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土的物理性质及工程分类
第1章
1
大连理工大学郭莹主讲土力学
本章目的:
对土的特点进行详细解释和定量描述
本章特点:
看起来零散
学****要点:
各节间联系
各节内层次
第1章土的物性及分类
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大连理工大学郭莹主讲土力学
土有三个组成部分:固相、液相和气相
小结
固相——
固体颗粒★
2. 液相——
土中水
3. 气相——
土中气体
颗粒级配★
矿物成分
颗粒形状
结合水(强结合水、弱结合水)
自由水(重力水、毛细水)
自由气体
封闭气体
§1 土的物性及分类
§
4. 土的结构
单粒结构
蜂窝结构
絮状结构
试验:筛分、水分
曲线:形状,意义
指标:定义,应用
评价、判断
原生(成岩)矿物:
次生(粘土)矿物(高岭石、伊利石、蒙托石)
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大连理工大学郭莹主讲土力学
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§
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§1 土的物性及分类
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大连理工大学郭莹主讲土力学
主要内容
★土的基本物理指标——试验测定指标
土的密(重)度ρ、土的含水量w、土粒的相对密度Gs
★其他物理指标——间接换算指标
孔隙比e、孔隙率n 、饱和度Sr
干密(重)度ρd 、饱和密(重)度ρsat 、有效重度′
★基本指标和其他指标间的换算
§ 土的物理性质指标
§1 土的物性及分类
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大连理工大学郭莹主讲土力学
土的天然密度
γ=ρg
单位: g/cm3,t/m3
表达式:
两者关系:
室内测量方法:环刀法
§ 土的物理性质指标
§1 土的物性及分类
Water
Air
Solid
Va
Vw
Vs
Vv
V
Ma=0
Mw
Ms
M
质量
体积
轻重
土的天然重度
单位: kN/m3 ,tf/m3
表达式:
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大连理工大学郭莹主讲土力学
s: 土粒的密度,单位体积土粒的质量
单位: 无量纲
土粒比重一般范围:
粘性土 —
砂土
:4˚C时纯蒸馏水的密度
= g/cm3
土粒比重在数值上等于土粒的密度
土粒的密度与4˚C时纯蒸馏水的密度的比值
表达式:
§ 土的物理性质指标
§1 土的物性及分类
Water
Air
Solid
Va
Vw
Vs
Vv
V
Ma=0
Mw
Ms
M
质量
体积
(土粒相对密度)Gs
(specific gravity)
测量方法:比重瓶法
定义: 土粒的质量与同体积4˚C纯蒸馏水的质量的比值
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大连理工大学郭莹主讲土力学
定义: 土中水的质量与土粒质量之比,
用百分数表示
注意: 其实是含水比, 可达到或超过100%
表达式:
§ 土的物理性质指标
§1 土的物性及分类
Water
Air
Solid
Va
Vw
Vs
Vv
V
Ma=0
Mw
Ms
M
质量
体积
土的含水量(含水率)w
(water content,moisture content)
测量方法:烘干法
干湿、软硬
砂类土:0-40%
粘性土:20-100%
有的泥碳土可达300-600%
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大连理工大学郭莹主讲土力学
表示土中孔隙含量的指标
孔隙比
孔隙率
关系:
砂类土:28-35%
粘性土:30-50%
有的可达60-70%
定义: 土中孔隙体积与固体颗粒体积之比, 无量纲
表达式:
Water
Air
Solid
Va
Vw
Vs
Vv
V
体积
定义: 土中孔隙体积与总体积之比, 用百分数表示
表达式:
Vs=1
Vv=e
V=1+e
Water
Air
Solid
体积
三相草图可用于确定物性指标之间的关系
§ 土的物理性质指标
§1 土的物性及分类
孔隙比e和孔隙率n
(void ratio)
(porosity)
松密
砂类土:-
粘性土:-5
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大连理工大学郭莹主讲土力学
设Vs=1
Water
Air
Solid
Vs=1
Vv=e
V=1+e
Ma=0
Mw= wGsw
质量
体积
∵e=Vv/Vs
∴Vv=Vse=e
则V=Vs+Vv=1+e
得Ms=Gs w
根据土粒比重的定义Gs=Ms/(Vs*w)
由密度定义
根据含水量的定义w=Mw/Ms,
∴ M=Ms+Mw= Gsw(1+w) ,