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1、第一章第一章:土的物理性質(zhì)及工程分類(lèi)土的物理性質(zhì)及工程分類(lèi)土是三相體土是三相體——固相(土顆粒)固相(土顆粒)、液相(土中水)和氣相(土中空氣)、液相(土中水)和氣相(土中空氣)。固相:是由難溶于水或不溶于水的各種礦物顆粒和部分有機(jī)質(zhì)所組成。2.土粒顆粒級(jí)配(粒度)2.土粒大小及其粒組劃分b.土粒顆粒級(jí)配(粒度成分)土中各粒組相對(duì)含量百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為土的粒度或顆粒級(jí)配。粒徑大于等于0.075mm的顆??刹捎煤Y分法來(lái)區(qū)分。粒徑小于等于0.075
2、mm的顆粒需采用水分法來(lái)區(qū)分。顆粒級(jí)配曲線顆粒級(jí)配曲線斜率:某粒徑范圍內(nèi)顆粒的含量。陡—相應(yīng)粒組質(zhì)量集中;緩相應(yīng)粒組含量少;平臺(tái)相應(yīng)粒組缺乏。特征粒徑:d50:平均粒徑;d60:控制粒徑;d10:有效粒徑;d30粗細(xì)程度:用d50表示。曲線的陡、緩或不均勻程度:不均勻系數(shù)Cu=d60d10,Cu≤5級(jí)配均勻,不好Cu≥10,級(jí)配良好,連續(xù)程度:曲率系數(shù)Cc=d302(d60d10)。較大顆粒缺少,Cc減小;較小顆粒缺少,Cc增大。Cc=
3、1~3級(jí)配連續(xù)性好。粒徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途:粒徑級(jí)配累積曲線及指標(biāo)的用途:1.粒組含量用于土的分類(lèi)定名;2)不均勻系數(shù)Cu用于判定土的不均勻程度:Cu≥5不均勻土;Cu3或Cc3或Cc、土中水、土中水土中水存在于土體的孔隙中或土粒表面,分為自由水和結(jié)合水。自由水就是我們通常所說(shuō)的地下水,結(jié)合水是指受到電分子引力作用而吸附在土粒表面的水。結(jié)晶水——礦物內(nèi)部的水結(jié)合水——吸附在土顆粒表面的水(強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水)自由水——電場(chǎng)引力作用
4、范圍之外的水(重力水和毛細(xì)水)重力水:在重力作用下可在土中自由流動(dòng)。毛細(xì)水:存在于固氣之間,在重力與表面張力作用下可在土粒間空隙中自由移動(dòng).土中氣體土中氣體自由氣體:與大氣連通,對(duì)土的性質(zhì)影響不大封閉氣體:增加土的彈性;阻塞滲流通道,可能會(huì)形成“橡皮土”。土的三相比例指標(biāo)土的三相比例指標(biāo)——反映三相組成間數(shù)量關(guān)系的指標(biāo)稱(chēng)為三相比例指標(biāo)。它是評(píng)價(jià)土體工程性質(zhì)的基本參數(shù)。m——水、土總質(zhì)重,kg;ms——土顆粒質(zhì)量,kg;mw——土中水質(zhì)量
5、,kg。且m=msmw。V土體總體積,m3;Vs土粒體積,m3;Vw土中水體積,m3;Va土中氣體體積,m3;VV土中孔隙體積,m3。且V=VsVV;VV=VaVw。土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)土的三項(xiàng)基本物理指標(biāo)密度ρ密度ρ:?jiǎn)挝惑w積土的質(zhì)量常見(jiàn)值:重力密度γ重力密度γ:?jiǎn)挝惑w積土的重量常見(jiàn)值:土粒密度ρ土粒密度ρs:土中固體顆粒單位體積的質(zhì)量土粒相對(duì)密度土粒相對(duì)密度ds:土顆粒重量與同體積4C時(shí)純水的重量比。常見(jiàn)值:砂土——26.5~26.
