一級建筑師考試《建筑結(jié)構(gòu)》土中的固體顆粒

　　土中的固體顆粒;

　　1.土顆粒的礦物成分

　　土的物質(zhì)組成、礦物成分、土粒大小及形狀是決定土工程性質(zhì)的重要因素。成土礦物可分成兩大類。一類是巖石經(jīng)物理風(fēng)化生成的顆粒，也稱原生礦物。另一類礦物是原生礦物經(jīng)化學(xué)和生物化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物，也稱次生礦物。

　　2.土的粒組

　　將土中各種不同粒徑的顆粒按適當(dāng)?shù)某叽鐒澐譃槿舾蓚€(gè)組別，每一個(gè)組別的顆粒稱為土的一個(gè)粒組。用以對土粒進(jìn)行粒組劃分的分界尺寸稱為土的界限粒徑。下表是一種常用的粒組劃分方法。

　　注：公路系統(tǒng)黏粒的界限尺寸為0.002mm。

　　需要指出的是，黏粒并非一定是黏土礦物顆粒，也并非所有小于0.005mm的顆粒都是黏土礦物，黏土礦物的粒徑可達(dá)0.02mm，而非黏土礦物的粒徑則可小至0.001mm。但由于絕大多數(shù)粒徑小于0.005mm的顆粒已具有了某些近似膠體的性質(zhì)，所以我們稱其為黏粒。

　　3.土的顆粒級配

　　以土中各粒組顆粒的相對含量(占顆?？傎|(zhì)量的百分?jǐn)?shù))表示的土中顆粒大小及組成情況稱為土的顆粒級配。

　　累積曲線法是一種最常用的顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果表示方法，其橫坐標(biāo)表示粒徑(因?yàn)橥亮Ａ较嗖顢?shù)百、數(shù)千倍以上，小顆粒土的含量又對土的性質(zhì)影響較大，所以橫坐標(biāo)用粒徑的對數(shù)值表示);縱坐標(biāo)則用小于(或大于)某粒徑顆粒的累積百分含量來表示。如果曲線陡峻，表示土粒大小均勻，級配不好;反之則表示土粒不均勻但級配良好。

　　工程上常用土粒的不均勻系數(shù)來定量判斷土的級配好壞。不均勻系數(shù)Cu可表示如下：

　　式中，d60稱為限定粒徑，當(dāng)土的顆粒級配曲線上小于某粒徑的土料相對累積含量為60%時(shí)，該粒徑即為d60;d10稱為有效粒徑，當(dāng)土的顆粒級配曲線上小于某粒徑的土粒相對累積含量為10%時(shí)，該粒徑即為d10。工程上一般稱Cu<5的土為均粒土，屬級配不良土;Cu>10的為級配良好的土;Cu=5～10的為級配一般的土。

　　工程中也有以兩個(gè)指標(biāo)來判斷土級配的情況，例如水電部《土工試驗(yàn)規(guī)程》(5DS 01-79)規(guī)定，對于純凈的砂、礫，當(dāng)Cu≥5，且Cc=1～3時(shí)，它是級配良好的，不能同時(shí)滿足上述條件時(shí)，其級配是不好的。其中Cc稱為土的曲率系數(shù)，可表示為：

　　式中，d30為土的顆粒級配曲線上小于某粒徑的土粒相對累積含量為30%時(shí)的粒徑。

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