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1、建建 筑筑 地地 基基 基基 础础郭晓剑 注册造价师一级建造师江西理工大学经济管理学院1 地基土（岩）的物理性质及分类江西理工大学经济管理学院1.1 地质作用和地质构造1.1.1 1.1.1 地质作用地质作用地质作用地质作用建筑场地的地形、地貌和组成物质（土与岩石）建筑场地的地形、地貌和组成物质（土与岩石）建筑场地的地形、地貌和组成物质（土与岩石）建筑场地的地形、地貌和组成物质（土与岩石）的成分、分布厚度及特性，取决于地质作用。的成分、分布厚度及特性，取决于地质作用。的成分、分布厚度及特性，取决于地质作用。的成分、分布厚度及特性，取决于地质作用。构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。地壳构成天
2、然地基的物质是地壳中的岩石和土。地壳构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。地壳构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。地壳平均厚度为平均厚度为平均厚度为平均厚度为16km16km，它的物质、形态和内部构造是，它的物质、形态和内部构造是，它的物质、形态和内部构造是，它的物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。导致地壳成分、构造、在不断地改造和演变的。导致地壳成分、构造、在不断地改造和演变的。导致地壳成分、构造、在不断地改造和演变的。导致地壳成分、构造、形态发生变化的作用，称为地质作用。可分为内形态发生变化的作用，称为地质作用。可分为内形态发生变化的作用，称为地质作用。可分为内形态发生变化的作用
3、，称为地质作用。可分为内力地质作用和外力地质作用。力地质作用和外力地质作用。力地质作用和外力地质作用。力地质作用和外力地质作用。江西理工大学经济管理学院内力地质作用内力地质作用内力地质作用内力地质作用 一般认为，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为，由于地球自转产生的旋转能和放射性一般认为，由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。构造以及地表形态发生变化的
4、地质作用。构造以及地表形态发生变化的地质作用。构造以及地表形态发生变化的地质作用。egeg.岩岩岩岩浆活动，地壳运动（构造运动）和变质作用。浆活动，地壳运动（构造运动）和变质作用。浆活动，地壳运动（构造运动）和变质作用。浆活动，地壳运动（构造运动）和变质作用。外力地质作用外力地质作用外力地质作用外力地质作用 由太阳辐射能和地球重力位能引起。由太阳辐射能和地球重力位能引起。由太阳辐射能和地球重力位能引起。由太阳辐射能和地球重力位能引起。昼夜和季节昼夜和季节昼夜和季节昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及
5、生物气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用。这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机械破这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机械破这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机械破这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机械破碎和化学变化的作用，统称为碎和化学变化的作用，统称为碎和化学变化的作用，统称为碎和化学变化的作用，统称为风化作用风化作用风化作用风化作用。江西理工大学经济管理学院江西理工大学经济管理学院1.1.2 1.1.2 地质构造
6、的概念地质构造的概念地质构造的概念地质构造的概念由于受到地壳运动的作用而发生连续或不连续的由于受到地壳运动的作用而发生连续或不连续的由于受到地壳运动的作用而发生连续或不连续的由于受到地壳运动的作用而发生连续或不连续的永久性形变而形成的各种构造形态。永久性形变而形成的各种构造形态。永久性形变而形成的各种构造形态。永久性形变而形成的各种构造形态。褶皱构造褶皱构造褶皱构造褶皱构造地壳中的岩体由于受到地壳运动的作用而发生连地壳中的岩体由于受到地壳运动的作用而发生连地壳中的岩体由于受到地壳运动的作用而发生连地壳中的岩体由于受到地壳运动的作用而发生连续、完整的永久性形变而形成的各种构造形态。续、完整的永久
