【正文】 度成分 (以質(zhì)量 %計 ) 土樣 1 土樣 2 土樣 3 105 52 21 ? 60. 405 ? (2) 累計曲線法 （粒徑分布曲線圖） ? 以粒徑為橫坐標(biāo)，以小于某一粒徑的累計百分含量為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，將試驗結(jié)果數(shù)據(jù)投到該坐標(biāo)系中，得到兩者之間的關(guān)系曲線（累計曲線）。 ? ? tLg1800d ws ??? ?? ?—— Stocks公式 （ mm） —— Stocks公式 ?試驗方法： ?密度計法 ?移液管法 ?虹吸比重瓶法 ?方法不同，但原理均為 Stocks公式。 ? 原理：根據(jù)土粒在懸液中的沉降速率與粒徑的平方成正比的 Stocks公式來確定各粒組相對含量的方法。 ?優(yōu) 點：簡單易行。 ?可根據(jù)土的性質(zhì)和工程要求適當(dāng)增減不同篩徑的分析篩。 ? （ 1）篩析法 ?適用條件：適用于粒徑界于 60~之間的土。 %100??bammx? 粒度分析方法 ? 粒度分析 的定義： ? 又稱顆粒分析，采用不同的方法將構(gòu)成土的各粒組劃分開來，并計算出各粒組的百分含量，以確定土的粒度成分，同時根據(jù)粒度成分分析結(jié)果進行土的分類與定名（尤其粗粒土和巨粒土）。 ? 我國 《 土的工程分類標(biāo)準(zhǔn) 》 （ GB/T 501452022） 中的粒組劃分方案見下圖： ? (2) 粒組劃分 巨粒 粗粒 細粒 ? (3)粒度成分 ? 土的工程性質(zhì)與構(gòu)成土的各種粒徑的相對含量有關(guān) ，即與各種粒徑在土中的比例搭配關(guān)系有關(guān)。也就是將土中的顆粒按粒徑分成若干個粒徑區(qū)段，每一個區(qū)段中所包括的這些大小的顆粒稱為粒組，即土中顆粒直徑界于某粒徑區(qū)間的所有顆粒。不同粒徑的土粒具有不同的成分和性質(zhì)。大到數(shù)百至數(shù)千 mm的漂石、塊石，小到不足千分之一的黏土顆粒。 2 土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu) 土的基本特性 土的粒度成分 土的礦物成分 土的化學(xué)成分 土中的水和氣 土與水的相互作用 土的粒度成分 ? 粒徑 ?土粒的大小用其直徑表示，稱為 粒徑 ，又稱 粒度 。這些孔隙是透水的。這是因為，土粒之間的摩擦力和黏聚力（土粒間的結(jié)合力）通常較小。 土與其它連續(xù)介質(zhì)的建筑材料（如鋼材等）相比，具有以下三個方面的工程特性： ? 1） 壓縮性高 —— 在相同外部荷載作用下，土的壓縮量遠大于常用的建筑材料如混凝土，反映在變形模量 E上，土的壓縮模量較建筑材料要小，而且不同類型的土之間的壓縮性存在較大的差別。 ? 4）土是多礦物組合體 ? 土中含有 5~10種甚至更多的礦物，其中除 原生礦物 外， 次生黏土礦物是主要成分。 ? 砂土及其它碎屑土的 比表面積 很小 ， 所以表面能有限 ， 砂土 在物理 — 化學(xué)方面 ， 很大程度上是 惰性的 、 不親水 的 。 ? 任何土類具有存在一定的能量 ， 在砂土和黏性土中 ， 其總能量是由內(nèi)部能量和表面能量之和構(gòu)成的 。當(dāng)細分散顆粒與水作用時，在固、液相界面上具有很強的物理 — 化學(xué)活性。因此，一般將細分散體系和膠體體系合并在一起作為土的細分散部分加以研究。 ? 研究表明，粗分散體系與細分散體系及膠體體系的差別很大。 ? 根據(jù)固相土粒的大小程度，將土劃分為： ?粗分散體系 (2?m) ?細分散體系 (2~?m) ?膠體體系 (~?m) ?分子體系 (?m)。 ? 3）土是分散體系 ? 由二相或更多相所構(gòu)成的體系，其一相或某一些相分散在另一相中，稱為 分散體系 。因此， 土的相系之間質(zhì)和量的變化是鑒定其工程性質(zhì)的一個重要依據(jù) 。 松散沉積物類型： ? 風(fēng)化殘積 ：殘積物 ? 重力堆積 ：墜積物、崩塌堆積物、滑坡堆積物、土溜堆積物 ? 