一造《水利计量》考点笔记+经典习题：土体的工程特性

岩（土）体的工程特性（一）

土体的工程特性

36:08

岩（土）体的工程特性（二）

岩体的工程特性

28:49

岩（土）体的工程特性（三）

地质构造&地质作用

18:16

工程地质作用

【后天】

1）概念：由工程活动而引起环境地质条件的变化，从而形成不利于工程建设的、新的地质作用。

2）内容：包括建筑物荷载引起地基岩土体的沉陷变形和剪切滑动；人工开挖造成边坡或地下洞室岩土体的变形和失稳破坏；水库诱发地震、渗漏、塌岸和浸没；砂土振动液化；以及潜蚀、流沙等。

任务二

查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用。工程建筑地址的选定，首先考虑的是整体经济建设的发展和需要。

任务三

根据选定地址的工程地质条件，提出枢纽布置、建筑物结构类型、施工方法及运营使用中应注意的事项。

分类

1）原生矿物：岩石经物理风化破碎而形成的，其成分与原岩矿物相同，颗粒较大。

2）次生矿物：岩石经化学风化改变了其原来的成分，形成一种颗粒很细的新矿物，以黏土矿物为主。

土的粒径分组

1）粒径小于0.005mm的为黏粒，常见的黏土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石（高伊蒙）。黏土颗粒使土具有可塑性、黏性、膨胀性、收缩性和触变性。【2020】

2）通过室内颗粒级配试验确定各粒组含量，>0.075mm的颗粒采用筛分法，<0.075mm的颗粒采用密度计法。

自由水

处于土粒表面引力作用范围以外的土中水，与普通水无异。包括：

1）重力水：存在于自由水面以下。

2）毛细管水：受重力和表面张力的共同作用。

饱和度较高时

土中出现封闭气泡无法逸出，在外力作用下，气泡被压缩或溶解于水中，一旦外力除去后，气泡就又膨胀复原，所以封闭的气泡对土的性质有较大的影响。将增加土的弹性，使土的渗透性减小，并能延长土体受力后变形达到稳定的历时。

蜂窝结构

较细的土粒在自重作用下沉落时，碰到已沉稳的土粒，由于土粒细而轻，粒间接触点处的引力大于下沉土粒重量，土粒就被吸引着不再下沉，形成链环状单元，形成孔隙较大的蜂窝结构，常存在于粉土和黏性土中。

絮凝结构

一般存在于黏性土中，往往形成面与边或面与角的接触方式凝聚成絮状物下沉，因而具有很大的孔隙。

土的含水率【烘干法】

土中水的质量与土粒质量之比。ω=m_w /m_s×100%

土粒比重【比重瓶法】

土粒质量与同体积4℃时水的质量之比。

饱和度

土中水的体积与孔隙体积之比，指土孔隙被水充满的程度，以S_r表示，表示土体的干湿程度。S_r=（V_w / V_v）×100%。

饱和重度与饱和密度

土中孔隙完全被水充满时的重度。

有效重度（浮重度）与有效密度

处于水下的土受到浮力作用，单位体积中土的有效重量。

干重度与干密度【2020】

1）干重度：单位体积的土体中固体颗粒的重量，以γd表示：γ_d=W_s/V

2）干密度：ρ_d=m_s/V

3）干密度和干重度反映土颗粒排列的紧密程度，即反映土体的松密程度，工程上常用它作为控制人工填土施工质量的指标。

D_r=1时，e=e_min

最密实状态

D_r=0，e=e_max

最疏松状态

D_r<0.33

疏松

D_r=0.33~0.67

中密

D_r>0.67

密实

N_63.5≤10

松散

10<N_63.5≤15

稍密【2020】

15<N_63.5≤30

中密

N_63.5>30

密实

液性指数I_L

判别黏性土的软硬程度，也称稠度。

相关的三类工程问题

第一类是土质边坡的稳定性问题；
第二类是土对工程建筑物的侧向压力；
第三类是建筑物地基的承载力问题。

库仑抗剪强度定律

1）对于无黏性土，抗剪强度的表达式为：τf=σtanφ
2）对于黏性土，抗剪强度的表达式为：τf=c+σtanφ
τf：土的抗剪强度（kPa）；
σ：滑动面上的法向应力（kPa）；
c：土的黏聚力（kPa）；
φ：土的内摩擦角，即抗剪强度线倾角。

土的抗剪强度是滑动面上的法向总应力σ的线性函数。

砂土

粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%。

粉土

粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且土的塑性指数≤10。

黏性土

塑性指数>10的土。I_p>17为黏土；10<I_p≦17为粉质黏土。

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