7、性形变而形成的各种构造形态。续、完整的永久性形变而形成的各种构造形态。续、完整的永久性形变而形成的各种构造形态。断裂构造断裂构造断裂构造断裂构造在地壳运动的作用下，岩层丧失了原有的连续完在地壳运动的作用下，岩层丧失了原有的连续完在地壳运动的作用下，岩层丧失了原有的连续完在地壳运动的作用下，岩层丧失了原有的连续完整性，在其内部产生了许多断裂面，统称为断裂整性，在其内部产生了许多断裂面，统称为断裂整性，在其内部产生了许多断裂面，统称为断裂整性，在其内部产生了许多断裂面，统称为断裂构造。构造。构造。构造。江西理工大学经济管理学院1.1.3 1.1.3 地质年代的概念地质年代的概念地质年代的概念地质年
8、代的概念地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环地质年代是指地壳发展历史与地壳运动、沉积环境及生物演化相应的时代段落。境及生物演化相应的时代段落。境及生物演化相应的时代段落。境及生物演化相应的时代段落。在地质学中，把某一地质时代形成的一套岩石称在地质学中，把某一地质时代形成的一套岩石称在地质学中，把某一地质时代形成的一套岩石称在地质学中，把某一地质时代形成的一套岩石称为那个时代的地层。为那个时代的地层。为那个时代的地层。为那个时代的地层。年代单位年代单位宙宙代代纪纪世世地层单位地层单位宇宇界界系系统统江西理工
9、大学经济管理学院在新生代中最新近的一个纪称为第四纪。通常所在新生代中最新近的一个纪称为第四纪。通常所在新生代中最新近的一个纪称为第四纪。通常所在新生代中最新近的一个纪称为第四纪。通常所说的土为新生代第四纪更新世（距今约说的土为新生代第四纪更新世（距今约说的土为新生代第四纪更新世（距今约说的土为新生代第四纪更新世（距今约100100万年）万年）万年）万年）形成的，更新世又分为早更新世（形成的，更新世又分为早更新世（形成的，更新世又分为早更新世（形成的，更新世又分为早更新世（Q1Q1）、中更新）、中更新）、中更新）、中更新世（世（世（世（Q2Q2）、晚更新世（）、晚更新世（）、晚更新世（）、晚更新
10、世（Q3Q3），其后为全新世），其后为全新世），其后为全新世），其后为全新世（Q4Q4）。）。）。）。纪纪(系系)江西理工大学经济管理学院1.2 岩石的成因类型和工程分类1.2.1 1.2.1 主要造岩矿物主要造岩矿物主要造岩矿物主要造岩矿物矿物和岩石是组成地壳的物质。矿物是地壳中天矿物和岩石是组成地壳的物质。矿物是地壳中天矿物和岩石是组成地壳的物质。矿物是地壳中天矿物和岩石是组成地壳的物质。矿物是地壳中天然生成的自然元素或化合物。岩石是由一种或多然生成的自然元素或化合物。岩石是由一种或多然生成的自然元素或化合物。岩石是由一种或多然生成的自然元素或化合物。岩石是由一种或多种矿物组合成的集合体。
11、种矿物组合成的集合体。种矿物组合成的集合体。种矿物组合成的集合体。在岩石中常见的矿物称为造岩矿物。最常见的造在岩石中常见的矿物称为造岩矿物。最常见的造在岩石中常见的矿物称为造岩矿物。最常见的造在岩石中常见的矿物称为造岩矿物。最常见的造岩矿物只有三十多种，如石英、长石、辉石、角岩矿物只有三十多种，如石英、长石、辉石、角岩矿物只有三十多种，如石英、长石、辉石、角岩矿物只有三十多种，如石英、长石、辉石、角闪石、云母、方解石、高岭石等。闪石、云母、方解石、高岭石等。闪石、云母、方解石、高岭石等。闪石、云母、方解石、高岭石等。江西理工大学经济管理学院1.2.2 1.2.2 岩石的成因类型岩石的成因类型岩
12、石的成因类型岩石的成因类型岩浆岩岩浆岩岩浆岩岩浆岩岩浆岩是由岩浆侵入地壳或喷出地表而形成的。岩浆岩是由岩浆侵入地壳或喷出地表而形成的。岩浆岩是由岩浆侵入地壳或喷出地表而形成的。岩浆岩是由岩浆侵入地壳或喷出地表而形成的。岩浆喷出地表冷凝后形成的称为喷出岩，在地表岩浆喷出地表冷凝后形成的称为喷出岩，在地表岩浆喷出地表冷凝后形成的称为喷出岩，在地表岩浆喷出地表冷凝后形成的称为喷出岩，在地表以下冷凝形成的则称为侵入岩。以下冷凝形成的则称为侵入岩。以下冷凝形成的则称为侵入岩。以下冷凝形成的则称为侵入岩。沉积岩沉积岩沉积岩沉积岩地表的原岩经风化剥蚀作用而形成的岩石碎屑、地表的原岩经风化剥蚀作用而形成的岩石
13、碎屑、地表的原岩经风化剥蚀作用而形成的岩石碎屑、地表的原岩经风化剥蚀作用而形成的岩石碎屑、溶液析出物或有机质等，经流水、风、冰川等搬溶液析出物或有机质等，经流水、风、冰川等搬溶液析出物或有机质等，经流水、风、冰川等搬溶液析出物或有机质等，经流水、风、冰川等搬运到低洼处或海洋中沉积而成。运到低洼处或海洋中沉积而成。运到低洼处或海洋中沉积而成。运到低洼处或海洋中沉积而成。变质岩变质岩变质岩变质岩组成地壳的岩石由于地壳运动和岩浆活动的影响，组成地壳的岩石由于地壳运动和岩浆活动的影响，组成地壳的岩石由于地壳运动和岩浆活动的影响，组成地壳的岩石由于地壳运动和岩浆活动的影响，使其在固态下发生矿物成分、结构
