工程地质学-第四章-土和土体的工程地质性质-4-土的力学性质课件

1、第五节 土的力学性质力学性质土的压缩性 土的抗剪性 土的击实性 压缩变形的本质压缩性指标抗剪性本质抗剪强度与剪切定律击实特性压实本质第五节 土的力学性质力学性质土的压缩性 土的抗剪性 土的击实一、土的压缩性0.60.70.80.91.001002003004001压缩本质：土的压缩主要是由于孔隙中的水分和气体被挤出，土粒相互移动靠拢，致使土的孔隙体积减小而引起的。 2压缩试验与压缩系数压缩系数在工程实际中，规范常以p1=0.1Mpa，p2=0.2Mpa的压缩系数即a1-2作为判断土的压缩性高低的标准。低压缩性土：a1-20.1Mpa-1 中压缩性土：0.1a1-20.5 Mpa-1 高压缩性土

2、：a1-20.5 Mpa-1e压缩曲线一、土的压缩性0.60.70.80.91.001002003三联固结仪研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验三联固结仪研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结土的压缩过程饱和土压缩过程：外力荷重在土中一点引起的压应力，由有效压力与孔隙水分别承担。其中有效压力由土颗粒接触点承担，将引起土的压缩变形，而孔隙水压力由孔隙中水承担，并不导致土体压缩。压缩过程即水向外排出，孔隙水压力向有效压力转移的过程。称为渗透固结。粘性土中还存在次固结，即土骨架蠕变引起的压缩固结。土的压缩过程二、土的抗剪性土的抗剪性本质：土是由固体颗粒组成的，土粒间的连

3、结强度远远小于土粒本身的强度，故在外力作用下，土粒之间发生相对错动，引起土中的一部分相对于另一部分产生移动。研究土的强度特征，就是研究土的抗剪强度特性，简称抗剪性。 土的抗剪强度f：是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，其数值等于剪切破坏时滑动面上的剪应力。剪切面（剪切带）：土体剪切破坏是沿某一面发生与剪切方向一致的相对位移，这个面通常称为剪切面。 二、土的抗剪性土的抗剪性本质：土是由固体颗粒组成的，土粒间的工程地质学-第四章-土和土体的工程地质性质-4-土的力学性质工程地质学-第四章-土和土体的工程地质性质-4-土的力学性质抗剪强度指标的确定总应力法有效应力法排水剪（慢剪） 不排水剪（快剪） 固结

4、不排水剪（固结快剪） 抗总应力法有效应力法排水剪（慢剪） 不排水剪（快剪） 固结不三、土的击实性土的击实性（压实性） 压实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性压实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性研究击实性的目的： 以最小的能量消耗获得最大的压实密度，揭示击实作用下土的干密度、含水率和击实功三者之间的关系和基本规律。 击实方法：室内击实试验现场试验: 夯打、振动、碾压土三、土的击实性土的击实性（压实性） 压实：指通过夯打、振动、影响因素1. 击实功能E2. 土的级配 3. 击实方式 夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适 影响因素1. 击实功

5、能E2. 土的级配 3. 击实方式 一、工程地质分类分类的目的：土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类别，目的在于通过通用的鉴别标准，便于在不同土类间作有价值的比较、评价、积累以及学术与经验的交流分类原则：1.分类要简明，既要能综合反映土的主要工程性质，又要测定方法简单，使用方便2.土的分类体系所采用的指标要在一定程度上反映不同类工程用土的不同特性第六节 土的工程地质分类及各类土的工程地质特性一、工程地质分类分类的目的：分类原则：第六节 土的工程地质分二、土的分类按地质成因分类 按颗粒级配和塑性指数分类 残积、坡积、洪积、冲积、冰积、风积等类型 土按颗粒级配和塑性指数可分为碎石

