土的物理性质及工程分类(2)省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

土中土粒、水和气三部分质量(或重力)与体积之间百分比关系，伴随各种条件改变而改变。
土粒普通由矿物质组成，组成土固体部分。土粒组成土骨架。土骨架间充满相互贯通孔隙。这些孔隙有时完全被水充满，称为饱和土；有时一部分孔隙被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；孔隙完全充满气体时，则称为干土。水和溶解于水物质组成土液体部分。空气和其它一些气体组成土气体部分。
这三种组成部分本身性质以及它们之间百分比关系和相互作用，决定土物理力学性质。所以，研究土性质，必须研究土固体、液体和气体三相组成。土三相百分比指标在上述变量中ma=0，独立量有Vs、Vw、Va、mw和ms五个。1cm3水质量通常等于1g，故在数值上Vw=mw。
当研究这些量相对百分比关系时，总是取某一定数量土体来分析，比如，取V=1cm3，或m=1g，或Vs=1cm3等，所以又能够消去一个未知量。这么，对于一定数量三相土体，只要知道其中三个独立量，其它各个量就可从图中直接换算得到。
三相草图是土力学中用以计算三相量百分比关系一个简单而又很实用工具。1.土密度
密度：单位体积土质量。Mg/m3,g/cm32.土重度
重度:单位体积土重量，是重力函数。kN/m33土粒相对密度（比重）
相对密度:土粒密度（单位体积土粒质量）与4℃时纯水密度之比。测定方法：土粒相对密度或比重可在试验室内用比重瓶法测定。因为土粒相对密度改变不大,通常可按经验数值选取。含水量w是标志土湿度一个主要物理指标。天然土层含水量改变范围很大，它与土种类、埋藏条件及其所处自然地理环境等相关。普通说来，对同一类土，当其含水量增大时，则其强度就降低。测定方法：土含水量普通用“烘干法”测定。先称小块原状土样湿土质量m，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量ms，水质量mw为湿土和干土质量之差。基本指标1.土孔隙比和孔隙率
孔隙比:土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数记。1.土孔隙比和孔隙率
孔隙率：土中孔隙体积与土总体积之比，以百分数计。2土饱和度3土饱和密度和干密度重度＝密度×g对于地下水位以下土体，因为受到水浮力作用，将扣除水浮力后单位体积土所受重力称为土有效重度(土浸泡在水中受到浮力时重度），以g′表示，当认为水下土是饱和时，它在数值上等于饱和重度gsat。三相指标换算三相指标换算从物理意义上了解指标间关系
不勉励死记硬背
必要时利用三相草图推导所谓土物理状态，对于粗粒土、是指土密实程度，对于细粒土则是指土软硬程度或称为粘性土稠度。无黏性土密实度相对密度相对密度粘性土稠度状态弱结合水存在是土含有可塑状态原因。土处于可塑状态含水量改变范围，大致上相当于土粒所能够吸附弱结合水含量。这一含量大小土要决定于土比表面积相矿物成份。粘性大土必定是比表面积大，矿物亲水能力强土(比如蒙持石)，自然也是能吸附较多结合水土，因之它塑态含水量改变范围也必定大。当含水量继续增加，土中除结合水外，已经有相当数量水处于电场引力影响范围以外，成为自由水。这时土粒之间被自由水所隔开，土体不能原受任何剪应力，而呈流动状态。
从物理概念分析，土稠度实际上是反应土中水形态。液性指数：反应土软硬状态土中水与稠度状态液性指数IL土工程分类体系分类依据碎石土：粒径大于2mm颗粒含量超出全重50％土。依据颗粒级配和颗粒形状，按下表分类。砂土:粒径大于2mm颗粒含量不超出全重50％、粒径大于0.075mm颗粒超出全重50％土。依据颗粒级配，按下表分类。粘性土:若土塑性指数IP＞10：则该土属粘性土。粘性土依据塑性指数IP按下表细分。淤泥:在静水或迟缓流水环境中沉积，经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限,天然孔隙比大于或等于1.5粘性土。粉土:为介于砂土与粘性土之间，塑性指数IP＜10且粒径大于0.075mm颗粒含量不超出全重50％土。粉土工程性质介于砂土和粘性土之间，它既不含有砂土透水性大、轻易排水固结、抗剪强度较高优点，又不含有粘性土防水性能好、不易被水冲蚀流失、含有较大粘聚力优点。土压实性含水量与干密度关系曲线最优含水量与压实能量关系