土力学地基基础21土的性质及工程分类.pptx
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1、土力学与地基基础土力学与地基基础姬凤玲姬凤玲深圳大学土木工程学院深圳大学土木工程学院第二章土的性质及工程分类第二章土的性质及工程分类v土的三相组成土的三相组成v土的物理性质指标土的物理性质指标v土的物理状态指标土的物理状态指标v地基土的工程分类地基土的工程分类v土的渗透及渗流土的渗透及渗流v土的压实特性土的压实特性土中气体土中气体 气相气相 次要作用次要作用固体颗粒固体颗粒 固相固相 构成土体骨架构成土体骨架 起决定作用起决定作用土中水土中水 液相液相 重要影响重要影响土体的三相构成土体的三相构成饱和土饱和土 :土体孔隙完全被水充满:土体孔隙完全被水充满干干 土土 :土体孔隙完全被气充满:土体
2、孔隙完全被气充满非饱和土:孔隙中水和气均存在非饱和土:孔隙中水和气均存在第一节、土的三相组成第一节、土的三相组成土样三相组成示意图土样三相组成示意图土样三相组成示意图土样三相组成示意图AirSolidsWater第一节、土的三相组成第一节、土的三相组成一、土的固体颗粒一、土的固体颗粒J固体颗粒的组成成分固体颗粒的组成成分J固体颗粒的大小固体颗粒的大小无机矿物无机矿物土颗粒土颗粒有机质有机质原生矿物原生矿物次生矿物次生矿物J固体颗粒的组成成分固体颗粒的组成成分J矿物成分矿物成分原生矿物原生矿物1 1、岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长、岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长、岩浆在冷凝过程中
3、形成的矿物,如石英、长、岩浆在冷凝过程中形成的矿物,如石英、长石、云母等。石、云母等。石、云母等。石、云母等。3 3、构成粗粒土,颗粒大、构成粗粒土,颗粒大、构成粗粒土,颗粒大、构成粗粒土,颗粒大、比表面积比表面积比表面积比表面积小,抗水性和抗小,抗水性和抗小,抗水性和抗小,抗水性和抗风化作用强,工程性质稳定。风化作用强,工程性质稳定。风化作用强,工程性质稳定。风化作用强,工程性质稳定。2 2、一般颗粒较粗,呈粒状。有圆状、浑圆状、一般颗粒较粗,呈粒状。有圆状、浑圆状、一般颗粒较粗,呈粒状。有圆状、浑圆状、一般颗粒较粗,呈粒状。有圆状、浑圆状、棱角状等。棱角状等。棱角状等。棱角状等。粗颗粒的形
4、状粗颗粒的形状岩浆的运移冷凝岩浆的运移冷凝J矿物成分矿物成分次生矿物次生矿物1 1、原生矿物经化学风化作用后而形成的新矿物。、原生矿物经化学风化作用后而形成的新矿物。、原生矿物经化学风化作用后而形成的新矿物。、原生矿物经化学风化作用后而形成的新矿物。主要为主要为主要为主要为粘土矿物。粘土矿物。粘土矿物。粘土矿物。3 3、是粘性土固相的主要成分,颗粒小、比表面积大,、是粘性土固相的主要成分,颗粒小、比表面积大,、是粘性土固相的主要成分,颗粒小、比表面积大,、是粘性土固相的主要成分,颗粒小、比表面积大,与水作用强。与水作用强。与水作用强。与水作用强。2 2、颗粒较细,多呈针状、片状、扁平状。、颗粒
5、较细,多呈针状、片状、扁平状。、颗粒较细,多呈针状、片状、扁平状。、颗粒较细,多呈针状、片状、扁平状。粘土颗粒的形状粘土颗粒的形状粘粘 土土 矿矿 物物粘土矿物是一种复合的铝粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体,颗粒呈片状,是由硅硅盐晶体,颗粒呈片状,是由硅片和铝片构成的晶胞所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和片和铝片构成的晶胞所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和蒙特石三种类型。蒙特石三种类型。硅片硅片 铝片铝片SiSi氧离子氧离子O2-硅离子硅离子Si4+硅硅-氧四面体氧四面体 硅片的结构硅片的结构 硅片简图硅片简图粘粘 土土 矿矿 物物粘土矿物是一种复合的铝粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体,颗粒呈