6、土、砂土、粉土和粘性土。 二、土的分类按地质成因分类 按颗粒级配和残积、坡积、洪积、冲土按颗粒大小分类 土按颗粒大小分类 碎石土分类土的名称 颗粒形状 粒组含量漂石块石圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于200mm的颗粒超过全质量50%卵石碎石圆砾角砾圆形及亚圆形为主棱角形为主粒径大于20mm的颗粒超过全质量50%粒径大于20mm的颗粒超过全质量50%粒径大于2mm的颗粒超过全质量50%碎石土分类土的名称 颗粒形状 粒组含砂土分类砾砂粗砂中砂细砂粉砂粒径大于2mm的颗粒占全质量25 - 50%粒径大于0.5mm的颗粒超过全质量50%粒径大于0.25mm的颗粒超过全质量50%粒径大于0.075mm

7、的颗粒超过全质量85%粒径大于0.075mm的颗粒超过全质量50%土的名称粒组含量砂土分类砾砂粒径大于2mm的颗粒占全质量25 - 50%粒粉土分类1.砂质粉土 粒径小于0.005mm的颗粒含量不超过全重10%2.粘质粉土 粒径小于0.005mm的颗粒含量超过全重10%粉土分类1.砂质粉土粘性土的分类 根据堆积时代分 根据塑性指数Ip分 按工程特性分 根据有机质含量分类 1）老堆积土：晚更新世及其以前 2）一般堆积土：全新世堆积 3）新近堆积土：全新世以后粉质粘土 ：10Ip17粘土 ： Ip17 湿陷性土 、红粘土 、软土（包括淤泥和淤泥质土）、 多年冰土、膨胀土、盐滞土 、混合土 、填土

8、污染土等。 无机土 ：Q5% 有机质土 ：5%Q10% 泥炭质土 ：10Q60 泥炭 ：Q60 粘性土的分类 根据堆积时代分 根据塑性指数Ip分 按工程特性三、特殊土的工程地质特性 淤泥类土 1、高孔隙比、饱水、天然含水率大于液限孔隙比常见值为1.02.0；液限一般为4060，饱和度一般90，天然含水率多为5070。 未扰动时，处于软塑状态，一经扰动，结构 破坏，处于流动状态。2、透水性极弱：一般垂直方向地渗透系数较水 平方向小些。3、高压缩性：a12一般为0.71.5Mpa1，且随 天然含水率的增大而增大。4、抗剪强度很低，且与加荷速度和排水固结条 件有关5、较显著的触变性和蠕变性 三、特殊

9、土的工程地质特性 1、高孔隙比、饱水、天然含水率大于膨胀土膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较大：液限为4068，塑限为17%35，塑性指数为1833。 膨胀土的饱和度一般较大，常在80以上， 天然含水率较小，1730。 特殊土的工程地质特性 膨膨胀土的液限、塑限和塑性指数都较大：特殊土的工程地质特性 特殊土的工程地质特性 红粘土1、高塑性和分散性液限一般为5080%，塑限为3060，塑性指数一般为2050%。2、高含水率、低密度天然含水率一般为3060，饱和度85，密实度低，大孔隙明显，孔隙比1.0；液性指数一般都小于0.4；坚硬和硬塑状态。3、强度较高，压缩性较低固结快剪值818，c值可达0.

10、040.09MPa，多属中压缩性土或低压缩性土，压缩模量515MPa。4、不具湿陷性，但收缩性明显，失水后强烈收缩，原状土体缩率可达25。红粘土具有这些特殊性质，是与其生成环境及其相应的组成物质有关。（1）沿深度上，随着深度的加大，红粘土的天然含水率、孔隙比、压缩系数都有较大的增高，状态由坚硬、硬塑可变为可塑、软塑，而强度则大幅度降低。（2）在水平方向上，由于地形地貌和下伏基岩起伏变化，性质变化也很大，地势较高的，由于排水条件好，天然含水率和压缩性较低，强度较高，而地势较低的则相反。特殊土的工程地质特性 红1、高塑性和分散性特殊土的工程地质特性 湿陷性黄土1.塑性较弱；2.含水较少；3.压实程度很差，孔隙较大；4.抗水性弱，遇水强烈崩解，膨胀量较小，但失水收缩量较明显；5.透水性较强；6.强度较高，因为压缩中等，抗剪强度较高。特殊土的工程地质