14、和构造的改变，使其在固态下发生矿物成分、结构和构造的改变，使其在固态下发生矿物成分、结构和构造的改变，使其在固态下发生矿物成分、结构和构造的改变，从而形成新的岩石。从而形成新的岩石。从而形成新的岩石。从而形成新的岩石。江西理工大学经济管理学院1.2.3 1.2.3 岩石的工程分类岩石的工程分类岩石的工程分类岩石的工程分类按岩石的坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软按岩石的坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软按岩石的坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软按岩石的坚硬程度分为：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩岩、软岩、极软岩岩、软岩、极软岩岩、软岩、极软岩 。按岩石的风化程度分为：未风化、微风化、中等
15、按岩石的风化程度分为：未风化、微风化、中等按岩石的风化程度分为：未风化、微风化、中等按岩石的风化程度分为：未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化、残积土。风化、强风化、全风化、残积土。风化、强风化、全风化、残积土。风化、强风化、全风化、残积土。按岩石的完整程度分为：完整、较完整、较破碎、按岩石的完整程度分为：完整、较完整、较破碎、按岩石的完整程度分为：完整、较完整、较破碎、按岩石的完整程度分为：完整、较完整、较破碎、极破碎。极破碎。极破碎。极破碎。江西理工大学经济管理学院1.3 土的成因类型1.3.1 1.3.1 残积土、坡积土、洪积土残积土、坡积土、洪积土残积土、坡积土、洪积土残积土、坡积
16、土、洪积土残积土残积土残积土残积土原岩表面经风化作用后而残留在原地的碎屑物。原岩表面经风化作用后而残留在原地的碎屑物。原岩表面经风化作用后而残留在原地的碎屑物。原岩表面经风化作用后而残留在原地的碎屑物。坡积土坡积土坡积土坡积土高处的岩石风化物，由于受到雨、雪水流的搬运，高处的岩石风化物，由于受到雨、雪水流的搬运，高处的岩石风化物，由于受到雨、雪水流的搬运，高处的岩石风化物，由于受到雨、雪水流的搬运，或由于重力的作用而沉积在较平缓的山坡上或由于重力的作用而沉积在较平缓的山坡上或由于重力的作用而沉积在较平缓的山坡上或由于重力的作用而沉积在较平缓的山坡上洪积土洪积土洪积土洪积土由暴雨或大量融雪形成的
17、暂时性山洪急流，将大由暴雨或大量融雪形成的暂时性山洪急流，将大由暴雨或大量融雪形成的暂时性山洪急流，将大由暴雨或大量融雪形成的暂时性山洪急流，将大量的基岩风化产物或基岩剥蚀、搬运、堆积于山量的基岩风化产物或基岩剥蚀、搬运、堆积于山量的基岩风化产物或基岩剥蚀、搬运、堆积于山量的基岩风化产物或基岩剥蚀、搬运、堆积于山谷冲沟出口或山前倾斜平原而形成洪积土。谷冲沟出口或山前倾斜平原而形成洪积土。谷冲沟出口或山前倾斜平原而形成洪积土。谷冲沟出口或山前倾斜平原而形成洪积土。江西理工大学经济管理学院1.3.2 1.3.2 冲积土冲积土冲积土冲积土平原河谷冲积土平原河谷冲积土平原河谷冲积土平原河谷冲积土山区河
18、谷冲积土山区河谷冲积土山区河谷冲积土山区河谷冲积土三角洲冲积土三角洲冲积土三角洲冲积土三角洲冲积土1.3.3 1.3.3 其它沉积土其它沉积土其它沉积土其它沉积土海洋沉积土海洋沉积土海洋沉积土海洋沉积土湖泊沉积土湖泊沉积土湖泊沉积土湖泊沉积土江西理工大学经济管理学院1.4 土的组成1.4.1 1.4.1 土的固体颗粒土的固体颗粒土的固体颗粒土的固体颗粒土中的固体颗粒土中的固体颗粒土中的固体颗粒土中的固体颗粒(简称土粒简称土粒简称土粒简称土粒)的大小和形状、矿物的大小和形状、矿物的大小和形状、矿物的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的
19、重成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。要因素。要因素。要因素。江西理工大学经济管理学院土的颗粒级配土的颗粒级配土的颗粒级配土的颗粒级配在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性成的。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性成的。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性成的。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发生变化。质相应地发生变化。质相应地发生变化。质相应地发生变化。将
