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土的物理性質(zhì)和工程分類.doc
土的物理性質(zhì)和工程分類
“土”一詞在不同的學(xué)科領(lǐng)域有其不同的涵義。
就土木工程領(lǐng)域而言,土是指覆蓋在地表的沒有膠結(jié)和弱膠結(jié)的顆粒堆積物。
土與巖石的區(qū)分僅在于顆粒間膠結(jié)的強弱。
物理風(fēng)化——指由于溫度變化、水的凍脹、波浪沖擊、地震等引起的物理力使巖體
崩解、碎裂成巖塊、巖屑的過程。
物理風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生量的變化。
化學(xué)風(fēng)化——指巖體(或巖塊、巖屑)與空氣、水和各種水溶液相接觸,經(jīng)氧化、碳
化和水化作用分解為極細(xì)顆粒的過程,生物的活動也可 助長風(fēng)化的進(jìn)
程。
而化學(xué)風(fēng)化卻使巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化。
土是由固相、液相、氣相組成的三相分散系。
固相——包括多種礦物成分組成土的骨架,骨架間
的空隙為液相和氣相填滿,這些空隙是相
互連通的,形成多孔介質(zhì)。
液相——主要是水(溶解有少量的可溶鹽類)。
氣相——主要是空氣、水蒸氣,有時還有沼氣等
一、土的固相
土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物。
因此土粒的礦物組成將取決于成土母巖的礦物組成及其后的風(fēng)化作用。
成土礦物可分為兩大類。
原生礦物
• 由巖石經(jīng)物理風(fēng)化生成的顆粒通常是由一種或幾種原生礦物所組成,它的成分成分與母巖的相同,常見的有石英、長石相云母。
• 顆粒一般較粗,多呈渾圓形、塊狀或板狀。
• 吸附水的能力弱,性質(zhì)比較穩(wěn),無塑性。
次生礦物
• 由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物,它的成分成分與母巖的完全不同。
次生礦物主要是粘土礦物,即高嶺石、伊利石和蒙脫石。
• 顆粒極細(xì),且多呈片狀。
• 性質(zhì)活潑,有較強的吸附水能力(尤其是由蒙脫石組成的顆粒),具塑性。
水溶鹽
可溶性次生礦物。
最常見的有巖鹽、鉀鹽、石膏、方解石,硫酸鹽類還對金屬和混凝土有一定的腐蝕作用
有機質(zhì)
動植物分解后的殘骸,分解徹底的稱為腐殖質(zhì)。
腐殖質(zhì)的顆粒極細(xì),粒徑小于0.1mm,呈凝膠狀,帶有電荷,具有極強的吸附性。
土的顆粒級配
土是由大小不同的土粒組成的。
土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時,土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。
例如土的性質(zhì)隨著粒徑的變細(xì)可由無粘性變化到有粘性。
界限粒徑——劃分粒組的分界尺寸。
土的顆粒級配——土中各個粒組的相對含量(各粒組占土?傊氐陌俜?jǐn)?shù))。
顆粒級配累積曲線——顆粒大小分析試驗成果,由其橫坐標(biāo)(對數(shù)坐標(biāo))表示 粒徑。
縱坐標(biāo)則表示用小于(或大于)某粒徑的土重含量(或稱累計百分含量) 。
土粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為10%時,相應(yīng)的粒徑稱為有效粒徑d10。
小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為30%時的粒徑用d30表示。
當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計百分?jǐn)?shù)為60%時,該粒徑稱為限定粒徑d60。
利用顆粒級配累積曲線可以確定土粒的級配指標(biāo),如d60與d10的比值Cu稱
不均勻系數(shù):
不均勻系數(shù)Cu反映大小不同粒組的分布情況。
Cu越大表示土粒大小的分布范圍越大、其級配越良好,作為填方工程的土料時,則比較容易獲得較大的密實度。
曲率系數(shù)Cc描寫累積曲線的分布范圍,反映曲線的整體形狀....
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