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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(qiáng)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(dòng)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(shí)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(qiáng)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(duì)金屬和混凝土有一定的腐蝕作用

有機(jī)質(zhì)

　　動(dòng)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(qiáng)的吸附性。

土的顆粒級(jí)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(shí)，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(jí)配——土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量(各粒組占土�？傊氐陌俜�?jǐn)?shù))。

顆粒級(jí)配累積曲線——顆粒大小分析試驗(yàn)成果，由其橫坐標(biāo)（對(duì)數(shù)坐標(biāo)）表示　　粒徑�？v坐標(biāo)則表示用小于(或大于)某粒徑的土重含量(或稱累計(jì)百分含量) 。

土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為10％時(shí)，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(jì)百分?jǐn)?shù)為30％時(shí)的粒徑用d３0表示。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60％時(shí)，該粒徑稱為限定粒徑d６0。

利用顆粒級(jí)配累積曲線可以確定土粒的級(jí)配指標(biāo)，如d６0與d10的比值Cｕ稱

不均勻系數(shù)：                           曲率系數(shù)Cc：

　　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(jí)配越良好，作為填方工程的土料時(shí)，則比較容易獲得較大的密實(shí)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....