土力学第二章土的三相组成

土的三相组成土的组成：土是由土颗粒和颗粒间的孔隙组成，孔隙中有水和气体，

所以，土是由土颗粒、水、气体三部分组成。其中：土颗粒——固相水——液相气——气相土的三相：固相、液相和气相土的固相特点土的固相：指土体中的土颗粒，它是构成土体的骨架。土颗粒的矿物成分：

包括原生矿物和次生矿物

原生矿物：如石英、长石、云母等

次生矿物：主要有高岭石类矿物、蒙脱石类矿物、

伊利石类矿物。有机质：土中还含有动植物腐烂后的残骸，称为有机质。

作为工程用土，有机质的含量应<5%。土的液相特点-1土的液相：指土中的水土中水的分类：

土中的水按与土颗粒结合的紧密程度，

分为结晶水、结合水和自由水三种。结晶水：

指存在于土体矿物内部的水；

在常温常压条件下，它始终存在于土体矿物内部；

一般作为土体矿物的一部分存在；

只有在高温（105-110C）下，才能烘烤出来；

不服从静水力学定律。

如：CaSO4.nH2O土的液相特点-2结合水：

指与土颗粒表面结合的薄膜水，

分为强结合水和弱结合水。

强结合水：包裹在土颗粒表面的薄膜水

弱结合水：强结合水外围的薄膜水自由水：

指能在土中自由流动的水，服从静水力学定律。

分为毛细水和重力水。

毛细水：存在于地下水位以上连通孔隙中的水，

由表面张力引起；

重力水：存在于地下水位以下的水。孔隙特点孔隙分类：

土体中的孔隙根据与外界大气是否相连通，

分为连通孔隙和封闭孔隙两种。连通孔隙：

指土体中的孔隙通道与外界大气相连通，

毛细水就存在于连通孔隙中，

在外荷作用下易受压缩；封闭孔隙：

指土体中的孔隙通道不与外界大气相连通，

始终封闭于土体中，

增大土体的弹性，减小渗透性。

土的气相特点土的气相：指土体中的气体。

土中的气体分为自由气体和封闭气体两种。自由气体：

存在于连通孔隙中的气体，与外界大气相连通，

外荷作用时易被挤出，引起土体体积减小；封闭气体：

存在于封闭孔隙中的气体，不与外界大气相连通，

外荷作用时始终存在于土体内部，占据一定空间。颗粒组成基本概念粒度：指土颗粒粒径大小的变化范围。

对给定的一个土体，有一个粒度。粒组：把土体中土颗粒大小相近、性质相近的颗粒划分

为一组。

对给定的一个土体，可以划分为很多个粒组。分界粒径：指相邻两粒组之间的颗粒。颗粒级配：指土体中的土颗粒构成情况，

包括土颗粒的大小和含量。粒组含量：指粒组质量与整个土体质量之比小于某粒径的颗粒累计含量：指小于某粒径的颗粒累计质量与整个土体质量之比。土粒分组-1土粒分组：巨粒组：d>60mm粗粒组：d=0.075-60mm细粒组：d<0.075mm巨粒组：细粒组：漂石块石组：d>200mm粉粒组：d=0.005-0.075mm卵石碎石组：d=60-200mm粘粒组：d<0.005mm胶粒组：d<0.002mm土粒分组-2粗粒组：砾粒组：d=2-60mm砂粒组：d=0.075-2mm

砾粒组砂粒组粗砾组：d=20-60mm；粗砂组：d=0.5-2mm中砾组：d=5-20mm；中砂组：d=0.25-0.5mm细砾组：d=2-5mm；细砂组：d=0.075-0.25mm土的颗粒分析试验方法试验方法：筛析法：d>0.075mm密度计法：d<0.075mm移液管法：d<0.075mm当土中同时含有>0.075mm和<0.075mm的土颗粒时，几种方法结合使用。筛析法包括：粗筛：60、40、20、10、5、2mm细筛：2、1、0.5、0.25、0.1、0.075mm筛析法基本原理1)筛前先称总土质量；2)将筛子从粗到细叠起来，倒入土，振动筛，

直到每个筛子上只留下大于该筛孔径的土颗粒；3)称出留在每个筛上的土颗粒质量及底盘质量；4)各级筛上的土颗粒质量与底盘质量的总和与筛前的误差应<1%；5)计算各粒组含量；6)计算小于某粒径的颗粒累计含量。筛析法举例例：已知某砂土的总土质量为1000g，倒入筛中振动后称得各级筛上的土颗粒质量及底盘质量如下：孔径20.50.250.10.075底盘筛上质量g120250100180200150粒组mm>22-0.50.5-0.250.25-0.10.1-0.075<0.075粒组含量%122510182015<各粒径累计质量g880630530350150<各粒径累计含量%8863533515密度计法基本原理1）泡：<2mm干土30g，倒入三角烧瓶中，加蒸馏水浸泡1天2）煮：将三角烧瓶放在电热沙浴上煮沸后0.5-1小时左右3）磨：冷却后倒入研钵中研散4）洗：倒入0.075mm的洗筛中

将洗筛下的悬液倒入1000ml量筒中5）加分散剂：加入六偏磷酸钠10ml，使量筒悬液达到1000ml6）搅拌：用搅拌器在量筒中上下搅拌30次，使悬液均匀7）测读：搅拌完计起始时间，将密度计放入量筒中，

测计1分、5分、30分、1小时、2小时、24小时密度计读数8）计算：按斯托克斯定律，

计算颗粒粒径及小于该粒径的累计含量。级配曲线颗粒分析试验成果的表达：半对数坐标：横坐标为对数表示土颗粒粒径，

纵坐标为一般，表示小于某粒径的颗粒累计含量。级配曲线的特点级配曲线的意义：反映土体的颗粒构成情况级配曲线的特点：级配曲线越缓，表示土颗粒越不均匀；

级配曲线越陡，表示土颗粒越均匀。土的级配指标土的级配指标：不均匀系数、曲率系数不均匀系数：反映级配曲线的坡度曲率系数：反映级配曲线的形状式中：d60、d10、d30──分别为粒径曲线纵坐标上小于该粒径含量60%、10%、30%时对应的粒径。d10称为有效粒径，d60称为控制粒径。讨论不均匀系数Cu越大，表示土中所含粒组越不均匀，

说明土的粒径范围宽，累积曲线平缓。不均匀系数Cu越小，表示土中所含粒组均匀，

说明土的粒径范围窄，累积曲线陡。土的