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1、第第4章章 土的形成和土的工程性质土的形成和土的工程性质内容提要4-1 土的形成4-2 土的成因分类4-3 土中的矿物成分4-4 土的结构与构造4-5 土的工程分类4-6 土的物理性质指标4-1 土的形成土的形成 1 土的基本概念土的基本概念 土是第四纪时期以来形成的多孔松散堆积物，土是岩石经过风化、剥蚀、搬运和沉积作用形成的，土是由矿物颗粒、空气和水组成的多相物质。2 土的形成以及影响因素 母岩物质parent material 时间Time 气候climate 空气atmospheric composition 地形条件topography 有机质organisms1 残积土残积土Qel4
2、-2 土的成因分类土的成因分类特征特征易溶物质被淋滤易溶物质被淋滤和母岩在成分上有直接的关系和母岩在成分上有直接的关系颗粒大小不一，棱角明显颗粒大小不一，棱角明显厚度变化较大厚度变化较大母岩母岩残积土残积土2 坡积物坡积物 Qdl特征 经过松散 成分和基岩无关系 颗粒小，有棱角 厚度小 ABC A 地下水深埋带 颗粒较大（砾石或粗砂）低压缩和高承载力 磨园度低 B 地下水溢出带 砂性土和黏性土交错分布 地下水埋藏浅C 周期性干湿循环带 多分布黏性土 工程性质取决于干湿状态3 洪积物（洪积物（Qpl）洪积扇地形洪积扇地形CuterosionV字型河谷（上游）Sideerosionandsedim
3、entationU字型河谷（中游）Sedimentation成形型河谷地上河（下游）（2）河流的地质作用河流的地质作用4.冲积土冲积土(Qal)（1）冲积土的基本概念冲积土的基本概念河流侧蚀作用牛轭湖的形成侧蚀作用的结果侧蚀作用的结果侵蚀阶地阶座基地（侵蚀堆积）堆积阶地（内迭阶地）阶地的形成阶地的形成河床河漫滩河谷斜坡一级阶地二级阶地三级阶地（3）冲积物的相 河床相 阶地相 牛轭湖相5.湖积物湖积物(QL)6 海积物海积物(Qm)7 风积物风积物(Qeol)风积砂风积黄土8 冰积物冰积物(Qgl)河谷横断面及各部位名称河谷横断面及各部位名称4-3 Mineral composition in
4、soils 1 原生矿物 2 次生矿物 3 可溶盐类 4 有机物质阶地的类型阶地的类型1 原生矿物 石英、长石、白云母 特征 成分稳定 抗风化能力强 工程性质好河谷的形态河谷的形态阶地的类型阶地的类型2 次生矿物 黏土矿物 胶体 SiO2,Al2O3,Fe2O3:氧化物 The mineral described above is very important to the engineering properties of soil.Reason are：mineral particle surfacesurface power absorbing water affinity(亲和力)3
5、可溶盐类NaCl,Caso4.2H2O(石膏)CaCO3 4 有机物质4-4 土的结构与构造一、土的结构类型1 土的结构的含义：颗粒大小 颗粒形状和表面特征 颗粒的排列 颗粒的连接 2土的结构类型 单粒结构 (碎石,砾石,砂)-d0.075mm -颗粒间无黏结 -渗透性能好 -工程性质好（承载力高，压缩性低）单粒结构2蜂窝状结构 d0.075mm -(粉粒 d=0.075-0.005mm)-(粘粒 d0.005mm)-(砂粒 d=2-0.074mm)蜂窝状结构 3絮状结构 d75%稳定性差絮状结构二二.土的构造土的构造 1 土的构造的含义 黄土的竖向节理构造 沿海的水平层理构造4-5 土的工程
6、分类 按建筑地基基础设计规范和 岩土工程勘察规范1 土的工程分类按形成时间：老堆积土老堆积土 一般堆积土一般堆积土 新近堆积土新近堆积土按有机质含量：无机土（无机土（5%60%)(60%)碎石土（碎石土（d2mm d2mm 超过超过50%50%）漂石和块石（漂石和块石（d200mm d200mm 超过超过50%50%）卵石和碎石（卵石和碎石（d20mm d20mm 超过超过50%50%）圆砾和角砾（圆砾和角砾（d2mm d2mm 超过超过50%50%）砂土（砂土（d2mm d2mm 不超过不超过50%50%同时同时 d0.075mm d0.075mm 超过超过50%50%）砾砂（砾砂（d2mm
7、 25%-50%d2mm 25%-50%）粗砂（粗砂（d0.5mm d0.5mm 超过超过50%50%）中砂中砂(d0.25mm(d0.25mm 超过超过50%)50%)细砂细砂(d0.075mm(d0.075mm 超过超过80%)80%)粉砂粉砂(d0.075mm(d0.075mm 超过超过50%)50%)按颗粒级配和塑性指数：按颗粒级配和塑性指数：粉土粉土(d0.075mm (d0.075mm 不超过不超过50%50%同时同时 I IP P=10=10 砂质粉土（砂质粉土（d0.005mm d0.005mm 不超过不超过10%10%）粘质粉土（粘质粉土（d0.005mm d0.005mm
8、超过超过10%10%）粘性土粘性土 I IP P=10=10 粉质粘土（粉质粘土（10I 10IP P=17 17)17)4-6 土的三相比例指标和物理性质土的三相比例指标和物理性质土的三相组成 液体（水）固体（土颗粒）气体（空气）1 土的三相比例指标土的三相比例指标V：总体积 W:总重量(KN)Vs:颗粒部分体积 Ws:颗粒重量Vw:水的体积 Ww:水的重量Va:空气体积Vv:孔隙体积VWV=Vs+Vw+Va=Vv+VsW=Ws+Ww (1)土的相对密度 颗粒的重度 水的重度(10KN/m3)（2）土的重度（3）土的干重度（4）饱和重度 （5）土的有效重度（6）土的含水量(7)饱和度（8）空隙度(9)孔隙比2 无粘性土的紧密状态无粘性土的紧密状态按孔隙比：按孔隙比：土名土名密实密实中密中密稍密稍密疏松疏松砾砂、粗砂砾砂、粗砂和中砂和中砂0.85细砂和粉砂细砂和粉砂0.95按相对密度按相对密度紧密状态相对密度Dr密实中密稍松松散0.67Dr10.33Dr0.670.23015N3010N15N102 粘性土的物理性质粘性土的物理性质（1）粘性土的界限含水量）粘性土的界限含水量 液限液限 塑限塑限 缩限缩限（2）粘性土的液性指数和塑性指数）粘性土的液性指数和塑性指数