6、片状,是由硅硅盐晶体,颗粒呈片状,是由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和片和铝片构成的晶包所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和蒙特石三种类型。蒙特石三种类型。OH1-铝离子铝离子Al3+铝铝-氢氧八面体氢氧八面体 铝片的结构铝片的结构 铝片简图铝片简图Al Al 硅片硅片 铝片铝片晶层间通过氢键联结,联结力强,晶晶层间通过氢键联结,联结力强,晶格不能自由活动,水难以进入晶格间格不能自由活动,水难以进入晶格间能组叠很多晶层,多达百个以上,成能组叠很多晶层,多达百个以上,成为一个颗粒。颗粒长宽约为一个颗粒。颗粒长宽约0.3-3 m,厚约厚约0.03-1 m。主要特征:颗粒较粗,不
7、容易吸水膨主要特征:颗粒较粗,不容易吸水膨胀和失水收缩,或者说亲水能力差。胀和失水收缩,或者说亲水能力差。粘粘 土土 矿矿 物物依硅片和铝片组叠依硅片和铝片组叠形式的不同,可分形式的不同,可分成如下三种类型:成如下三种类型:高岭石高岭石 蒙特石蒙特石 伊利石伊利石Si SiAl AlSi SiAl AlSi SiAl Al高岭高岭石微粒石微粒1:1的两的两层结构层结构晶层间是晶层间是O2-对对O2-的连结,联结力很弱,的连结,联结力很弱,水很容易进入晶层之间。水很容易进入晶层之间。每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒大每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒大小约为小约为0.1-1 m,厚约,厚约0.00
8、1-0.01 m。主要特征:颗粒细微,具有显著的吸水主要特征:颗粒细微,具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性,或者说亲水能膨胀、失水收缩的特性,或者说亲水能力强。力强。2:1的三的三层结构层结构Si SiAl AlSi SiSi SiAl AlSi Si数层数层水分子水分子粘粘 土土 矿矿 物物依硅片和铝片组叠依硅片和铝片组叠形式的不同,可分形式的不同,可分成如下三种类型:成如下三种类型:高岭石高岭石 蒙特石蒙特石 伊利石伊利石粘粘 土土 矿矿 物物是云母在碱性介质中风化的产物。是云母在碱性介质中风化的产物。与蒙特石相似,由两层硅片夹一层与蒙特石相似,由两层硅片夹一层铝片所形成的三层结构,但晶层
9、之铝片所形成的三层结构,但晶层之间有钾离子连结间有钾离子连结。主要特征:连结强度弱于高岭石而主要特征:连结强度弱于高岭石而高于蒙特石,其特征也介于两者之高于蒙特石,其特征也介于两者之间。间。2:1的三的三层结构层结构Si SiAl AlSi SiSi SiAl AlSi Si钾离子钾离子依硅片和铝片组叠依硅片和铝片组叠形式的不同,可分形式的不同,可分成如下三种类型:成如下三种类型:高岭石高岭石 蒙特石蒙特石 伊利石伊利石 粒组:粒组:工程上把大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。工程上把大小、性质相近的土粒合并为一组,称为粒组。d(mm)砾石砾石砂粒砂粒粉粒粉粒粘粒粘粒胶粒胶粒6020.0
10、750.0050.0020.250.5520粗 中 细粗 中 细0.075粗粒粗粒细粒细粒粗粒土:以砾石和砂砾为主要组成的土,也称无粘性土。粗粒土:以砾石和砂砾为主要组成的土,也称无粘性土。细粒土:以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土,也称粘性土。细粒土:以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土,也称粘性土。巨粒巨粒60界限粒径界限粒径J固体颗粒的大小固体颗粒的大小固体颗粒固体颗粒 -粒组粒组固体颗粒固体颗粒 -粒径级配粒径级配F 粒径级配:粒径级配:各粒组的相对含量,用质量百分各粒组的相对含量,用质量百分 数来表示数来表示F 分析方法:分析方法:筛分法:适用于粗粒土筛分法:适用于粗粒土 孔径大小不同的筛
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