造价工程师《技术与计量(土建)》——土的工程性质

来源:【唯才在线考试网】   浏览次数:【43】   2012-7-27

 造价工程师《技术与计量(土建)》——土的工程性质

  土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒,在原地残留或经过不同的搬运方式,在各种自然环境中形成的堆积物。土是由颗粒(固 相)、水溶液(液相)和气(气相)所组成的三相体系。组成土的固体颗粒矿物有原生矿物、不溶于水的次生矿物、可溶盐类、易分解的矿物以及有机质。各种土的 颗粒大小和矿物成分差别很大,土的三相问的数量比例也不尽相同,而且土粒与其孔隙水溶液及环境水之间又有复杂的物理化学作用。
  1.土的孔隙比和含水量
  土的孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比,反映天然土层的密实程度,一般孔隙比小于0.6的是密实的低压缩性土,大于1.0的土是疏松的高压缩 性土。天然土层的含水量变化范围很大,一般干的粗砂土,其值接近于0,而饱和砂土可达35%;坚硬的黏性土含水量为20%~30%,而饱和状态的软黏性土 (如淤泥)可达60%以上。一般而言,土的含水量增大时,其强度就降低。土的饱和度是土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比,饱和度Sr越大,表明土孔 隙中充水愈多。Sr80%是饱水状态。
  碎石土和砂土为无黏性土,紧密状态是判定其工程性质的重要指标。颗粒小于粉砂的是黏性土,黏性土的工程性质受含水量的影响特别大。当含水量很小 时,黏性土比较坚硬,处于固体状态,具有较大的力学强度。随着土中含水量的增大,土逐渐变软,并在外力作用下可任意改变形状,即土处于可塑状态。若再继续 增大土的含水量,土变得愈来愈软弱,甚至不能保持一定的形状,呈现流塑或流动状态。黏性土这种因含水量变化而表现出的各种不同物理状态,称为土的稠度。黏 性土能在一定的含水量范围内呈现出可塑性,这是黏性土区别于砂土和碎石土的一大特性,据此特点,黏性土也可称为塑性土。土的可塑性是指土在外力作用下可以 形成任意形状而不裂缝,且当外力解除后仍可保持既得形状的性能。随着含水量的变化,黏性土由一种稠度状态转变为另一种状态,对应于转变点的含水量称为界限 含水量,也称为稠度界限,是黏性土的重要特性指标,对黏性土的工程性质评价及分类等有重要意义。黏性土的界限含水量,有缩限、塑限和液限。半固态黏性土随 水分蒸发体积逐渐缩小,直到体积不再缩小时的界限含水量叫缩限,体积不再随水分蒸发而缩小的状态为固态。半固态黏性土随含水量增加转到可塑状态的界限含水 量叫塑限,也称塑性下限。由可塑状态转到流塑、流动状态的界限含水量叫液限。液限和塑限的差值称为塑性指数,它表示黏性土处在可塑状态的含水量变化范围。 塑性指数愈大,可塑性就愈强。黏性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比,称为液限指数。液限指数愈大,土质愈软。
  2.土的力学性质
  土的力学性质主要是压缩性和抗剪强度。土的压缩性是土在压力作用下体积缩小的特性。在荷载作用下,透水性大的饱和无黏性土,其压缩过程在短时间 内就可以结束。然而,黏性土的透水性低,其压缩稳定所需的时间要比砂土长得多,其固结变形往往需要几年甚至几十年。在土的自重或外荷载作用下,土体中某一 个曲面上产生的剪应力值达到了土对剪切破坏的极限抗力时,土体就会沿着该曲面发生相对滑移而失稳。土对剪切破坏的极限抗力称为土的抗剪强度。

 

 

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