《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001（2009版）学习-土的物理性质指标 弹跳床
1 土的组成
天然状态下的土的组成（一般分为三相）
（1）固相：土颗粒--构成土的骨架。决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列 （2）液相：水和溶解于水中物质
（3）气相：空气及其他气体
（1）干土=固体+气体（二相）
（2）湿土=固体+液体+气体（三相）
（3）饱和土=固体+液体（二相）
碳素消字灵土的三相示意图
2 土的颗粒级配
2.1 基本概念
自然界的土通常由大小不同的土粒组成，土中各个粒组重量（或质量）的相对含量百分比称为颗粒级配，土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。
土中各粒组的相对含量称土的粒径级配，土的粒径级配是通过土的颗粒大小分析试验确定。土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比，一般用百分比表示。土的粒径级配直接影响土的性质，如土的密实度、
土的透水性、土的强度、土的压缩性等。要确定各粒组的相对含量，需要将各粒组分离开，再分别称重。这就是工程中常用的颗粒分析方法，实验室常用的有筛分法和密度计法。
土的粒径级配指的是土中各粒组的相对含量，用占总质量的百分数来表示。这是无黏性土的重要指标，是粗粒土的分类定名的标准。
2.2 粒径级配累积曲线
工程中常用粒径级配累积曲线（颗粒大小分布曲线）直接了解土的级配情况。曲线的横坐标为土颗粒粒径的对数，单位为mm ；纵坐标为小于某粒径土颗粒的累积含量，用百分比（％）表示。
将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标，小于某粒径之土质量百分数为纵坐标，得到的曲线称土的粒径级配累积曲线。
级配曲线的特点：半对数坐标
{量（％）小于某粒径的土质量含纵坐标）
土粒粒径（对数坐标横坐标---mm
几种土的粒径分布曲线
从颗粒级配曲线中可直接求得各粒组的颗粒含量及粒径分布的均匀程度，进而估测土的工程性质。其中一些特征粒径，可作为选择建筑材料的依据，并评价土的级配优劣。特征粒径有：
10d --土中小于此粒径的土的质量占总土质量的10％，也称有效粒径；
30d --土中小于此粒径的土的质量占总土质量的30％，也称中间粒径；
50d --土中小于此粒径的土的质量和大于此粒径的土的质量各占50％，也称平均粒径，用来表示土的粗细程度；
电脑针织机60d --土中此粒径土的质量占总土质量的60％，也称限制粒径，或称控制粒径或称限定粒径。
粒径分布的均匀程度由不均匀系数C u 表示：
10
60d d C u u C 愈大，土愈不均匀，也即土中粗、细颗粒的大小相差愈悬殊。不均匀系
数u C 反映大小不同粒组的分布情况。u C 越大表示土粒大小的分布范围越大、其
级配越良好（趋势），作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。
若土的颗粒级配曲线是连续的，u C 愈大，60d 与10d 相距愈远，则曲线愈平缓，表示土中的粒组变化范围宽，土粒不均匀；反之，u C 愈小，60d 与10d 相距愈近，曲线愈陡，表示土中的粒组变化范围窄，土粒均匀。工程中，把u C ≥5的土称为不均匀土，u C ＜5的土称为均匀土。
米勒板
若土的颗粒级配曲线不连续，在该曲线上出现水平段，水平段粒组范围不包含该粒组颗粒。这种土缺少中间某些粒径，粒径级配曲线呈台阶状，土的组成特征是颗粒粗的较粗，细的较细，在同样的压实条件下，密实度不如级配连续的土高，其它工程性质也较差。
定性判别（级配曲线）：坡度渐变--大小连续--连续级配
水平段（台阶）--缺乏某些粒径--不连续级配
曲线形状平缓--粒径变化范围大--不均匀--良好
曲线形状较陡--变化范围小--均匀--不良
土的粒径级配曲线的形状，尤其是确定其是否连续，可用曲率系数c C 反映：
曲率系数c C 描写累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状。曲线平缓，粒径大小相差悬殊，土粒不均匀。
若曲率系数过大，表示粒径分布曲线的台阶出现在10d 和30d 范围内。反之，若曲率系数过小，表示台阶出现在30d 和60d 范围内。
颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。对于级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小，可用作堤坝或其它土建工程的填方土料。
砂轮修整器2.3 粒径级配累积曲线的应用
10
60230d d d C c ⨯=
土的粒径级配累积曲线是土工上最常用的曲线，从这曲线上可以直接了解土的粗细、粒径分布的均匀程度和级配的优劣。
2.3.1 曲线系数c C 描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状；或称反映累积曲线的斜率是否连续。曲率系数是反映曲线的整体形状，表示累积曲线的分布范围。
2.3.2 不均匀系数u C 反映大小不同粒组的分布情况。
弹弓制作u C 越大表示土粒大小的分布范围越大，颗粒大小越不均匀，其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。
从曲线的坡度可以大致评价土颗粒的均匀程度，显然，曲线平缓，表示粒径大小相差悬殊、不均匀，级配良好，而曲线陡降，则表示土粒均匀，级配不好。u C 值越小，曲线越陡，土越均匀；u C 值越大，曲线越平缓，土越不均匀；当u C ＜5时，曲线很陡，表示土均匀；当u C ＞10 时，曲线很平缓，表示土很很不均匀。
不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况。值越大，土粒大小分布范围越大，级配良好。作为填方土料时，能有较大的密实度。
2.3.3土的级配优劣可由土中土粒的不均匀系数和粒径分布曲线的形状曲率系数衡量。对于纯净的砂、砾石，当实际工程中，u C 大于或等于5，且c C 等于1～3时，它的级配是良好的；不能同时满足上述条件时，它的级配是不良的。
2.3.4 在一般情况下工程上把u C ＜5的土看作是均粒土，属级配不良；u C ≥
5时，称为不均粒土。经验表明，当级配连续时，c C 的范围大约在1≤c C ≤3。因此，当c C ＜1或c C
＞3时，均表示级配曲线不连续。
在工程中砾石和砂土级配u C ≥5且1≤c C ≤3的土，称为级配良好的土；不能同时满足上述两个要求的土，称为级配不良的土。
2.3.5 土颗粒级配的好坏直接影响到土的性质，砂土根据颗粒级配分类。
对于级配良好的土、粗粒间的孔隙为细粒所充填，土的压密性好，相应的土体强度高、稳定性也好，透水性和压缩性也小，适合于作填方用土及混凝土的砂石料。
对于级配良好的土，较粗颗粒之间的孔隙被较细的颗粒填充，因而土的密实度较好，相应的地基土强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小，可作堤坝或其他工程的填方土料。
3.1 工程地质学中土结构（soil structure）的概念
土结构是土的微观结构和土的宏观结构。土的微观结构是借助光学显微镜研究的结构，通常指组成土的颗粒或集粒的大小、形状、表面特征和定量比例关系，结构单元体的排列组合和结构联结、孔隙特征。土的微观结构习惯上称为土的结构。土的宏观结构是指用肉眼或放大镜可观察到的结构，习惯上
称为土的构造或土体结构。土体结构指土层的相互组合特征及后期被节理、裂隙切割形成的不连续面在土体内的排列组合方式，前者称为土体的原生结构，后者称为土体的次生结构。
3.2 土力学中土的结构
指土颗粒之间的相互排列和连续形式，土颗粒的大小、形状、表面特征，相互排列及其联结关系的综合特征，是土粒的相互排列及粒间的联结能力，称为土的结构。
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