20、土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而分为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而分为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而分为若干粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同而呈现出一定质的变化。呈现出一定质的变化。呈现出一定质的变化。呈现出一定质的变化。根据界限粒径根据界限粒径根据界限粒径根据界限粒径200200200200、20202020、2 2 2 2、0.0750.0750.0750.075和和和和0.005mm0.00
21、5mm0.005mm0.005mm把土粒分为六大粒组：漂石把土粒分为六大粒组：漂石把土粒分为六大粒组：漂石把土粒分为六大粒组：漂石(块石块石块石块石)颗粒、卵石颗粒、卵石颗粒、卵石颗粒、卵石(碎石碎石碎石碎石)颗粒、圆砾颗粒、圆砾颗粒、圆砾颗粒、圆砾(角砾角砾角砾角砾)颗粒、砂粒、颗粒、砂粒、颗粒、砂粒、颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。粉粒及粘粒。粉粒及粘粒。粉粒及粘粒。土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量的相对含量的相对含量的相对含量(各粒组占土粒总量的百各粒
22、组占土粒总量的百各粒组占土粒总量的百各粒组占土粒总量的百 分数分数分数分数)来表来表来表来表示，称为土的示，称为土的示，称为土的示，称为土的颗粒级配颗粒级配颗粒级配颗粒级配。江西理工大学经济管理学院江西理工大学经济管理学院利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标，利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标，利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标，利用颗粒级配累积曲线可以确定土粒的级配指标，d60d60d60d60与与与与d10d10d10d10的比值称为不均匀系数：的比值称为不均匀系数：的比值称为不均匀系数：的比值称为不均匀系数：不均匀系数不均匀系数不均匀系数不均匀系数 反映大小不同粒组
23、的分布情况，越大反映大小不同粒组的分布情况，越大反映大小不同粒组的分布情况，越大反映大小不同粒组的分布情况，越大表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，表示土粒大小的分布范围越大，其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度曲率系数描写的是累积曲线的分布范围，密实度曲率系数描写的是累积曲线的分布范围，密实度曲率系数描写的是累积曲线的分布范围，密实度曲率系数描写的是累积
24、曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。反映曲线的整体形状。反映曲线的整体形状。反映曲线的整体形状。颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。颗粒级配可在一定程度上反映土的某些性质。江西理工大学经济管理学院 土粒的矿物成分土粒的矿物成分土粒的矿物成分土粒的矿物成分 土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影风化作用。不同的矿物成分对土的
25、性质有着不同的影风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要 。六大粒组的矿物成分六大粒组的矿物成分六大粒组的矿物成分六大粒组的矿物成分 漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。粘土矿物的比表面粘土矿物的比表面粘土矿物的比表面粘土矿物的比表面 由于粘土矿物是很细小的扁平颗
26、粒，颗粒表面具有很由于粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很由于粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很由于粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就愈强。粘土矿物表面积的相对大小可以用单位体积愈强。粘土矿物表面积的相对大小可以用单位体积愈强。粘土矿物表面积的相对大小可以用单位体积愈强。粘土矿物表面积的相对大小可以用单位体积(或质量或质量或质量或质量)的颗粒总表面积的颗粒总表面积的颗粒总表面积的颗粒总表面积
