shù))。,土的顆粒級配可由土的顆粒大小分析試驗(yàn)（簡稱顆分試驗(yàn)）測定。,篩分法（d0.075mm的土）,密度計(jì)法 （d0.075mm的土）,顆粒級配累積曲線顆粒大小分析試驗(yàn)成果，由其橫坐標(biāo)（對數(shù)坐標(biāo)）表示粒徑?？v坐標(biāo)則表示用小于(或大于)某粒徑的土重含量(或稱累計(jì)百分含量) 。,曲線平緩，粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻，級配較好。,定性分析：,曲線陡，粒徑大小均勻，級配差。,不均勻系數(shù)反映大小不同粒組的分布情況，越大表示土粒大小的分布范圍越大，其級配越良好，作為填方工程的土料時，則比較容易獲得較大的密實(shí)度。 曲率系數(shù)描寫的是累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形

4、狀。,土粒的級配指標(biāo),不均勻系數(shù)：,曲率系數(shù)：,顆粒級配可在一定程度上反映土的某些性質(zhì)。,定量分析：,d10稱為有效粒徑 d30和d60稱為限定粒徑,由于土粒大小不同而造成比表面數(shù)值上的巨大變化，必然導(dǎo)致土的性質(zhì)的突變，所以，土粒大小對土的性質(zhì)起著重要的作用。,3.土粒的形狀,粘土礦物的比表面單位體積(或質(zhì)量)的顆?？偙砻娣e,二、土的液相,以固態(tài)存在，對工程無影響,電場力作用下可在顆粒間移動，對粘性土可塑性有顯著影響,對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生浮力、動水力對工程中影響及結(jié)構(gòu)防水,結(jié)構(gòu)防潮,三、土的氣相,土中的氣體若與大氣相通，則對土的力學(xué)性質(zhì)影響不大； 若與大氣隔絕，使土的壓縮性提高，透水性減小。影響壓實(shí)效果

5、。,由土粒單元的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系等因素形成的綜合特征。,土的結(jié)構(gòu),絮狀結(jié)構(gòu)：d0.005mm（粘粒）,蜂窩結(jié)構(gòu)：d=0.0050.075mm（粉粒）,單粒結(jié)構(gòu)：d0.075mm（砂粒）,四、土的結(jié)構(gòu),小結(jié),土的三相組成,土是由固相、液相、氣相組成的三相分散系。,土的顆粒級配土中各個粒組的相對含量(各粒組占土?？傊氐陌俜?jǐn)?shù))。,土的顆粒級配可由土的顆粒大小分析試驗(yàn)（簡稱顆分試驗(yàn)）測定。,作業(yè),P23 思考題1，2，3 習(xí)題1,教學(xué)內(nèi)容：1.2土的三相比例指標(biāo) 授課時數(shù)：2課時 授課類型：講授課+習(xí)題 教學(xué)目標(biāo)：掌握土的三相比例指標(biāo)定義及公式；學(xué)會指標(biāo)換算基本方法 教學(xué)重點(diǎn)：三相比

6、例指標(biāo)定義及公式；指標(biāo)換算 教學(xué)難點(diǎn)：指標(biāo)換算 教學(xué)方法：啟發(fā)誘導(dǎo)，多媒體演示，練習(xí) 學(xué)生學(xué)法：主動探索和思考，課上練習(xí)，課下復(fù)習(xí),三相圖中符號含義如下： m 土的總質(zhì)量 ma 氣體的質(zhì)量 mw 液體的質(zhì)量 ms 固體顆粒的質(zhì)量 V 土的總體積 Vv 土的孔隙部分體積 Va 氣體體積 Vw 水的體積 Vs 土的固體顆粒的體積,1.2 土的三相比例指標(biāo),一、密度、比重及含水率三個試驗(yàn)指標(biāo),土粒比重 ( ds )土顆粒的質(zhì)量與同體積純蒸餾水在4時的質(zhì)量之比。,土的含水率 ( )土中水的質(zhì)量 (mw ) 和土顆粒質(zhì)量 (ms) 之比，用百分比表示。,土的密度 ( )自然堆積狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。

