北航土力学课件01第一章土及其基本性质

1.1概述1.2土的成分及其分类1.3土的基本物理指标1.4土的分类1.5土的压实特性1.6地基勘察1 1.1概述（1）土是由土颗粒、水、空气组成的三相混合体--饱和土、干燥土、非饱和土（2）土是离散颗粒的混合体--摩擦准则、剪胀特性（3）土是天然产物高岭土在电子显微镜下的照片2 书中各章对土性的假定章节第2章第3章第4章第6~8章刚体弹性体弹性体刚塑性体土应应应应颗力力力力粒土骨架应变应变应变应变孔隙粘性流体粘性流体水拉普拉斯方程热传导方程基本∂2h∂2h∂2h弹性理论2滑移线理论∂u∂u方程2+2+2=0=Cv∂x∂y∂z∂t∂z23 1.2土的成分及其分类一、按成因分类区分土的成因和生成残积土风化作用花岗岩残积土重力崩积土流水河成土搬运作用海成土运积土湖成土风力风积土（黄土）堆积作用火山火山性堆积土冰河冰积土植物腐朽作用植积土（泥炭，黑泥）堆积作用4 1.2土的成分及其分类二、按粒径分类细粒类粗粒类石类砂砾石粘土粉土细砂中砂粗砂细砾中砾粗砾粗石巨石0.0050.0750.250.8524.751975300粒径（mm）图1-2地基材料的名称及其粒组划分5 1.2土的成分及其分类三、粘土颗粒与粘土矿物KKnHO2氧硅氢氧铝硅氧四面体铝氢氧八面体高岭石伊里石蒙脱石硅氧晶片铝氢氧晶片粘土矿物的晶片示意图粘土矿物构造单元示意图6 1.2土的成分及其分类三、粘土颗粒与粘土矿物高岭石：颗粒较粗、不易吸水膨胀、失水收缩（吸水能力差）、强度高、压缩性低伊里石：居中蒙脱石：颗粒较细、易吸水膨胀、失水收缩（吸水能力强）、强度低、压缩性7 1.2土的成分及其分类四、超灵敏土原状土的无侧限抗压强度灵敏度=重塑土的无侧限抗压强度1210，级配良好403020（6）曲率系数K10c：0ddd603010105.01.00.5小于某粒径之土质量百分数（％）0.100.050.0120.0050.001d30砾类土Ku≥5粒径(mm)K=c级配良好dd1060砂类土K=1~3c40 1.4土的分类二、稠度界限稠度粘性土因含水量不同表现出来的各种不同的物理状态。缩限塑限液限wwwwsPL0固态半固态可塑状态流动状态1、液限wL粘性土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。测定：(1)锥式液限仪圆锥沉入10mm时的含水量(2)碟式液限仪P19图1.13(b).(3)联合测定仪圆锥沉入10mm时的含水量锥式液限仪41 1.4土的分类二、稠度界限2、塑限wP粘性土由半固态转到可塑状态的界限含水量。测定：(1)搓条法:土条搓到3mm时刚好断裂,此时的含水量.(2)联合测定仪:圆锥沉入2mm时的含水量.取不同含水量做几次(一般3次)试验,试验结果绘在双对数坐标纸上,试验点连成直线,可在图上直接查得塑限和液限.42圆锥入土深度与含水量关系 1.4土的分类二、稠度界限缩限塑限液限wwwwsPL0固态半固态可塑状态流动状态3、缩限ws粘性土由固态转到半固态的界限含水量。4、塑性指数IP粘性土处于可塑状态的变化范围。I=−ww(省去%号)10~17粉质粘土PLP>17粘土5、液性指数ILI≤0坚硬L0010的土。P1、按沉积年代分（1）老粘土（2）一般粘性土（3）新近沉积粘性土2、按塑性指数分粉质粘土：101；特性压缩性高；天然含水量高，天然含水量接近或大于液限；强度低，透水性差，变形稳定时间长。淤泥：wwe>≥,1.5L淤泥质土：wwe>=,1.0~1.5分类L有机质土：有机质含量>50%泥炭：有机质含量>60%47 1.4土的分类三、土的工程分类（六）特殊土2、人工填土由人类活动堆积而成的土。(1)素填土：由碎石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的填土，不含杂质或杂质很少。(2)杂填土：由含大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾组成的填土。(3)冲填土：是由水力冲填泥砂形成的填土。3、湿陷性土土体在一定压力下受水浸湿时产生的湿陷变形量达到一定数值（湿陷变形量大）的土。水湿陷48压力 1.4土的分类三、土的工程分类（六）特殊土4、膨胀土膨胀土是指粘粒成分主要由亲水性粘粒矿物组成的粘性土。具有吸水膨胀，失水收缩的特性。5、红粘土红粘土是指碳酸盐系出露的岩石，经红土化作用形成并覆盖于基岩上的棕红、褐黄等色的高塑性粘土。液限一般大于50，上硬下软，具明显收缩性，裂隙发育。6、多年冻土三年以上温度低于00C。虽冻土本身强度高，但受建筑物的影响，气温等自然条件变化可使其冻融或冻胀。49 1.4土的分类三、土的工程分类（七）细粒土按塑性图分类CH—高液限粘土CL—低液限粘土MH—高液限粉土ML—低液限粉土50细粒土分类的塑性图 1.5土的压实特性一、土的击实试验(ρ)2.0dsat)实验室：击实试验3ρ饱dmax和1.8曲施工现场：蛙式打夯机、线(g/cm压路机等ρd1.6Gs干密度ρdw=ρGw1+s干密度wS1.4optr0481216202428最优含水量w含水量w(%)opt击实曲线最大干密度ρdmax51 1.5土的压实特性二、土的种类和击实曲线的特征击实曲线中粒径、压实功的影响52 1.5土的压实特性三、相对密度Dr砂土的密实程度：V1、孔隙比Ve=Vs00≤