27、(称为比表面称为比表面称为比表面称为比表面)来表示。来表示。来表示。来表示。由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化，由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化，由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化，由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的性质的突变，所以，土粒大小对土的性必然导致土的性质的突变，所以，土粒大小对土的性必然导致土的性质的突变，所以，土粒大小对土的性必然导致土的性质的突变，所以，土粒大小对土的性质起着重要的作用。质起着重要的作用。质起着重要的作用。质起着重要的作用。江西理工大学经济管理学院1.4.2 1.4.2 土中的水和气土中的水和气土中的水和气
28、土中的水和气 土中水土中水土中水土中水在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处于液态、固态或气态。于液态、固态或气态。于液态、固态或气态。于液态、固态或气态。存在于土中的液态水可分存在于土中的液态水可分存在于土中的液态水可分存在于土中的液态水可分为吸附水为吸附水为吸附水为吸附水(结合水结合水结合水结合水)和自由水两大类。和自由水两大类。和自由水两大类。和自由水两大类。吸附水吸附水吸附水吸附水 吸附水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土吸附水是指受电分子吸引力吸附于土粒
29、表面的土吸附水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土吸附水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。压，使水分子和土粒表面牢固地粘结在一起。自由水自由水自由水自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。自由水是存在于土粒表面
30、电场影响范围以外的水。它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为为为为0 0，有溶解能力。，有溶解能力。，有溶解能力。，有溶解能力。江西理工大学经济管理学院土中气土中气土中气土中气土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位。在粗粒的沉积物中常见到与大气相联通的空气，在粗粒的沉积物中常见到与大气相联通的空气，在粗粒的沉积物中常见到与大气相联
31、通的空气，在粗粒的沉积物中常见到与大气相联通的空气，它对土的力学性质影响不大。它对土的力学性质影响不大。它对土的力学性质影响不大。它对土的力学性质影响不大。在细粒土中则常存在与大气隔绝的封闭气泡，它在细粒土中则常存在与大气隔绝的封闭气泡，它在细粒土中则常存在与大气隔绝的封闭气泡，它在细粒土中则常存在与大气隔绝的封闭气泡，它在外力的作用下具有弹性，并使土的透水性减小。在外力的作用下具有弹性，并使土的透水性减小。在外力的作用下具有弹性，并使土的透水性减小。在外力的作用下具有弹性，并使土的透水性减小。江西理工大学经济管理学院1.4.3 1.4.3 土的结构和构造土的结构和构造土的结构和构造土的结构和
32、构造 土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排列及联结关系等因素形成的综合特征。一般分为列及联结关系等因素形成的综合特征。一般分为列及联结关系等因素形成的综合特征。一般分为列及联结关系等因素形成的综合特征。一般分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。江西理工大学经济管理学院在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的在同一土层中的物质成分和
33、颗粒大小等都相近的在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征称为土的构造，土各部分之间的相互关系的特征称为土的构造，土各部分之间的相互关系的特征称为土的构造，土各部分之间的相互关系的特征称为土的构造，土的构造最主要特征就是成层性即层理构造。土的的构造最主要特征就是成层性即层理构造。土的的构造最主要特征就是成层性即层理构造。土的的构造最主要特征就是成层性即层理构造。土的构造的另一特征是土的裂隙性。构造的另一特征是土的裂隙性。构造的另一特征是土的裂隙性。构造的另一特征是土的裂隙性。江西理工大学经济管理学院1.5 土的三相比例指标
34、1.5.1 1.5.1 土的固体颗粒土的固体颗粒土的固体颗粒土的固体颗粒上节介绍了土的组成，特别是土颗粒的粒组和矿上节介绍了土的组成，特别是土颗粒的粒组和矿上节介绍了土的组成，特别是土颗粒的粒组和矿上节介绍了土的组成，特别是土颗粒的粒组和矿物成分，是从本质方面了解土的性质的根据。但物成分，是从本质方面了解土的性质的根据。但物成分，是从本质方面了解土的性质的根据。但物成分，是从本质方面了解土的性质的根据。但是为了对土的基本物理性质有所了解，还需要对是为了对土的基本物理性质有所了解，还需要对是为了对土的基本物理性质有所了解，还需要对是为了对土的基本物理性质有所了解，还需要对土的三相土的三相土的三相