大陸流水堆積 ：坡積物、洪積物、沖積物、湖積物、沼澤沉積物、三角洲（河－湖、河－海）堆積物 ? 海水堆積 ：濱海堆積物、淺海堆積物、深海堆積物 ? 地下水堆積 ：泉水堆積物、洞穴堆積物 ? 冰川堆積 ：冰積堆積物、冰水堆積物、冰積湖堆積物 ? 風(fēng)力堆積 ：風(fēng)積物 ? 火山堆積 ：火山巖及火山碎屑巖 ? 其它 ：人工堆積 ? 通常，流水搬運、沉積形成的土如洪、沖積土的工程性質(zhì)要好 于風(fēng)力搬運、沉積形成的土，也好于湖積和海積土； 沉積年代久遠的土的工程性質(zhì)要優(yōu) 于新近形成的土；不同的自然條件下形成的土的性質(zhì)有較大的差異，各地往往存在一些 特殊性土 ，其性質(zhì)常常較一般土差。 ? 形成過程中仍殘留原地的稱為 殘積土 。因此，成因類型和地質(zhì)歷史的研究是分析鑒定土的工程性質(zhì)的基礎(chǔ)。 2 土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu) 土的基本特性 土的粒度成分 土的礦物成分 土的化學(xué)成分 土中的水和氣 土與水的相互作用 土的基本特征 從地質(zhì)觀點分析，土具有如下共同特點： ? 1）土是地質(zhì)歷史的產(chǎn)物 ? 土是由多種礦物自然集合而成的，它是在一定的地質(zhì)歷史時期內(nèi)，經(jīng)過各種復(fù)雜的自然因素的作用后形成的。 ? 土的性質(zhì)之所以有這樣大的差別，主要是其成分和結(jié)構(gòu)的不同。2 土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu) ? 土是未固結(jié)成巖的松散沉積物，在地表廣泛分布，是工程和經(jīng)濟活動的主要對象。土的工程性質(zhì)復(fù)雜多變： ? 作為建筑地基，有的可以修建高樓大廈，有的連平房都承受不起；作為建筑材料，有的可以作為混凝土的骨料，有的可以燒制磚瓦，有的很難派上用場。因此，在研究土的工程性質(zhì)形成及其變化規(guī)律時，首先要研究土的組成成分。不同類型的土，其形成時間、地點、環(huán)境及方式不同，各種礦物在質(zhì)量、數(shù)量和空間排列上都有一定的差異，因而工程性質(zhì)也有所不同。 ? 形成過程：無機土來自巖石的 物理風(fēng)化 和化學(xué)風(fēng)化 ,有機土中的有機物來自植物、小動物的骨骼和外殼。 ? 由風(fēng)、水、波浪、冰川或重力搬運而形成的沉積物稱為 運積土 。 ? 2）土是相系組合體 ? 土是由三相（固、液、氣）或四相（固、液、氣、有機質(zhì)）所組成的體系： ???????????????—特殊土的一種——有機土—有機質(zhì)（特殊相）—兩相凍土—冰—四相凍土—空氣水冰（特殊相）—兩相土——飽和土—水—三相土——濕土—水（液相）空氣—兩相土——干土—空氣（氣相）固相土顆粒 )(? 相系之間往往存在復(fù)雜的物理 — 化學(xué)作用。 ? 在研究土?xí)r，必須對同時存在的三相的質(zhì)與量以及它們之間的相互作用一并加以研究。多相組成的土是分散體系。 ? 分散體系的性質(zhì)隨著分散程度的變化而變化 。 細分散體系和膠體體系具有許多的共性 。 ? 土的細分散體系具有特殊的礦物成分，具有很高的分散性和比表面積，因而具有巨大的表面能。土中細分散顆粒含量的增多是形成黏性土工程性質(zhì)的決定因素。 內(nèi)部能量與其土粒體積成正比 ， 而 表面能量則與土粒的表面積成正比 。 ? 黏性土 的比表面積和表面能均很大 ， 因此 ，具有較大的物理 — 化學(xué)活性和親水性 ， 表現(xiàn)為 極強的黏著性和塑性 。 黏土礦物 的粒徑很小()，遇水容易 呈現(xiàn)膠體化學(xué)特性 ，在土粒之間形成一種特殊的連接，使黏性土表現(xiàn)出復(fù)雜多變的工程性質(zhì)。 ? 2） 強度低 —— 土的抗剪強度遠小于建筑材料的抗剪強度。 ? 3） 透水性大 —— 土屬于多孔介質(zhì)，內(nèi)部存在無數(shù)的相互連通的孔隙。