1、工程地质学,第一章 土体的工程地质性质,第一节 土的组成，结构及工程分类土的三相组成土的结构土的工程分类,图,由图可看出 土是由固体颗粒、液体、水三部分组成,散粒结构,团聚结构,土的结构,散粒结构,紧密结构,松散结构,团聚结构,蜂窝状结构,絮装结构,非均粒集合体结构,土的工程分类,碎石土,砂土,粘性土,人工填土,岩石,第二节 土的物理性质,土的基本物理指标,各物理指标的相互换算,土的基本物理指标,三相草图扫描,1、土中固体颗粒的比重（G） 土颗粒的重量与同体积4C的蒸馏水的重量比,2、容重（） （1）天然容重 天然状态下单位体积土的重量叫做天然容重，简称容重 （2）干容重 假想土处于无水的二相
2、状态时的单位体积重量 （3）饱和容重 土中孔隙全为水所充满时的单位体积重量 （4）浮容重 土体淹没在自由水面以下的有效容重，为土饱和时的单位容重减去水的浮力,含水量（） 土孔隙中所含水的重量与土在温度为100-105C下烘至恒重时 的重量百分比,4、孔隙比（e） 孔隙比是直接反映土的松密程度的，它是指土孔隙部分的体积与土固体部分的体积比5、孔隙度（n） 土孔隙部分的体积与土总体积之比，以百分数表示,6、饱和度（Sr） 土中水分所占体积与全部孔隙体积之比，通常以百分数表示,第三节 土的水理性质 1粘性土的状态及其指标2粘性土的膨胀、收缩及崩解性3土的毛细性和透水性,1、粘性土的状态和指标 粘性土
3、由某一种状态转入另一种状态时的分界含水量称为界限含水量。由流动状态变为可塑状态的含水量叫塑性上限含水量，简称液限(wl)；由可塑状态变为半固状态的分界含水量叫塑性下限含水量，简称塑限(wp)。塑性指数（Ip）：液限与塑限的差值Ip= wl- wp液性指数（Il） ：判别粘性土的软硬程度的指标,2粘性土的膨胀、收缩及崩解性 膨胀性：粘性土由于含水量的增加引起土体体积增大的现 象膨胀性指标膨胀率膨胀含水量膨胀力收缩性：含水量减小引起土体体积缩小的现象。,3土的毛细性和透水性 土的毛细性：水通过土的毛细孔隙受毛细作用向各方向运动的性能。,第四节 土的力学性质 1土的压缩性 2土的抗剪性,1土的压缩性
4、 所谓土的压缩性是指土在外界压力作用下体积缩小的性质。 从压缩曲线的形状可看出， 随着荷载的增加，曲线逐 渐变平。压缩曲线的形状 与土的成分、结构、状态 以及受压历史等有关。一 般说来，原状土样因具有 结构连结力，压缩性较小 ，压缩曲线比较平缓。而扰动土样因结构受到破坏，巳失去了一部分结构连结力，所以压缩性较大，压缩曲线较陡。,压缩性指标 压缩系数：压缩模量： 指土在侧限压缩条件下，在受压方向上的应 力z与相应的应变z之间的比值变形模量:在无限侧限条件下，应力与相应的应变之间的比值（ ）,3、受压历史对土的压缩性影响 （1）土的回弹曲线和再压缩曲线 由图可见，卸荷回弹曲线bc 并不沿压缩曲线a
5、b回升，而 要平缓的多。说明土受压缩 变形，卸荷回弹，变形不能 完全恢复，其中可恢复的部 分称为弹性变形，不能恢复 的部分称为残余变形。卸荷 后重新加荷，则土将再压缩 ，沿cd段进行，当压力超过 卸荷的pi后，再压缩曲线与原始压缩曲线重合。,（2）土的抗剪性 库仑定律f-土的抗剪强度 -正应力 -土的内摩擦角 C-土的粘聚力天然休止角 砂土天然堆积塌落后形成的最大土坡坡度角称为天然休止角,第五节 特殊性土的工程地质特征 1黄土（了解黄土的分布，一般的特征；重点掌握黄土的 黄土在全球分布广泛，欧美，中亚均有分布。 黄土的一般特征： 黄土一般为褐黄色或灰黄色结构比较疏松，孔隙多粒度成分以粉粒为主黄
6、土的矿物成分，粗粒以石英，长石 为主，还有方解石，白云石；细粒组的主要矿物成分为粘土矿物，粘土矿物对黄土湿陷性有显著影响 黄土的一般物理力学性质 密度较低；塑性较弱；含水量较小；强度较高,黄土湿陷性：黄土在一定压力作用下受水浸湿，土结构迅速破坏而发生显著下沉的现象 黄土湿陷性判别hp-保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度hp-上述加压稳定后的土样，在浸水作用下，下沉稳定后 的高度h0土样的原始高度s-黄土湿陷系数,湿陷性黄土又分非自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土自重湿陷量的判别hz-保持天然的湿度和结构的土样，加压至一定压力时，下沉稳定后的高度 hz-上述加压稳定后的土
7、样，在浸水作用下，下沉稳定后的高度 H0-土样的原始高度 zs-自重湿陷系数,2淤泥软土 淤泥软土主要分布在我国沿海地带及平原低地，湖沼洼地区。 淤泥软土的特征 淤泥软土的粘粒含量相对较高，可达6070%，也含有一定量的粉粒，矿物成分以水云母的粘土矿物和有机质为常见。淤泥软土具有典型的海绵结构和薄层状构造。 天然含水量高 具有触变性 抗剪强度低 淤泥软土的成因与分布 一般分为三类：滨海沉积，内陆平原沉积，山地型沉积,3红粘土 在我国云贵高原，四川东部和两广北部等西南和中南地区分布着一种具有特殊工程地质性质的重粘性土，这种土一般呈褐红，棕红，黄褐等颜色，统称为红粘土。 红粘土的工程地质特征： 表
8、层与底层状态不一 红粘土层厚度变化大 具有裂隙 红粘土的地基承载力，一般采用经验值,4膨胀土 膨胀土是一种吸水膨胀，失水收缩，具有较大胀缩变形能力，且变形往复的高塑性粘土 膨胀土的工程地质性质 高分散性的粘性土 结构强度较高，压缩性小，天然含水量较低，土体处于硬塑或坚硬半坚硬状态 在干燥时土质坚硬，易脆裂，具明显的垂直和水平的张开裂隙 多分布于盆地的边缘和谷地的较高 阶地上，下接湖泊或冲积平原，上邻丘陵山地,5盐渍土 土内含盐量大于0.5%时，该土称盐渍土 6冻土 温度等于或低于0C，并含有固体水（冰）的土，称为冻土。,习题： 1 名词解释：土的压缩性，土的抗剪性，土的毛细性 2 计算：推导孔隙率与孔隙比的关系公式；已知土的容重,含水量,土的比重,推导土的孔隙比,饱和度.,
