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土的物理性质及工程分类
一、土的生成地球表面30～80KM厚的范围是地壳。地壳中原来整体坚硬的岩石，经风化、侵蚀、搬运、沉积，形成固体矿物、水和气体的集合体称为土。不同的风化作用，形成不同性质的土，风化作用有下列三种：1、物理风化岩石受风、霜、雨、雪的侵蚀，温度、湿度变化，不均匀膨胀与收缩，使岩石产生裂隙，崩解为碎块。这种风化作用，只改变颗粒形状及大小，不改变矿物成分，称为物理风化。由物理风化生成的为粗颗粒土，如碎石、卵石、砾石、砂土等。呈松散状态，总称无粘性土。2、化学风化岩石碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质接触，使岩石碎屑发生了化学变化，改变了原来组成矿物的成分，产生了一种新的成分——次生矿物，土的颗粒变的很细，具粘结力，如粘土、粉质粘土，总称为粘性土。3、生物风化由动、植物和人类活动对岩体的破坏，称生物风化，例如开山、打隧道等活动形成的土，其矿物成分没有变化。二、土的结构和构造1、土的结构土颗粒之间的相互排列和联结形式，称为土的结构，有三种：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。这三种结构中，以密实的单粒结构土的工程性质最好，蜂窝结构其次，絮状结构最差。后两种结构土，如因扰动破坏天然结构，则强度低，压缩性大，不可用作天然地基。2、土的构造同一土层中，土颗粒之间相互关系的特征称为土的构造，常见有层状构造、分散构造、结核状构造、裂隙状构造这四种构造。三、土的特性土与其它连续介质材料相比，具有压缩性大，强度低、透水性大这三个特性。2-2&土的三相组成土由固体矿物、液体水和气体三部分组成，称为土的三相组成。土的三相比例不同，土的状态和工程性质也不相同，例如：固体+气体（液体=0）为干土，干粘土坚硬，干砂松散。固体+液体+气体为湿土，湿的粘土多为可塑状态。固体+液体（气体=0）为饱和土，饱和粉细砂受震动可能产生液化，饱和粘土地基沉降需很长时间才能稳定。由此可见，研究土的工程性质，首先从最基本的，组成土的三相，即固体、水和气体本身开始研究。一、土的固体颗粒土的三相组成中，土的固体颗粒是决定土的工程性质的主要成分。1、土粒的矿物成分○1原生矿物—由岩石经物理风化而成，其成分与母岩相同。○2次生矿物—岩屑经化学风化而成，其成分与母岩不同，为一种新矿物，颗粒细。○3腐植质—土中腐植质含量多，使土的压缩性增大。2、土颗粒的大小与形状土的大颗粒漂石，粒径d＞200mm，土的细颗粒粘粒，d＜0.005mm，二者粒径相差几万倍。颗粒大小不同的土，其工程性质也各异。为了便于研究，把土的粒径按性质相近原则，划分为六个粒组。&3、土的粒径级配自然界里的天然土往往由几种粒组混合而成，颗粒有粗有细，这种天然土如何表示，怎样定名？通常，用土中各粒组的相对含量，占总重的百分数来表示，称为土的粒径级配。这是决定无粘性土工程性质的主要因素，以此作为土分类定名的标准。粒径分析方法，工程中常用两种方法，配合使用。○1筛分法&&&用一套标准筛，将粗粒土进行筛分。适用于粒径d＞0.075mm的土。○2比重计法&&&根据土粒直径大小不同，在水中沉降的速度也不同的特性，用特制的比重计进行测定分析，适用于粒径d＜0.075mm的细粒土。二、土中水土中水可分为：结合水、自由水、气态水、固态水。（水的密度在4℃时最大。三、土中气体土中的孔隙中没有被水占据的部分都是气体，可分为自由气体和封闭气泡。2-3&土的物理性质指标工业与民用建筑地基基础设计中，一个关键问题是确定地基土的承载力f（KPa）。&f值不同，采用地基基础方案不同。f值如何确定？常用方法是根据土的物理性质来定。一、三项基本物理性指标此三项基本物理性指标，由实验室直接测定其数值。1、土的天然容重，即天然重度（KN/m3）&2、土粒比重&&ds&3、土的含水量（%）&&二、反映土的松密程度的指标1、土的孔隙比e&&三、反映土中含水程度的指标1、含水量（略）&&四、特定条件下的重度&2-4&土的物理状态指标已知土的9个物理指标后，还需要判别土的松密和软硬，因而需要研究土的物理状态指标。