35、土的三相土粒土粒土粒土粒(固相固相固相固相)、土中水、土中水、土中水、土中水(液相液相液相液相)和土中和土中和土中和土中气气气气(气相气相气相气相)的组成情况进行数量上的研究。的组成情况进行数量上的研究。的组成情况进行数量上的研究。的组成情况进行数量上的研究。土的三相比例指标：土粒比重、含水量、密度、土的三相比例指标：土粒比重、含水量、密度、土的三相比例指标：土粒比重、含水量、密度、土的三相比例指标：土粒比重、含水量、密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙率、孔隙比、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙率、孔隙比、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙率、孔隙比、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙率、孔隙
36、比、饱和度。饱和度。饱和度。饱和度。江西理工大学经济管理学院气气气气水水水水土土土土 粒粒粒粒土的三相组成示意图土的三相组成示意图土的三相组成示意图土的三相组成示意图江西理工大学经济管理学院土粒比重（土粒相对密度）土粒比重（土粒相对密度）土粒比重（土粒相对密度）土粒比重（土粒相对密度）dsds土的密度土的密度土的密度土的密度 土的含水量土的含水量土的含水量土的含水量 江西理工大学经济管理学院土的干密度土的干密度土的干密度土的干密度 d d、饱和密饱和密饱和密饱和密度度度度 satsat、和有效密度和有效密度和有效密度和有效密度 mVVmVVmVWssWVssatsd-=.+=计算自重应力时，须
37、采用计算自重应力时，须采用计算自重应力时，须采用计算自重应力时，须采用土的重力密度，简称重度。土的重力密度，简称重度。土的重力密度，简称重度。土的重力密度，简称重度。土的湿重度土的湿重度土的湿重度土的湿重度、干重度、干重度、干重度、干重度 d d、饱和重度饱和重度饱和重度饱和重度 satsat、有效重度有效重度有效重度有效重度 分别按下式计算：分别按下式计算：分别按下式计算：分别按下式计算：江西理工大学经济管理学院1.土的干重度土的干重度d(1)表达式表达式：d=固体重力固体重力总体积总体积=wsv(2)物理意义：单位体积的土在水分烘干后的重力，物理意义：单位体积的土在水分烘干后的重力，即干土
38、的重力密度。即干土的重力密度。(3)常见值：常见值：1318KN/m3(4)工程应用：常用做填方工程中土体压实质量控工程应用：常用做填方工程中土体压实质量控制的标准。制的标准。(5)换算公式：换算公式：d=1+江西理工大学经济管理学院(1)表达式表达式：sat=孔隙全部充满水的总重力孔隙全部充满水的总重力总体积总体积=Gsv(2)物理意义：孔隙中全部充满水时单位体积的重力物理意义：孔隙中全部充满水时单位体积的重力，即饱和度为即饱和度为100%时的重力密度。时的重力密度。(3)常见值：常见值：1823KN/m3+Vv w(1)表达式表达式：=wsv(2)物理意义：地下水位以下土体受水的浮力作用物
39、理意义：地下水位以下土体受水的浮力作用时单位体积的重力。时单位体积的重力。(3)常见值：常见值：813KN/m3+Vv w3.土的有效重度土的有效重度-vVw=sat w-2.土的饱和重度土的饱和重度sat江西理工大学经济管理学院砂土根据饱和度的指标值分为稍湿、砂土根据饱和度的指标值分为稍湿、砂土根据饱和度的指标值分为稍湿、砂土根据饱和度的指标值分为稍湿、很湿与饱和三种湿度状态。很湿与饱和三种湿度状态。很湿与饱和三种湿度状态。很湿与饱和三种湿度状态。S Sr r 5050为为为为稍湿；稍湿；稍湿；稍湿；50 508080饱和。饱和。饱和。饱和。土的饱和度土的饱和度土的饱和度土的饱和度S Sr
40、r 孔隙比孔隙比孔隙比孔隙比e和孔隙率和孔隙率和孔隙率和孔隙率n土的孔隙比土的孔隙比土的孔隙比土的孔隙比e e和孔隙率和孔隙率和孔隙率和孔隙率n n是反映土密实是反映土密实是反映土密实是反映土密实程度的重要物理性质指标，程度的重要物理性质指标，程度的重要物理性质指标，程度的重要物理性质指标，e e或或或或n n越大，越大，越大，越大，土越疏松，反之土越密实。一般土越疏松，反之土越密实。一般土越疏松，反之土越密实。一般土越疏松，反之土越密实。一般e0.6e1.0e1.0的土是疏松的高压缩性土。的土是疏松的高压缩性土。的土是疏松的高压缩性土。的土是疏松的高压缩性土。江西理工大学经济管理学院1.5.
