巖土工程師綜合輔導(dǎo):巖土組成——粒度成分

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土的組成包括三大部分:構(gòu)成骨架的固體顆粒以及骨架孔隙中的水和氣。由于土顆粒 的大小和礦物成分差別很大,在固體、液體和氣體組成的三相體系中會發(fā)生復(fù)雜的物理和 化學(xué)作用,特別是教土顆粒,它與周圍介質(zhì)相互作用,對教性土的性質(zhì)變化具有重要的影響。
    土的固體顆粒:土的固體部分是由大小、形狀和礦物成分不同的顆粒所組成。對土性質(zhì)的影響主要取決于粒度成分和礦物成分兩個方面。
    粒度成分就是土的顆粒級配。按適當(dāng)?shù)牧椒秶殖扇舾闪=M,同一粒組具有相類似的性質(zhì)。目前常用的粒組界限劃分標(biāo)準(zhǔn)詳見表12-1-1。
    土粒粒組的劃分表12-1-1
    粒組名稱   粒徑范圍(mm)   一般特征
    漂石或塊石顆粒卵石或碎石顆粒   >200   200~20   透水性很大,無黏性,無毛細(xì)水   
    圓礫或角礫顆粒   粗   中   細(xì)   20-10   10-5   5~2   透水性大, 無黏性,毛細(xì)水上升高度不超過粒徑大小
    砂粒   粗   中   細(xì)  極細(xì)   2~0.5   0.5~0.25   0.25~0.10   0.10~0.05   易透水,當(dāng)混入云母等雜質(zhì)時透水性減少,而壓縮性增加,無黏性,遇水不膨脹,干燥時松散,毛細(xì)水上升高度不大,隨粒徑變小而增大
    粉粒   粗   細(xì)   0.05-0.01   0.01 ~0.005   透水性小,濕時稍有站"性,遇水膨脹小,干時稍有收縮,毛細(xì)水上升高度大,易出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象
    黏粒   <0.005   透水性很小,濕時有勃性,可塑性,遇水膨脹大,干時收縮 顯著;毛細(xì)水上升高度大,但速度緩慢
    注:1.漂石,卵石和圓礫顆粒均呈一定的磨圓形狀(圓形或亞圓形) ;塊石、碎石和角礫顆粒都帶有棱角;
    2.新?;蚍Q勃土顆粒;粉土或稱粉土顆粒;
    3.新粒的粒徑上限也有采用0.002mm的。
    土體中包含有各種大小的顆粒,為了表示顆粒大小的組成情況,通常以土中各粒組的 相對含量來表示,稱為土的顆粒級配。測定土粒粒徑的方法有篩分法和沉降法兩種。對于 粒徑大于0.lmm的粗顆粒采用篩分法;小于0.1mm的采用沉降法。沉降法的試驗(yàn)原理是 根據(jù)土粒在靜水中勻速下沉?xí)r的速度與粒徑的理論關(guān)系計(jì)算得到。沉降法包括比重計(jì)法和移液管法兩種。
    根據(jù)顆粒分析結(jié)果,可繪制在半對數(shù)坐標(biāo)紙上得到如圖12-1-1所示粒徑級配累計(jì)曲 線,縱坐標(biāo)為小于某粒徑土的百分含量,橫坐標(biāo)為土粒粒徑。從累計(jì)級配曲線可以得到各 粒組的相對含量;級配曲線的坡度可以判斷土樣中所含顆粒大小的均勻程度。如曲線較 陡,表示顆粒粒徑大小相差不多,土粒大小較均勻,從級配意義上講為級配不良;曲線平 緩則表示土樣中大小顆粒都有,粒度不均勻但級配良好。為了對土的不均勻程度確定一個。
    其中d60和dl0分別指重量百分含量為60%和10%所對應(yīng)的土粒粒徑。dl0稱為有效粒徑。 很顯然Ku愈大,曲線愈平緩,土粒愈不均勻。作為填方土料時,不均勻的土比較容易壓 實(shí)。工程實(shí)用上把Ku<5的土看作是均勻的; Ku>10的土看作不均勻的。