一、无粘性土的密实度我们已知砂、卵石等无粘性土是单粒结构，这类单粒结构的土，最主要的物理状态指标是密实度。如何表示土密实度？1、用孔隙比e作为划分密实度的标准&二、粘性土的物理特征&1、液限wl（%）粘性土液态与塑态之间的分界含水量称为液限。（锥式液限仪下沉10mm时的含水量）&2、塑限Wp（%）粘性土塑态与半固态的分界含水量称为塑限。（锥式液限仪下沉2mm时的含水量）3、缩限Ws（%）粘性土固态与半固态的分界含水量称为缩限。土样含水量减小至缩限时，土体体积发生收缩。测定方法通常用收缩皿法。4、塑性指数Ip&&2-5&&地基土的工程分类一、岩石定义：颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体称为岩石。&二、碎石土&第三章&&&土的压缩性与地基沉降计算分析地基土层发生变形的主要因素：其内因是土具有压缩性，其外因主要是建筑物荷载的原因。因此，为了计算地基沉降，必须研究土的压缩性和上部荷载作用下地基中的应力分布情况。学习本章的目的，是根据地基土层剖面的情况，各层土的物理力学性质和上部结构的荷载，计算地基的变形值，并控制它在容许范围之内。第四章&&土的抗剪强度与地基承载力一、地基强度的意义各类建筑地基基础设计中，为保证建筑物的安全，必须同量满足下列两个技术条件：○1地基变形条件&&&包括沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜都不超过地基容许变形值；○2地基强度条件&&&&保证地基稳定性，不发生剪切或滑动破坏。二、土的强度成果在工程上的应用土的强度问题的研究成果在工程上的应用，归纳起来主要有三方面：○1地基承载力与地基稳定性；○2土坡稳定性。包括天然土坡、人工挖方、路堤、土坝等；○3挡土墙及地下结构上的土压力。（土的强度问题，实质上就是土的抗剪强度问题）为了对地基的稳定性进行力学分析和计算，必须了解土的抗剪强度的来源、影响因素和测试方法，研究土的极限平衡理论、地基受力状况与承载力。二、抗剪强度的来源及影响因素1、抗剪强度的来源无粘性土的抗剪强度来源于土粒之间的摩擦力。因为摩擦力存在于土体内部，故称内摩擦力。&
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$().zlidol({geturl:weiboDomain+"userinfo/jsonidol?action=idol"})
})(jQuery);　　工程用土分类
　　工程用土的分类方法有很多种，通常采用坚实系数分类方法。
　　1.一类土，松软土
　　2.二类土，普通土
　　3.三类土，坚土
　　4.四类土，砂砾坚土
　　5.五类土～八类土
责任编辑：亮亮
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土的工程分类SD128-001-84 土样和试样制备SD128-002-84 含水量试验SD128-003-84 密度试验SD128-004-84 比重试验SD128-005-84
颗粒大小分析试验SD128-006-84 界限含水量试验SD128-007-84 湿化试验SD128-008-84
相对密度试验SD128-009-84
毛管水上升高度试验SD128-010-84 击实试验SD128-011-84 渗透试验SD128-012-84 固结试验SD128-013-84
黄土压缩试验SD128-014一84
孔隙压力消散试验SD128-015-84(试行) 三轴剪切试验SD128-016-84
一个试样多级加荷三轴剪切试验SD128-016a一84(试行) 无侧限抗压强度试验SD128-017-84 直接剪切试验SD128-018-84
排水反复直接剪切试验SD128-018a一84(试行) 无凝聚性土天然坡角试验SD128-019-84 附录
土工试验规程 SD 128―84