41、2 指标的换算指标的换算 令令w1=w,Vs=1 因因所以所以VV=e,V=1+e江西理工大学经济管理学院可得：可得：推导得：推导得：江西理工大学经济管理学院江西理工大学经济管理学院江西理工大学经济管理学院1.6 无粘性土的密实度无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，呈密实状态时，强度较大，可作为良好的天然地呈密实状态时，强度较大，可作为良好的天然地呈密实状态时，强度较大，可作为良好的天然地呈密实状态时，强度较大，可作为良好的天然地基，呈松散状态时，则是不良
42、地基。对于同一种基，呈松散状态时，则是不良地基。对于同一种基，呈松散状态时，则是不良地基。对于同一种基，呈松散状态时，则是不良地基。对于同一种无粘性土，当其孔隙比小于某一限度时，处于密无粘性土，当其孔隙比小于某一限度时，处于密无粘性土，当其孔隙比小于某一限度时，处于密无粘性土，当其孔隙比小于某一限度时，处于密实状态，随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密实状态，随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密实状态，随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密实状态，随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密直到松散状态。直到松散状态。直到松散状态。直到松散状态。江西理工大学经济管理学院1.6.1 1.6.1 砂砂砂砂土土土土砂
43、土的密实度可用天然孔隙比衡量。一般砂土的密实度可用天然孔隙比衡量。一般砂土的密实度可用天然孔隙比衡量。一般砂土的密实度可用天然孔隙比衡量。一般e e e e小于小于小于小于0.60.60.60.6，属密实的砂土，是良好的天然地基，当，属密实的砂土，是良好的天然地基，当，属密实的砂土，是良好的天然地基，当，属密实的砂土，是良好的天然地基，当e e e e大大大大于于于于0.950.950.950.95时，为松散状态，不宜作天然地基。但未时，为松散状态，不宜作天然地基。但未时，为松散状态，不宜作天然地基。但未时，为松散状态，不宜作天然地基。但未考虑土颗粒级配的影响。若考虑级配因素，可采考虑土颗粒级
44、配的影响。若考虑级配因素，可采考虑土颗粒级配的影响。若考虑级配因素，可采考虑土颗粒级配的影响。若考虑级配因素，可采用相对密实度用相对密实度用相对密实度用相对密实度DrDrDrDr来表示砂土的密实度：来表示砂土的密实度：来表示砂土的密实度：来表示砂土的密实度：采用现场标准贯入试验锤击数采用现场标准贯入试验锤击数采用现场标准贯入试验锤击数采用现场标准贯入试验锤击数N N N N来判断来判断来判断来判断江西理工大学经济管理学院1.6.2 1.6.2 碎石碎石碎石碎石土土土土碎石土不宜取得原状土样，也难于将贯入器击入碎石土不宜取得原状土样，也难于将贯入器击入碎石土不宜取得原状土样，也难于将贯入器击入碎
45、石土不宜取得原状土样，也难于将贯入器击入其中。对这类土可在现场进行观察其中。对这类土可在现场进行观察其中。对这类土可在现场进行观察其中。对这类土可在现场进行观察,根据其骨架颗根据其骨架颗根据其骨架颗根据其骨架颗粒含量、排列、可挖性及可钻性鉴别。将碎石土粒含量、排列、可挖性及可钻性鉴别。将碎石土粒含量、排列、可挖性及可钻性鉴别。将碎石土粒含量、排列、可挖性及可钻性鉴别。将碎石土分为密实、中密和稍密三种。分为密实、中密和稍密三种。分为密实、中密和稍密三种。分为密实、中密和稍密三种。江西理工大学经济管理学院1.7 粘性土的物理特征粘性土最主要的性质是土粒与水相互作用产生的粘性土最主要的性质是土粒与水
