岩(土)体的工程特性

　　(一)土的组成与结构

　　1.土的固相：三相的主体，是决定土的工程性质主要成分。

　　原生矿物：岩石经物理风化破碎而形成，其成分与原岩矿物相同，颗粒较大;

　　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。

　　粒径小于0.005mm的黏粒，主要成分是原岩经化学风化而成，常见的黏土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石。使土具有可塑性、黏性、膨胀性、收缩性和触变性。

　　1)为便于研究，常常将工程性质相近的土颗粒划分为一个粒组，可划分为6个大的粒组;

　　2)随着颗粒大小的变化，土具有完全不同的性质。如粗颗粒的卵石、砾石具有很大的透水性，完全没有黏性;而细颗粒的黏粒则具有黏性，透水性极小，常称为不透水性土。

　　因此，粒组划分是土按颗粒大小分类的基础。

　　3)工程上通过室内颗粒级配试验确定各粒组含量，大于0.075mm颗粒采用筛分法，小于0.075mm颗粒采用密度计法。

　　2.土的液相：指固体颗粒之间的水。

　　结合水：附着于土粒表面，受土粒表面电分子引力作用而不服从水力学规律的土中水，有强结合水和弱结合水(对黏性土的物理力学性质影响较大)两种。

　　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，包括重力水(自由水面以下)和毛细管水(受重力和表面张力的共同作用)两种。

　　3.土的气相

　　1)土的饱和度较低时，土中气体与大气相连通，当土受到外力作用时，气体很快就会从孔隙中排出，土的压缩稳定和强度提高都较快，对土的性质影响不大。

　　2)若土饱和度较高，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。土中封闭气泡的存在将增加土的弹性，能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小，并延长土体受力后变形达到稳定的历时。

　　4.土的结构：与土粒矿物成分、颗粒形状和沉积条件有关。

　　单粒结构：沉积过程中，颗粒较粗的矿物颗粒在自重作用下沉落，其特点是土粒间存在一般点与点的接触。

　　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，具有很大的孔隙。

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　　例题

　　【XT-08】工程地质问题包括工程地质条件和工程地质作用，下列不属于工程地质作用的是(　)。

　　A.地形地貌

　　B.水库诱发地震

　　C.砂土振动液化

　　D.潜蚀

　　『正确答案』A

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。工程地质作用。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。

　　【XT-07】根据《土的工程分类标准》(GB/T50145-200 7 )，土粒粒径为2-10mm，则其属于(　)。

　　A.粉粒

　　B.砂粒

　　C.砾粒

　　D.卵石

　　『正确答案』C

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。

　　【XT-06】下列关于土的组成和结构说法正确的有(　)。

　　A.随着颗粒大小的变化，土具有完全不同的性质

　　B.粒径小于0.005mm黏粒，是经物理风化而成的黏土矿物

　　C.小于0.075mm的颗粒采用筛分法确定颗粒级配

　　D.土中封闭气泡能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性增大

　　E.土的结构单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构三种基本类型

　　『正确答案』AE

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。选项B错误，粒径小于0.005mm黏粒，是经化学风化而成的黏土矿物。选项C错误，小于0.075mm的颗粒采用密度计法确定颗粒级配。选项D错误，土中封闭气泡能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小。

　　【XT-05】下列土的物理性质指标中，属于试验测定指标的有(　)。

　　A.饱和度

　　B.土的含水率

　　C.土粒比重

　　D.天然密度

　　E.干密度

　　『正确答案』BCD

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。选项AE属于换算指标。

　　【XT-04】(　)反映土颗粒排列紧密程度，工程上常用它作为控制人工填土施工质量的指标。

　　A.干密度

　　B.干重度

　　C.饱和密度

　　D.饱和重度

　　E.有效重度

　　『正确答案』AB

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。干密度和干密度反映土颗粒排列紧密程度，工程上常用它作为控制人工填土施工质量的指标。

　　【XT-03】下列关于砂土的密实状态说法错误的是(　)。

　　A.孔隙比是确定土体的密实状态的简便指标，孔隙比越大则土体中的孔隙体积越大，土体越松，但未考虑级配影响

　　B.Dr=1时土体处于最疏松状态

　　C.某土体Dr为0.52，其状态为中密

　　D.根据标准贯入试验，击入土层中的深度为30cm需的锤击数量为15，则其状态为稍密

　　『正确答案』B

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。Dr=0时土体处于最疏松状态。

　　【XT-02】下列关于黏性土物理状态说法错误的有(　)。

　　A.液限是指土由可塑状态变化到半固体状态的界限含水率

　　B.缩限用符号ωS表示

　　C.塑性指数是指塑限与缩限的差值

　　D.液性指数可用来判别天然土的软硬程度

　　E.土中多含自由水时，处于流动状态

　　『正确答案』AC

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。选项A错误，液限是指土由可塑状态变化到液态的界限含水率。选项C错误，塑性指数是指液限与塑限的差值。

　　【XT-01】根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)，砂土是指粒径(　)不超过总质量50%，粒径(　)超过总质量50%。

　　A.大于20mm、大于2mm

　　B.大于2mm、大于0.5mm

　　C.大于0.075mm、大于0.005mm

　　D.大于2mm、大于0.075mm

　　『正确答案』D

　　『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。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%。

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