6、9粉土——27.0~27.1粘性土——27.2~27.4土的含水量ω:土的含水量ω:土中水的質(zhì)量與固體顆粒質(zhì)量的比值常見(jiàn)值:砂土——(0~4)%;粘性土——(20~60)%Vm??)(Vgm3mNg??????3)22~16(mkN??sssVm??即:sssVWd????3)2200~1600(mkg??(%)100??swmm?液、塑限的測(cè)定液、塑限的測(cè)定1.液限測(cè)定:液限測(cè)定:國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):錐式液限儀。憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)好土樣(調(diào)成土湖狀),分
7、層放入盛土碗內(nèi),用刀抹平盛土碗表面將錐頂角30、重76g的圓錐體錐尖對(duì)準(zhǔn)土樣表面,松手后讓其在自重作用下下沉,5s沉入土中深度恰好為10mm時(shí),土樣含水量即為液限WL。2.塑限塑限Wp:搓條法。手工搓泥條,直徑3mm,恰好在土條表面開(kāi)始產(chǎn)生均勻裂紋時(shí)的含水量即為塑限。靈敏度靈敏度——粘性土原狀土強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的相應(yīng)強(qiáng)度的比值。靈敏度反映粘性土結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱。St—粘性土的靈敏度。qu—原狀土(粘性土)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。qu—重塑
8、土(粘性土)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度;uutqqS?砂土的密實(shí)度砂土的密實(shí)度——粘土顆粒間有粘聚力,呈團(tuán)聚狀態(tài);砂土則不然,顆粒間基本上無(wú)聯(lián)結(jié),其顆粒排列的緊密程度直接決定了它的承載能力;砂土的密實(shí)程度決定了砂土的承載能力。砂土的密實(shí)程度決定了砂土的承載能力??紫侗仁欠从惩馏w密實(shí)程度的一個(gè)指標(biāo),但土體孔隙比的值與土的粒徑組成有關(guān)。在某一固定粒度條件下,以最疏松狀態(tài)制樣可以達(dá)到其最大孔隙比emax,當(dāng)振動(dòng)、加壓、搗實(shí)后可以獲得最小孔隙比emin。砂
9、土的相對(duì)密度砂土的相對(duì)密度Dr——天然狀態(tài)下,其孔隙比設(shè)為e,則該砂土在天然狀態(tài)下的密實(shí)程度可以用天然孔隙比在最大emax、最小孔隙比emin之間的相對(duì)位置來(lái)表示,即相對(duì)密度Dr:當(dāng)e=emax,Dr=0時(shí);表示土?xí)r;表示土minmaxmaxeeeeDr???體處于最疏松狀態(tài);當(dāng)體處于最疏松狀態(tài);當(dāng)e=emin,Dr=1.0;表示土樣處于最緊密狀態(tài)。;表示土樣處于最緊密狀態(tài)。一般情況下,可以用相對(duì)密度Dr的值對(duì)砂土的密實(shí)程度進(jìn)行劃分:0
10、103cms)的土,例如砂土。hAtQLkAtLhkkiAtvAtqtQ??????2.變水頭試驗(yàn)變水頭試驗(yàn)——整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程水頭隨時(shí)間變化。適用于透水性差,滲透系數(shù)小的粘性土。任一時(shí)刻t的水頭差為h,經(jīng)時(shí)段dt后,細(xì)玻璃管中水位降落dh,在時(shí)段dt內(nèi)流經(jīng)試樣的水量dQ=-adh在時(shí)段dt內(nèi)流經(jīng)試樣的水量dQ=k.I.A.dt=k.A.hL.dt管內(nèi)減少水量=流經(jīng)試樣水量-a.dh=k.A.hL.dt分離變量,積分2112ln)(hhtt
11、AaLk??3.現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)——單一土層可以取樣在室內(nèi)測(cè)定,實(shí)際上土體都是成層的,有時(shí)室內(nèi)測(cè)定結(jié)果很難代表現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,這時(shí)亦可采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法確定k值。根據(jù)井底土層的情況此井可分為完整井(井底位于不透水層)和非完整井(井底位于透水土層)兩種類(lèi)型;假設(shè)抽水孔鉆至不透水層層面,屬于完整井。鉆孔——1個(gè)抽水孔,1~2個(gè)觀測(cè)孔,開(kāi)始抽水!在△t時(shí)間內(nèi),抽水量為Q,并在土中形成一個(gè)降落漏斗,假定在任一半徑處,水頭梯度為常數(shù),即i=dhd
12、r,任一點(diǎn)的過(guò)水?dāng)嗝鏋?.π.r.h。Q=k.i.A.△t=k.(dhdr).A.△t=k.(dhdr).(2.π.r.h).△t4.水平滲流層狀地基的等效滲透系數(shù)水平滲流層狀地基的等效滲透系數(shù)條件:Lhiij?????jxxqq??jHH等效滲透系數(shù):,即得:HikHvqxxx?????????jjjjjjxHkiHikqjjxHkHk??1Lhi???????????21212hhrrdhhtkrdrQ?)(ln212212hhtk
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