1、課題：第一章 土的物理性質(zhì)及工程分類一、教學(xué)目的：1.了解土的牛成和工程力學(xué)性質(zhì)及其變化規(guī)律:掌握土的物理性質(zhì)指標(biāo)的測(cè)宋方法和指標(biāo)間的相可轉(zhuǎn)換;熟悉十的抗?jié)B性與T程分類二、教學(xué)重點(diǎn)：土的組成、土的物理性質(zhì)指標(biāo)、物理狀態(tài)指標(biāo)。三、教學(xué)難點(diǎn)：指標(biāo)間的相互轉(zhuǎn)換及應(yīng)用。四、教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)。五、習(xí)題：第一章土的物理性質(zhì)及工程分類一、土的生成與特性土的生成工程領(lǐng)域土的概念：土是指覆蓋在地表的沒(méi)有膠結(jié)和弱膠結(jié)的顆粒堆積物，土與巖石的區(qū)分僅在于顆粒膠結(jié)的強(qiáng)弱，土和石沒(méi)有明顯區(qū)分。土的生成：巖石在各種風(fēng)化作用下形成的固體礦物、流體水、氣體混合物。不同風(fēng)化形成不同性質(zhì)的土，有以下三種：物理風(fēng)化：只改變顆粒大小，

2、不改變礦物成分。由物理風(fēng)化生成土為粗粒土(如塊碎石、礫石、砂土)，為無(wú)粘性土?；瘜W(xué)風(fēng)化：礦物發(fā)生改變，生成新成分一次生礦物。由化學(xué)風(fēng)化生成土為細(xì)粒土，具有粘結(jié)力(粘土和粘質(zhì)粉土)，為粘性土。生物風(fēng)化：動(dòng)植物與人類活動(dòng)對(duì)巖體的破壞。礦物成分沒(méi)有變化。土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造土的結(jié)構(gòu)定義：土顆粒間的相互排列和聯(lián)結(jié)形式稱為土的結(jié)構(gòu)。1)種類：?jiǎn)瘟＝Y(jié)構(gòu)：每一個(gè)顆粒在自重作用下單獨(dú)下沉并達(dá)到穩(wěn)態(tài)。蜂窩結(jié)構(gòu)：?jiǎn)蝹€(gè)下沉，碰到已下沉的土顆粒，因土粒間分子引力大于重力不再下沉，形成大孔隙蜂窩狀結(jié)構(gòu)。3)工程性質(zhì)：密實(shí)的單粒結(jié)構(gòu)工程性質(zhì)最好，蜂窩結(jié)構(gòu)與絮狀結(jié)構(gòu)如被擾動(dòng)破壞天然結(jié)構(gòu)，則強(qiáng)度低、壓縮性高，不可用做天然地基。土的

3、構(gòu)造定義：同一土層中，土顆粒之間的相互關(guān)系。種類：層狀結(jié)構(gòu)：由不同顏色或不同粒徑的土組成層理，一層一層互相平行。分散構(gòu)造：土粒分布均勻，性質(zhì)相近，如砂與卵石層為分散構(gòu)造。結(jié)核狀構(gòu)造:在細(xì)粒土中混有粗顆?；蚋鞣N結(jié)核，屬結(jié)核狀構(gòu)造。裂隙狀構(gòu)造：土體中有很多不連續(xù)的小裂隙。工程性質(zhì)：分散結(jié)構(gòu)的工程性質(zhì)最好，結(jié)核狀取決于細(xì)粒土，裂隙狀滲透性大，工程性質(zhì)差。土的工程特性壓縮性高當(dāng)應(yīng)力數(shù)值相同，材料厚度一樣時(shí)，卵石的壓縮性為剛才壓縮性的數(shù)千倍；飽和細(xì)沙的壓縮性為C20混凝土的數(shù)千倍，足以證明土的壓縮性極高。軟塑或流塑狀態(tài)的粘性土比飽和細(xì)沙的壓縮性還要高。強(qiáng)度低土的強(qiáng)度特指抗剪強(qiáng)度，而非抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度。

4、無(wú)粘性土的強(qiáng)度來(lái)源于土粒表面滑動(dòng)的摩擦和顆粒間的咬合摩擦；粘性土的強(qiáng)度出摩擦力外，還有粘聚力，均遠(yuǎn)小于建筑材料本身的強(qiáng)度。透水性大土體顆粒間具有許多透水空隙，因此透水性比木材、混凝土都大，尤其是粗顆粒的卵石或砂土，其透水性更大。土的生成與工程特性的關(guān)系搬運(yùn)、沉積條件：沖積層優(yōu)于風(fēng)積層。沉積年代：沉積年代越長(zhǎng)，工程性質(zhì)越好。自然環(huán)境：特殊土地基。二、土的三相組成土的三相組成是指土由固體礦物、水和氣體三部分組成。1. 土的固體顆粒土的固體顆粒是土的三相組成中的主體，是決定土的工程性質(zhì)的主要成分。(1) 土粒的礦物成分1)原生礦物由巖石經(jīng)物理風(fēng)化生成，它的成分與母巖的相同，常見(jiàn)的有石英，包括單礦物顆

5、粒一一個(gè)顆粒為單一的礦物，如常見(jiàn)的石英、長(zhǎng)石、云母、角閃石與灰石等，砂土即為單礦物顆粒；多礦物顆粒一一個(gè)顆粒中包含多種礦物，如巨粒土的漂石、卵石和粗粒土的礫石，往往為多礦物顆粒。2次生礦物母巖經(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。次礦物主要是粘土礦物，由兩種種原子層構(gòu)成：一種是Si-O四面體構(gòu)成的硅氧晶片，另一種是Al-OH八面體構(gòu)成的鋁氫氧晶片。因?yàn)檫@兩種晶片結(jié)合的情況不同，粘土礦物可分為以下三種：圖1.2粘土礦物兩種原子層蒙脫石一兩結(jié)構(gòu)單元之間沒(méi)有氫鍵，相互的聯(lián)結(jié)弱，水分子可以進(jìn)入量晶胞之間。因此，蒙脫石的親水性最大，具有強(qiáng)烈的吸水膨脹、失水收縮的特性。伊利石一又稱水云母，部分Si-O四面體中的Si為Al、Fe所取代，損失的原子價(jià)由陽(yáng)離子鉀補(bǔ)償。因此，晶格層組之間具有結(jié)合力，親水性低于蒙脫石。高嶺石一晶胞之間有氫鍵，相互結(jié)合力較強(qiáng)，晶胞之間的距離不易改變，水分子不能進(jìn)入。因此，高嶺石的親水性最小。腐殖質(zhì)：土中腐殖質(zhì)含量多，使土的壓縮性增大。有機(jī)質(zhì)超過(guò)3%5%的不宜作為建筑材料。2土顆粒的大小和形狀通過(guò)界限粒徑劃分粒組的分界尺寸將土顆粒劃分為6個(gè)粒組：粘粒小于0.005啞、粉粒0.005,0.075、砂粒0.075, 2、圓礫角礫2, 6