7、,烘干法,環(huán)刀法,比重瓶法,二、換算指標(biāo),干密度完全干燥狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。,飽和密度飽和狀態(tài)下，單位體積土的質(zhì)量。,浮重度（有效重度）水位線以下的土體在扣除浮力后，單位體積土的重量。,孔隙率土中孔隙體積與土總體積之比。,飽和度土中水的體積與孔隙體積之比。,孔隙比土中孔隙體積與土顆粒體積之比。,孔隙比和孔隙率都表示土的密實(shí)程度。,飽和度顯示土孔隙被水充滿的程度。,試證明：,三、三相指標(biāo)間的換算,三、三相指標(biāo)間的換算,例題 1,某土樣體積100cm3，濕土質(zhì)量187g，烘干后167g。若已知相對密度為2.66，試求該土樣含水率、密度、重度、干重度、孔隙比、飽和度、飽和重度和有效重度?,例題

8、 2,某完全飽和粘性土的 含水率40，土粒相對密度2.7，試求孔隙比和干密度?,Sr=1,小結(jié),土的三相比例指標(biāo),三相比例指標(biāo)間換算,作業(yè),P23 習(xí)題2，3，4,教學(xué)內(nèi)容：1.3土的物理狀態(tài)指標(biāo) 1.4土的工程分類 授課時數(shù)：2課時 授課類型：講授課+習(xí)題 教學(xué)目標(biāo)：掌握土的物理狀態(tài)指標(biāo)；理解土的工程分類方法 教學(xué)重點(diǎn)：土的物理狀態(tài)指標(biāo)；土的工程分類方法 教學(xué)難點(diǎn)：物理狀態(tài)指標(biāo) 教學(xué)方法：啟發(fā)誘導(dǎo)，多媒體演示，練習(xí) 學(xué)生學(xué)法：主動探索和思考，課上練習(xí)，課下復(fù)習(xí),一、無粘性土的密實(shí)度,2. 相對密度,(填土方的質(zhì)量控制),1.3 土的物理狀態(tài)指標(biāo),0.70.75,1. 孔隙比,優(yōu)點(diǎn)：簡單方便

9、缺點(diǎn)：無法反映土的級配因素,優(yōu)點(diǎn)：計(jì)入土的級配因素，理論上比較完善。 缺點(diǎn)：天然孔隙比難以獲取，且emax,emin的測定受人為的影響較大。,3. 標(biāo)貫錘擊數(shù)N,N10 松散 1030 密實(shí),裝置：貫入器（可取土）、穿心錘 (重63.5kg=140磅),方法:,2）貫入15cm；,3）落距76cm（30英寸），測貫入30cm之錘擊數(shù)N, 桿長修正后得N63.5,4）再貫入10cm，看擊數(shù)有無突變，有則加密測點(diǎn),1）鉆孔至擬測深度以上15cm；,1. 稠度,二、粘性土的稠度,土的軟硬程度或土抵抗外力作用所引起變形或破壞的能力。,2. 界限含水量(又稱阿太堡界限),固態(tài),半固態(tài),可塑狀態(tài),流動狀態(tài)

10、,縮限ws,塑限wp,液限wl,液限儀,錐式液限儀,碟式液限儀,塑限：搓條法,液限,塑限,液限：,液塑限 聯(lián)合測定儀,3. 液性指數(shù),工程上用以判別重塑土軟硬程度,4.塑性指數(shù),表示可塑性范圍的大小,Ip是細(xì)粒土分類的依據(jù)。,1.4 土的工程分類,一、巖石(rock),分類,二、碎石土(crushed stone),大于顆?？傊氐?0%,三、砂土(sand),(按濕度分),四、粉土(silt),1. 定義,2. 分類,五、粘土(clay),1. 定義,（1）一般粘土(clay)：第四紀(jì)沉積物壓縮性低，強(qiáng)度較高，良好的地基。 （2）淤泥和淤泥質(zhì)土(muck and mucky soil)：軟弱土，不好地基（處理） （3）紅粘土(red clay): 裂隙發(fā)育（特殊土）,2. 按工程地質(zhì)特征分類,六、人工填土(fill/artificial soil),六、細(xì)粒土,粗、細(xì)粒組的分界粒徑：0.075mm。,塑性圖,例題 1,已知某粘性土液限41，塑限22，飽和度98，土粒比重2.75,孔隙比1.55，求液性指數(shù)和塑性指數(shù)，并確定狀態(tài)？,例題 2,已知某砂土天然含水率9.43，密度1.66g/cm3，最密實(shí)狀態(tài)干砂1.62kg，最疏松狀態(tài)干砂1.45kg，土粒比重2.70, 求相對密度，并確定狀