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土的物理性質和工程分類.doc
土的物理性質和工程分類
“土”一詞在不同的學科領域有其不同的涵義。就土木工程領域而言,土是指覆蓋在地表的沒有膠結和弱膠結的顆粒堆積物。土與巖石的區(qū)分僅在于顆粒間膠結的強弱。
物理風化——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。物理風化僅使巖石產生量的變化。
化學風化——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顆粒的過程,生物的活動也可 助長風化的進
程。而化學風化卻使巖石產生質的變化。
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。
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
土是巖石風化的產物。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,性質比較穩(wěn),無塑性。
次生礦物
• 由原生礦物經(jīng)化學風化生成的新礦物,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,且多呈片狀。
• 性質活潑,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
動植物分解后的殘骸,分解徹底的稱為腐殖質。腐殖質的顆粒極細,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逐漸變化時,土的性質相應地發(fā)生變化。例如土的性質隨著粒徑的變細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?傊氐陌俜謹(shù))。
顆粒級配累積曲線——顆粒大小分析試驗成果,由其橫坐標(對數(shù)坐標)表示 粒徑?v坐標則表示用小于(或大于)某粒徑的土重含量(或稱累計百分含量) 。
土粒質量累計百分數(shù)為10%時,相應的粒徑稱為有效粒徑d10。小于某粒徑的土粒質量累計百分數(shù)為30%時的粒徑用d30表示。當小于某粒徑的土粒質量累計百分數(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,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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