第一章 土的物理性质及工程分类 主要内容 石家庄经济学院 ■§1.1土的组成与土的结构构造 ■ §1.2土的物理性质指标 ■§1.3土的物理状态指标 工 ■§1.4土（岩）的工程分类 ■ §1.5土的压实性 院
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 第一章 土的物理性质及工程分类 ◼ §1.1土的组成与土的结构构造 ◼ §1.2土的物理性质指标 ◼ §1.3土的物理状态指标 ◼ §1.4土(岩)的工程分类 ◼ §1.5土的压实性 主要内容
土的物理性质概述 石家 风化（物理 搬运 化学)作用 沉积 大小、形状和 化 经济学院 岩石 岩石破碎 成分都不相同 学成分改变 的松散颗粒集 合体（土）】 工程学院 固相 土中颗粒的大小、成分及三相 液相 之间的相互作用和比例关系， 相 反映出土的不同性质
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 土的物理性质概述 岩石 风化（物理、 化学）作用 岩石破碎 化 学成分改变 搬运 沉积 大小、形状和 成分都不相同 的松散颗粒集 合体（土） 土 固相 液相 气相 土中颗粒的大小、成分及三相 之间的相互作用和比例关系， 反映出土的不同性质
§1.1 土的组成及其结构与构造 一、土的固相 土粒的大小 相关矿物成分以及大小搭配情况 庄 对土的物理力学性质有明显影响 1.土的颗粒级配 学院 工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为 若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通 常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒 总量的百分数)来表示，称为土的颗粒级配 程学院 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm 试验方法 密度计法：适用于d<0.075mm
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 §1.1 土的组成及其结构与构造 ◼ 一、土的固相 土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况 对土的物理力学性质有明显影响 1.土的颗粒级配 工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为 若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通 常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒 总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配 试验方法 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm 密度计法:适用于d＜0.075mm
筛分法 用一套孔径不同的筛子，按 石家庄经济学院 从上至下筛孔逐渐减小放置。 将事先称过质量的烘干土样 过筛，称出留在各筛上的土 2- 质量，然后计算其占总土粒 质量的百分数 工程学院 盘翻已
石家庄经济学院工程学院 筛分法 用一套孔径不同的筛子，按 从上至下筛孔逐渐减小放置。 将事先称过质量的烘干土样 过筛，称出留在各筛上的土 质量，然后计算其占总土粒 质量的百分数
密度计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来 确定小于某粒径的土粒含量 石家庄经济学院工程学院
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 密度计法 利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来 确定小于某粒径的土粒含量
颗粒粒径级配曲线 纵坐标表示小手某粒径的土粒含量百分比，横坐 标表示土粒的粒径（对数坐标） 粗粒组 细节组 石家庄经济学院 卵石或碎石 砂冠 粉粒 细 100 000044000 XC do-0.844o-0.14 工程学院 100045000 0 90 骨多2年吊月g00n mN5陪8888号第gg 土粒粒径(mm) 美
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 颗粒粒径级配曲线 纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐 标表示土粒的粒径(对数坐标）
颗粒级配的描述 工程上常用不均匀系 曲率系数C描述颗粒级 家 数C,描述颗粒级配的 配曲线整体形态，表明 不均匀程度 某粒组是否缺失情况 d6o 经济学院 dio C= d30 diod6o 10 ddo小于某粒径的 土粒含量为10%、30%和 60%时所对应的粒径 学院 C,愈大，表示土粒愈不均 对于砾类士或砂类士，同时满 匀。工程上把C,10 良好级配砂或良好级配砾 的土视为级配良好的土
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 颗粒级配的描述 工程上常用不均匀系 数Cu描述颗粒级配的 不均匀程度 10 60 d d Cu = d10、d30、d60小于某粒径的 土粒含量为10%、 30%和 60%时所对应的粒径 Cu愈大，表示土粒愈不均 匀。工程上把Cu ＜5的土视 为级配不良的土； Cu ＞10 的土视为级配良好的土 曲率系数Cc描述颗粒级 配曲线整体形态，表明 某粒组是否缺失情况 10 60 2 30 d d d Cc = 对于砾类土或砂类土，同时满 足Cu ≥5和Cc =1～3时，定名为 良好级配砂或良好级配砾
2.土粒的矿物成分 矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用 原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与 庄 母岩相同 例：石英、云母、长石等 学院 特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具 有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点 次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其 成分与母岩不相同 程学院 例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水 易膨胀的特点
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 2.土粒的矿物成分 矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用 原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与 母岩相同 次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其 成分与母岩不相同 例：石英、云母、长石等 特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具 有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点 例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水 易膨胀的特点
二、土中的水 土中水的含量明显地影响土的性质（尤其是粘性土）。 家 土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗 粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水 经 1结合水 强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、 学院 几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所 受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱 程 2.自由水 存在于士粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能 院 传递水压力，冰点为0℃，有溶解能力 以两种形式存在：毛细水、重力水
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 ◼ 二、土中的水 土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。 土中水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗 粒的晶格内部外，还存在结合水和自由水 1.结合水 强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、 几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所 受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱 2.自由水 存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能 传递水压力，冰点为0℃，有溶解能力 以两种形式存在：毛细水、重力水
三、土中气体 土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分 石家庄经济学院 分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连 通的封闭气体 1非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对 土的性质影响不大 工 2封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或 溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性 程学院 质有较大的影响，使士的渗透性减小，弹性增大 和延长土体受力后变形达到稳定的历时
石 家 庄 经 济 学 院 工 程 学 院 ◼ 三、土中气体 土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分， 分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连 通的封闭气体 1.非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对 土的性质影响不大 2.封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或 溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性 质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大 和延长土体受力后变形达到稳定的历时