土力學(xué)第二章(已修改)
2025-08-27 21:11 本頁(yè)面
【正文】 第 1章 土的物理性質(zhì)及工程分類(lèi) 土的生成和演變 土的形成 ：地質(zhì)歷史的產(chǎn)物 ， 是地球表面的整體 巖石在大氣中經(jīng)受自然力和自然環(huán)境的長(zhǎng)期風(fēng)化作用形成 。 反向過(guò)程 ：土經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的地質(zhì)年代 ， 發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化 ， 逐漸壓密 、 巖化 ， 最終又可形成巖石 。 循環(huán)演變 ：巖石 ?土 ?巖石 ?土 …… 。 重復(fù)進(jìn)行 。 風(fēng)化作用 （ 1） 物理風(fēng)化 地質(zhì)構(gòu)造力； 溫度變化； 冰凍作用； 碰 撞作用 。 顆粒大小發(fā)生改變，化學(xué)成分保持不變。 生成原生礦物。 （ 2） 化學(xué)風(fēng)化 水解作用；水化作用；氧化作用；溶解作用 礦物化學(xué)成分變化 ， 形成次生礦物 。 正長(zhǎng)石 高磷石 (水解 ) （ 3） 生物風(fēng)化 植物根分泌有機(jī)酸；遺體腐爛；微生物作用 動(dòng)植物或人類(lèi)活動(dòng)的影響。 小結(jié)： （ 1） 物理風(fēng)化 （ 2） 化學(xué)風(fēng)化 （ 3） 生物風(fēng)化 需要注意 ： a、 上述風(fēng)化作用常常是同時(shí)存在的 。 b、 不同地區(qū) ， 自然條件不同 ， 風(fēng)化作用有主次 。 c、 風(fēng)化作用由地表向下逐漸減弱 第一節(jié) 土的組成 一、土的三相組成 土的三個(gè)基本特征 土的碎散性 三相性 自然變異性 （一）土的礦物成分與粒組關(guān)系（見(jiàn)下表 1） 二、土的固相 有機(jī)質(zhì)含量超過(guò) 3%~5%的土應(yīng)注明，不宜作為填筑材料。 表 1 土的礦物成分與粒組的關(guān)系 （ 二 ） 粒組的劃分和顆粒級(jí)配曲線 （ 1） 幾個(gè)基本概念 ?粒度 :土粒的大小稱(chēng)為粒度 。 ?粒度成分：不同粒徑顆粒的相對(duì)含量 （ 顆粒級(jí)配 ） 。 ?粒組：性質(zhì)相近的土粒合并為組 。 a、 粒組間的分界線是人為劃定的 。 b、 劃分時(shí)應(yīng)使粒組界限與粒組性質(zhì)的變化相適應(yīng) 。 c、 按一定的比例遞減關(guān)系劃分粒組的界限值 。 d、 表 2給出國(guó)內(nèi)常用的粒組劃分方法 。 表 2 粒組的劃分 （ 《 公路土工試驗(yàn)規(guī)程 》 JTJ05193 （ 2）粒度成分測(cè)定方法 我們知道，土體常常是由多種不同粒組的混合物。 往往以礫石和砂粒為主要成分的土稱(chēng)為粗粒土，也稱(chēng)為 無(wú)粘性土。以粉粒、粘粒和膠粒為主的土，稱(chēng)為細(xì)粒 土，也稱(chēng)為粘性土。顯然，土的性質(zhì)取決于不同粒組的 相對(duì)含量。為了確定各粒組的相對(duì)含量，需用試驗(yàn)的方 法將粒組區(qū)分開(kāi)來(lái)，這種試驗(yàn)方法統(tǒng)稱(chēng)為顆粒分析試驗(yàn)。 其試驗(yàn)方法有 篩分法 和 沉降法 兩種。分界粒徑為 . a. 篩分法：適用于粒徑大于 。 圖 1 擺篩圖 用一套孔徑不同的篩子，按從上至下篩孔逐漸減小放置。將事先稱(chēng)過(guò)質(zhì)量的烘干土樣過(guò)篩，稱(chēng)出留在各篩上的土質(zhì)量，然后計(jì)算其占總土粒質(zhì)量的百分?jǐn)?shù) 。 b. 沉降分析法：適用于粒徑小于 細(xì)顆粒土 。 斯托克斯 (stokes)定理：顆粒下沉速度與顆粒直徑的平方成正比 。 c. 綜合分析 篩分法和沉降分析法結(jié)合 （ 3）粒度成分及其表示方法 表格法 顆粒級(jí)配曲線法 （見(jiàn)圖 11） 三角坐標(biāo)法 表格法 例：從干砂樣中稱(chēng)取質(zhì)量 1000g的式樣，放入標(biāo)準(zhǔn)篩 中，經(jīng)充分振搖后，稱(chēng)得各級(jí)篩上留存的土粒質(zhì)量， 見(jiàn)下表中的第二行，試求土內(nèi)各粒組的土粒質(zhì)量。 篩 孔 徑（ mm） 底盤(pán) 各級(jí)篩上的土粒質(zhì)量（ g） 100 100 250 300 100 50 100 小于各級(jí)篩孔徑的土粒含量（ %） 90 80 55 25 15 10 顆粒級(jí)配曲線 顆粒級(jí)配曲線 ? 用半對(duì)數(shù)制表示顆粒級(jí)配曲線 橫坐標(biāo) (按對(duì)數(shù)比例尺 )：表示某一粒徑 （ d） ； 縱坐標(biāo)：表示小于某一粒徑的土粒百分含量 （ %） 。 ? 由顆粒級(jí)配曲線可知道某一粒徑范圍的百分含量 ！ ? 問(wèn)題：如何判斷級(jí)配的好壞 ？ ? 兩個(gè)指標(biāo)表示大小、均勻程度及其級(jí)配情況 不均勻系數(shù)： d60（ 限定粒徑 ） —小于該粒徑的含量占總量的 60% d10（ 有效粒徑 ） —小于該粒徑的含量占總量的 10% ?該指標(biāo)考慮了大顆粒和小顆粒含量的差異； ?Cu愈大 ， 顆粒愈不均勻； d30（ 連續(xù)粒徑 ） —小于該粒徑的含量占總量的 30% 曲率系數(shù) ： ?該指標(biāo)考慮了中間粒徑的 影響； ?Cc大于 3， 曲率變化快 ，土均勻； ?Cc小于 1， 曲率變化平緩 ，中間顆粒少； a、 級(jí)配良好土：曲線光滑連續(xù) ， 不存在平臺(tái)段 ， 坡度平緩 滿足 Cu5及 Cc=13兩個(gè)條件 土級(jí)配優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn) 圖 2 土的顆粒級(jí)配曲線 （圖2的B土曲線） b、 級(jí)配不良土：級(jí)配曲線坡度陡峭 ， 粗細(xì)顆粒均勻 ； 級(jí)配曲線存在平臺(tái)段 ， 即存在不連續(xù)粒徑 。 不能同時(shí)滿足 Cu5及 Cc=13兩個(gè)條件 圖 2 土的顆粒級(jí)配曲線 （圖2 的C土和A土曲線） 顆粒級(jí)配曲線
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