第2章 土的物理性质与工程分类
本章学习要求
1、本章是本课程学习的基础,要求掌握土的物理性质与土的工程分类;
2、了解土的三相组成,掌握土的物理性质指标及三相比例指标之间的换算关系;
3、熟悉无粘性土、粘性土的物理状态指标,掌握相对密度、宿限、液限、塑性指数和液性指数等基本概念;
4、熟悉规范对地基土的工程分类办法,掌握砂土、粘性土的分类标准。
2.1土的成因与组成
自然界中的土是岩石经过风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程后在不同条件下形成的自然历史的产物。土由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)三者组成的。土的物理性质主要取决于土的固体颗粒的矿物成分及大小、土的三相组成比例、土的结构以及土所处的物理状态。土的物理性质在一定程度上影响着土的力学性质,是土的*基本的工程特性。
2.1.1土的成因
地壳表层的岩石长期暴露在大气中,经受气候的变化,会逐渐崩解,破碎成大小和形状不同的一些碎块,这个过程称为物理风化。物理风化后的产物与母岩具有相同的矿物成分,这种矿物称为原生矿物,如石英、长石、云母等。物理风化后形成的碎块与水、氧气、二氧化碳等物质接触,使岩石碎屑发生化学变化,这个过程称为化学风化。化学风化改变了原来组成的成分,产生了与母岩矿物成分不同的次生矿物,如粘土矿物、铝铁氧化物和氢氧化物等。动植物和人类活动对岩石的破坏,称为生物风化。如植物的跟对岩石的破坏、人类开山等,其矿物成分未发生变化。
土具有各种各样的成因,不同成因类型的土具有不同的分布规律和工程地质特征。下面简单介绍几种主要的成因类型。
(1)残积物
残积物是指残留在原地未被搬运的那一部分原岩风化剥蚀后的产物。残积物与基岩之间没有明显的界限,一般是由基岩风化带直接过渡到新鲜基岩。残积物的主要工程地质特征为:没有层理构造,均质性很差,因而土的物理力学性质很不一致;颗粒一般较粗且带棱角,孔隙比较大,作为地基易引起不均匀沉降。
(2)坡积物
坡积物是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀、沿着斜坡向下逐渐移动、沉积在平缓的山坡上而形成的沉积物。坡积物的主要工程地质特征为:会沿下卧基岩倾斜面滑动;土颗粒粗细混杂,土质不均匀,厚度变化大,作为地基易引起不均匀沉降;新近堆积的坡积物土质疏松,压缩性较高。
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