土的透水性與土的粒度成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等有關(guān)。 ?一般用土粒能通過的最小篩孔的直徑，或土粒在靜水中具有相同下沉速度的當(dāng)量球體直徑表示 —— 原因是顆粒形狀多樣 ?土的粒度變化范圍極大 。 ?隨著粒徑的變化，土的成分和工程性質(zhì)也隨之變化 。 巨大的礫石 — 漂石 掃描電鏡 ? 粒組劃分與粒度成分 ? (1) 粒組 ? 按粒徑的大小劃分的組稱為粒組。 ? 土的粒度成分實際上是不同粒組所占的比例關(guān)系。 ? 土中各種粒徑顆粒之間的比例搭配關(guān)系（相對含量）稱為 粒度成分 （又稱為 粒度級配 或 級配 ），一般用干土質(zhì)量百分比表示： 式中 x—— 某粒組的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) ,%； ma—— 干土中某粒組的質(zhì)量； mb—— 干土總質(zhì)量。 ? 粒度分析 方法 常用的有： ? 粗粒土（粒徑 ）采用 篩析法 （篩分法） ? 細粒土（粒徑 ）則采用 靜水沉降分析法 ? 兩種方法分析結(jié)果綜合在一起就可獲得完整的土的粒度分析數(shù)據(jù) 。 ?主要設(shè)備：是一套標(biāo)準(zhǔn)分析篩，篩子的孔徑分別為： ?粗篩： 60、 2mm ?細篩： 、 、 、 。 ?試驗要求： 應(yīng)符合 《 土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn) 》(GB/T501231999)的規(guī)定 。 標(biāo)準(zhǔn)分析篩 振篩機 ? （ 2）沉降分析法 ? 適用條件：粒徑小于 。靜水中土粒在有效重力和液體阻力的共同作用下勻速下沉，可用下列公式表示： d— 顆粒直徑 (mm)； ?— 純水的動力粘滯系數(shù) (106kPa?s)； ?s— 土顆粒密度 (g/cm3)； ?w— 水的密度 (g/cm3)； g— 重力加速度 (cm/s2)； L— 某一時間內(nèi)土粒沉降距離 (cm)； t— 沉降時間 (s)。 ?試驗要求：應(yīng)符合 《 土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn) 》 （ GB/T501231999）的規(guī)定。一般橫坐標(biāo)（粒徑）采用對數(shù)的形式，因此累計曲線為 半對數(shù)曲線 。 ? 優(yōu)點： 便于多個土樣的粒度成分對比； ? 缺點： 當(dāng)土樣數(shù)量很多時，較煩亂，不易分辨。 ?累計曲線給出一些 定量的信息 ： ? 任一粒徑區(qū)段的百分含量； ? 任一百分含量的最大粒徑； ? 有效粒徑 d10—— 粒徑分布曲線上小于該粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量的 10%的粒徑； ? 中間粒徑 d30—— 粒徑分布曲線上小于該粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量的 30%的粒徑； ? 平均粒徑 d50—— 粒徑分布曲線上小于該粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量的 50%的粒徑； ? 限制粒徑 d60 —— 粒徑分布曲線上小于該粒徑的土粒質(zhì)量占土總質(zhì)量的 60%的粒徑。因此，一般認(rèn)為， d10為最具有代表性的粒徑。 ?用 d10估算非均質(zhì)砂的滲透系數(shù)公式： k=d102 k—— cm/s； d10—— mm ? Cu、 Cc是國際通用的指標(biāo)，根據(jù)不均勻系數(shù)、曲率系數(shù)進行 土的級配分類 ： ?當(dāng) Cu?5且 1?Cc?3時，為級配良好的土 ，即為非均粒土，表明土中各粒組的含量相差不大，大小顆?；祀s，累計曲線平緩； ?若不能同時滿足上述兩個條件，則為級配不良的土 ，即均粒土，顆粒大小較均勻，累計曲線的中段顯得陡