随着科学技术的发展，试验技术和仪器不断更新。为了经常系统地收集资料，开展试验研究，从而不断提高土工试验规程的科学技术水平，更好地为生产、科研服务，水电部(82)技水字第251号文决定，由南京水利科学研究院、长江水利水电科学研究院、西北水利科学研究所、华东电力设计院、昆明勘测设计院科研所、华北水利水电学院研究生部、水利水电科学研究院(1984年增加)组成“土工试验标准化研究小组”，并组织有关单位，对水电部颁发的《土工试验规程》SDS01―79(上、下册)进行修订。本着成熟一项，增订和修改一项及与国际通用标准等效的精神，将《土工试验规程》SDS01―79上册中的部分项目进行了修订，并通过了技术审查。界限含水量试验由中国水利学会岩土力学专业委员会组织主审，击实、固结、黄土压缩、三轴剪切和排水反复直接剪切等项试验由水利水电科学研究院组织主审。修改的主要项目及内容如下：
1.界限含水量试验：将液、塑限联合试验列为正式标准，附碟式液限试验和搓滚法塑限试验。
2.击实试验：制定了相近于国际通用标准的标准击实试验，取消南实处仪击实标准和简易击实法。
3.固结试验，黄土压缩试验，三轴剪切试验，一个试样多级加荷三轴试验，排水反复直接剪切试验等项目进行了部分条文的修改和说明书内容的增减。
4.取消天然稠度试验。
5.名词及单位：根据我国法定计量单位的规定，将有关名词进行了修改；采用法定计量单位，为了便于过渡，在条文中将原有计量单位附在括号中。
6.本规程的编写格式遵循国家标准GB1.1―81《标准化工作导则编写标准的一般规定》。规程编号根据＜84＞技标字第84号文规定采用国家标准流水编号的方式改为SD128―84。
参加本规程整编工作的有窦宜、盛树馨、陶秀珍。窦宜负责总编校。
土的工程分类 SD128―001―84
目的和适用范围
本规程用于原状土与扰动土的鉴别、描述与分类命名。分试验室分类法与目测分类法两种。分类结果应给出土类符号、典型名称和土样描述。
本方法适用于颗粒粒径小于60mm的各种土类，包括粗粒土、细粒土和有机土。对于含粒径大于60mm的土的分类，可参考其它有关规程。
分别按下列各项试验或方法进行分类：
试验室试验
筛分析：按SD128―006―84颗粒大小分析试验规定的方法和要求，确定试样中各粒组的含量百分数。
液限、塑限试验：按SD128―007―84界限含水量试验规定的方法进行。
观察：借肉眼观察，估计试样中各粒组的含量。
简易试验：借手触感觉等方法，对试样中细粒部分的类别与性质作判别鉴定。
按图1-1划分粒组
粒组划分图
分类符号与土类命名
用表1-1中的各符号表示组成土的成分、土的级配和土的特征。此外，还采用下列符号：
――土的不均匀系数；
――土的曲率系数。
d10、d30、d60――分别为土的级配曲线上颗粒含量小于10％、30％和60％的粒径。
对于细粒土，如其中含砾(砂)量达到30％～50％，在分类符号末尾加g(s)符号。
分类用符号
用4.1所列符号的组合表示土类，方法如下：
用两个符号组合时有下列情况：
前一个符号表示土的主要成分，后一个符号表示土的级配或性质。例如：
GP――不良级配砾； MI――粉质土(中液限)。
前一个符号表示土的主要成分，后一个符号表示土的副成分。例如：
GM――含粉质土砾； S―C――微含粘质土砂。
注：上例符号中，S与C间用短横线相连，表示“微含”，以区别于“含”。
用三个符号表示土类时，第一个符号表示土的主要成分，第二个符号表示土的性质，最后一个符号表示“含砾(砂)”。例如：
CHg――含砾粘质土(高液限)； MIs――含砂粉质土(中液限)。
试验室分类步骤
对土样进行观察鉴别，首先区别是有机土还是无机土；如果是无机土，再区分是粗粒土还是细粒土；最后进一步细分类。
注：有机土是指有机质含量很高的土。它没有固定的粒径，系由分解的或部分分解的纤维物质构成，例如，腐烂的树干、树根、草根等。在潮湿时呈褐色、深灰色或黑色；有臭味，尤其是在加温时更厉害；手触有海绵感。典型的有机土如泥炭。
对无机土，首先筛除大于60mm的卵石、碎石等，记录按质量计的含量百分数。小于60mm的土样按SD128―006―84颗粒大小分析试验中的筛分析法进行颗粒分析。最细筛号为0.1mm。
根据筛分析结果确定土类。如土样中大于0.1mm的土粒质量超过土样总质量的50％，该土属于粗粒土；反之，则为细粒土。
对粗粒土，如果其中细粒组含量少于5％以大于0.1mm的部分作为整体，绘制颗粒大小分配曲线。
粗粒土按下述规定分类：如粗粒组中的砾组(2～60mm)超过50％，该土样属于砾类；反之，属砂类。
