2015地基与基础(高教版)教学课件土的成因与分类201412345154735568

项目2土的成因与分类项目2土的成因与分类土的成因土的分类（按成因）土的特点土的组成土的结构土的构造项目21.地球的构成地球的赤道半径为6378.4km，两极半径为6356.9km，地球的扁平率为1/297。一、土的成因项目2项目2地球图片地球的内部构造：项目2分为：地壳、地幔、地核。地壳：地球的固体外壳叫做地壳。项目2厚度：大陆上厚的70多km，海洋里薄的仅10多km，平均厚度在33km左右。构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土。2.地质作用建筑场地的地形、地貌，取决于地质作用。九寨童话世界项目2项目2（1）内力地质作用：一般认为是，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、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运动（构造运动）和变质作用。地壳物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为地质作用。可分为内力地质作用和外力地质作用。项目2内力地质作用项目2项目2天堂的镜子美国俄勒冈州南部的火山湖项目2火山湖的形成项目2（2）外力地质作用：由太阳辐射能和地球重力位能引起。例如：昼夜和季节气温变化，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。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，统称为风化作用。项目2地质大循环：岩石土壤风化、搬运、沉积地质成岩作用3.土的成因项目2图温度作用引起的岩石崩解过程示意项目2图山体表面岩石的崩解碎裂项目2图冰晶体对岩石的劈裂破坏示意项目2图树木根系对岩石的劈裂破坏示意项目2树木生长过程中的根劈作用。项目2土的生成——物理风化项目2项目2土的生成——化学风化项目2砾石料砂（人工破碎）风化的产物——土卵石粘土项目2残积土无搬运作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。残积土强风化弱风化微风化母岩体颗粒表面粗糙多棱角粗细不均无层理母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物二、土的分类（按成因）项目2平原河谷横断面砾卵石中粗砂粉细砂粉质粘土粉土黄土淤泥冲积土冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。其特点是呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎屑物质呈亚圆或圆形颗粒，沉积物质细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物。项目2三、土体的特点一般固体：液体：土体（散粒）：可保持固定的形状不具有特定的形状具有一定但不固定的形状项目2岩石风化或破碎的产物，是非连续体•受力以后易变形，强度低•体积变化主要是孔隙变化•剪切变形主要由颗粒相对位移引起固相-土骨架液相-水气相-空气•受力后由土骨架、孔隙介质共同承担•相间存在复杂的相互作用•孔隙流体流动自然界的产物，存在自然变异性•非均匀性•时空变异性土体的特点碎散性三相性天然性项目2•渗透特性•变形特性•强度特性碎散性三相性天然性物理力学特性复杂土体的特点项目2四、土的三相组成气相固相液相++构成土骨架，起决定作用重要影响土体次要作用项目2颗粒大小各粒径成分在土中占的比例粒径级配影响土性的主因1.固体颗粒项目2（1）颗粒大小•粒组按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类•界限粒径d(mm)d(mm)砾石砂粒粉粒粘粒胶粒6020.050.0050.0020.250.5520粗中细粗中细极细0.1粗粒细粒项目2项目2粒径级配•确定方法筛分法：适用于粗粒土(0.1mm)比重法：适用于细粒土(0.1mm)——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示•表述方法粒径级配累积曲线项目2筛分法用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数。项目2筛分法（d0.075mm的土）项目2比重计法利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量。是将一定量的土样（粒径0.075mm）放在量筒中，然后加蒸馏水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d（mm）的颗粒占土样的百分数。项目2项目2颗粒分析的先进方法－激光颗分项目2105.02.01.00.50.250.1200g101618242238721009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数P（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)P%958778665536土的粒径级配累积曲线筛分法粒径(mm)0.050.010.005百分数P(%)2613.510项目21009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41特征粒径:d50:平均粒径d60:控制粒径d10:有效粒径不均匀程度：Cu=d60/d10—不均匀系数Cu≥5,级配不均匀粗细程度：用d50表示项目21009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d10d30曲线d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545斜率:某粒径范围内颗粒的含量陡—相应粒组质量集中缓--相应粒组含量少平台--相应粒组缺乏连续程度:Cc=d302/(d60×d10)—曲率系数较大颗粒缺少Cc减小较小颗粒缺少Cc增大Cc=1~3,级配连续性好项目2粒径级配粒径级配累积曲线及指标的用途：1）粒组含量用于土的分类定名；2）不均匀系数Cu用于判定土的不均匀程度：Cu≥5,不均匀土；Cu5,均匀土3）曲率系数Cc用于判定土的连续程度：Cc=1～3,级配连续土；Cc3或Cc1,级配不连续土4）不均匀系数Cu和曲率系数Cc用于判定土的级配优劣：如果Cu≥5且Cc=1～3，级配良好的土；如果Cu5或Cc3或Cc1,级配不良的土项目2（2）矿物成分矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用。原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同。例：石英、云母、长石等。特征：无粘性、透水性较大、压缩性较低。次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同。例：主要是粘土矿物，包括三种类型高岭石、伊里石、蒙脱石D0.005mm特征：具有较强的亲水性，遇水易膨胀的特点。项目2（3）颗粒形状•原生矿物圆状、浑圆状、棱角状•次生矿物针状、片状、扁平状项目2砂粒与粘粒项目2结晶水矿物内部的水结合水吸附在土颗粒表面的水自由水电场引力作用范围之外的水土中冰由自由水冻成，冻胀融陷2.土中水（液相）项目2结合水•排列致密、定向性强•密度1g/cm3•冰点处于零下几十度•具有固体的特性•温度高于100°C时可蒸发强结合水•位于强结合水之外，电场引力作用范围之内•外力作用下可以移动•不因重力而移动，有粘滞性当含量较多时，使土具有一定的可塑性。弱结合水项目2自由水重力水毛细水在重力作用下可在土中自由流动•存在于固气之间•在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动项目2土中毛细现象毛细水分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细管。毛细升高与孔径成反比粘土粉土砂土砾石项目2项目23.土中气体自由气体：与大气连通，受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大。封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道。五、土的结构1.单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态（如砂石）。密实状态疏松状态项目22.蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构。3.絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构。蜂窝结构絮状结构项目2六、土的构造土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性,即层理构造，造成了土的不均匀性。层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出成层特征。项目2土层分布示意项目2项目2图在黄河壶口瀑布处被河流流水冲刷的层状沉积岩体项目2