46、相互作用产生的粘性土最主要的性质是土粒与水相互作用产生的粘性土最主要的性质是土粒与水相互作用产生的稠度。它反映土粒之间连接强度随含水量高低而稠度。它反映土粒之间连接强度随含水量高低而稠度。它反映土粒之间连接强度随含水量高低而稠度。它反映土粒之间连接强度随含水量高低而变化的性质。变化的性质。变化的性质。变化的性质。A A 稠度：是指土的软硬状态或土对受外力作用所引稠度：是指土的软硬状态或土对受外力作用所引稠度：是指土的软硬状态或土对受外力作用所引稠度：是指土的软硬状态或土对受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力。起变形或破坏的抵抗能力。起变形或破坏的抵抗能力。起变形或破坏的抵抗能力。B B 稠度界
47、限：粘性土由某一种状态过渡到另一状态稠度界限：粘性土由某一种状态过渡到另一状态稠度界限：粘性土由某一种状态过渡到另一状态稠度界限：粘性土由某一种状态过渡到另一状态的分界含水量。的分界含水量。的分界含水量。的分界含水量。江西理工大学经济管理学院1.7.1 1.7.1 界限含水量界限含水量界限含水量界限含水量同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态
48、态、半固态、可塑状态及流动状态。由一种状态转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量转变到另一种状态的分界含水量，叫界限含水量界限含水量的测定方法界限含水量的测定方法：塑限塑限 ：搓条法（滚搓法）；：搓条法（滚搓法）；液限液限 ：锥式液限仪（如下图）。：锥式液限仪（如下图）。江西理工大学经济管理学院1.7.2 1.7.2 塑性指数和液性指数塑性指数和液性指数塑性指数和液性指数塑性指数和液性指数塑性指数塑性指数塑性指数塑性指数I IP P：I IP P表示土处于可塑状态的含水量范围大小。它与颗表示土处于可塑状态的
49、含水量范围大小。它与颗表示土处于可塑状态的含水量范围大小。它与颗表示土处于可塑状态的含水量范围大小。它与颗粒粗细、矿物成分和水中离子成分浓度有关。粒粗细、矿物成分和水中离子成分浓度有关。粒粗细、矿物成分和水中离子成分浓度有关。粒粗细、矿物成分和水中离子成分浓度有关。土颗粒越细且含量越多，则比表面越大，土的结土颗粒越细且含量越多，则比表面越大，土的结土颗粒越细且含量越多，则比表面越大，土的结土颗粒越细且含量越多，则比表面越大，土的结合水含量越高，合水含量越高，合水含量越高，合水含量越高，I IP P越大。当水中高价阳离子浓度越大。当水中高价阳离子浓度越大。当水中高价阳离子浓度越大。当水中高价阳离
50、子浓度增加时，土粒表面吸附的反离子层厚度变薄结合增加时，土粒表面吸附的反离子层厚度变薄结合增加时，土粒表面吸附的反离子层厚度变薄结合增加时，土粒表面吸附的反离子层厚度变薄结合水含量相应减少，水含量相应减少，水含量相应减少，水含量相应减少，I IP P也小；反之，也小；反之，也小；反之，也小；反之，I IP P变大。变大。变大。变大。PLpIww-=（省去（省去%）江西理工大学经济管理学院液性指数液性指数液性指数液性指数I IL L：I IL L是反映粘性土软硬状态的指标。是反映粘性土软硬状态的指标。是反映粘性土软硬状态的指标。是反映粘性土软硬状态的指标。流动状态流动状态;可塑状态可塑状态;固态