砾类土分类：
如果土样总量中细粒组的含量少于5％，该土样定名为砾。再根据它的不均匀系数Cu与曲率系数Cc进一步区分为：
如果Cu≥5，Cc＝1～3定名为良好级配砾，记为GW；
如果不同时满足上述两个条件，则定名为不良级配砾，记为GP。
如果土样总量中细粒组的含量为5％～15％，土样定名为微含细粒土砾。再根据所含细粒土的类别(见5.8和5.9)分别定名为：
微含粘质土砾，记为G―C；
微含粉质土砾，记为G―M。
如果土样总量中细粒组的含量为15％～50％，土样定名为含细粒土砾，表示方法与5.6.2.2同，只是去掉符号间的短横，如GC、GM。
注：在研究专门问题时，砾与砂还可以进行其它的专门分类。
砂类土分类
砂类土分类与砾类土分类方法完全相对应，见5.6。只要将符号G换成S，名称“砾”换成“砂”，即得各相应的砂类土的土类名称。
细粒土分类
细粒土按表1-2中的塑性图分类。如对应于试样的塑性指数IP和液限wL的点子位于A线以上，且IP＞4，该土样属于粘质土类；如点子位于A线以下，则属于粉质土类或有机质土类。由塑性图直接查得的是土类符号与名称。在同一土类中包括有以不同的当地俗称或地质名称表示的典型土名。
无机土按其液限划分为三类，见表1-3。
有机质土分类
有机质土以其暗色与特殊臭味与无机土相区别，按其液限划分为两类：
当wL＞42％，称有机质粘土，记为OH； 当wL≤42％，称有机质粉土，记为OL。
注：在分辩有怀疑时，可将该试样在110±5℃下烘焙一昼夜，再进行液限试验。如果其液限降低到未烘焙土的液限的3/4以下，该土即属于有机质土。
在细粒土中如夹有砾(砂)，当含量为30％～50％，土类名称为含砾(砂)细粒土，记为CHg(s)――含砾(砂)粘质土(高液限)，或MIg(s)――含砾(砂)粉质土(中液限)等。
在分类中如遇到搭界情况，可按下述原则划分土类。
粗细粒组含量百分数处于粗细粒土界线上时，划为细粒土。
在粗粒土中，粗粒含量处于砾类与砂类界线上时，划为砂类；在良好级配与不良级配界线上时，按良好级配考虑。
在细粒土中，如处于粘质土与粉质土界线上时，划为粘质土；液限高与液限低则按液限高的考虑。
在粗粒土中的细粒土，如处于粘质土与粉质土界线上时，划为粉质土；液限高与液限低则按液限低的考虑。
目测分类法步骤
目测分类法主要用于现场判别土类。在不要求精确分类，或试验室初步鉴别时，也可应用本方法。所采用的符号与名称和试验室分类法的完全相同。
目测分类的简易试验法的内容与方法如下(用粒径小于0.5mm的试样进行)。
干强度试验：将风干的小土块，用手指捏碎或擘断，根据用力的大小区分为：
干强高度――捏不碎，抗断强度大；
干强度中等――用力才能捏碎，容易擘断；
干强度低――易于用手捏碎和搓成粉末。
注：土中含水溶盐胶结材料，如含碳酸钙、氧化铁等时，也会使土具有较高的干强度。因此，需辅以盐酸反应鉴别。用水酸比为2：1的盐酸溶液滴于土块上，如不起泡沫，表示不含碳酸盐；如强烈持续起
泡沫，表示含多量碳酸盐。
韧性试验：将土调成略高于塑限，柔软而不粘手，在手掌中搓成直径约3mm的土条，再揉成土团二次搓条。根据再次搓条的可能性，可区分为：
韧性高――能揉成土团，再搓成条，手指捏不碎；
韧性中等――可再揉成土团，手指稍捏即碎；
韧性低――不能再揉成土团。
摇震反映：用含水量接近饱和的土，团成小球，放在手掌上左右反复摇幌，并以另一手震击该手掌，则土中水渗出土球表面，并呈现光泽。用手指捏该土球，水分光泽又消失。观察随摇震与手捏时水分出现与消失的反映可区分为：
反映快――出水与消失迅速；
反映慢――出水与消失都慢；
无反应――无水分出现。
补充鉴别法：
光泽反应：用小刀切开稍湿的土，并用小刀抹土面。如果土面呈现光泽，表示为高液限粘质土；如土面粗糙无光泽，则为低液限粘质土或粉质土。
握团试验：用于区分有机土中的泥炭分解度：
土分类总表
包含各类专业文献、应用写作文书、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、外语学习资料、高等教育、79土工试验规程SD 128―84等内容。　
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