一级建筑师考试《建筑结构》土中的固体颗粒

　　土中的固体颗粒;

　　1.土颗粒的矿物成分

　　土的物质组成、矿物成分、土粒大小及形状是决定土工程性质的重要因素。成土矿物可分成两大类。一类是岩石经物理风化生成的颗粒，也称原生矿物。另一类矿物是原生矿物经化学和生物化学风化生成的新矿物，也称次生矿物。

　　2.土的粒组

　　将土中各种不同粒径的颗粒按适当的尺寸划分为若干个组别，每一个组别的颗粒称为土的一个粒组。用以对土粒进行粒组划分的分界尺寸称为土的界限粒径。下表是一种常用的粒组划分方法。

　　注：公路系统黏粒的界限尺寸为0.002mm。

　　需要指出的是，黏粒并非一定是黏土矿物颗粒，也并非所有小于0.005mm的颗粒都是黏土矿物，黏土矿物的粒径可达0.02mm，而非黏土矿物的粒径则可小至0.001mm。但由于绝大多数粒径小于0.005mm的颗粒已具有了某些近似胶体的性质，所以我们称其为黏粒。

　　3.土的颗粒级配

　　以土中各粒组颗粒的相对含量(占颗粒总质量的百分数)表示的土中颗粒大小及组成情况称为土的颗粒级配。

　　累积曲线法是一种最常用的颗粒分析试验结果表示方法，其横坐标表示粒径(因为土粒粒径相差数百、数千倍以上，小颗粒土的含量又对土的性质影响较大，所以横坐标用粒径的对数值表示);纵坐标则用小于(或大于)某粒径颗粒的累积百分含量来表示。如果曲线陡峻，表示土粒大小均匀，级配不好;反之则表示土粒不均匀但级配良好。

　　工程上常用土粒的不均匀系数来定量判断土的级配好坏。不均匀系数Cu可表示如下：

　　式中，d60称为限定粒径，当土的颗粒级配曲线上小于某粒径的土料相对累积含量为60%时，该粒径即为d60;d10称为有效粒径，当土的颗粒级配曲线上小于某粒径的土粒相对累积含量为10%时，该粒径即为d10。工程上一般称Cu<5的土为均粒土，属级配不良土;Cu>10的为级配良好的土;Cu=5～10的为级配一般的土。

　　工程中也有以两个指标来判断土级配的情况，例如水电部《土工试验规程》(5DS 01-79)规定，对于纯净的砂、砾，当Cu≥5，且Cc=1～3时，它是级配良好的，不能同时满足上述条件时，其级配是不好的。其中Cc称为土的曲率系数，可表示为：

　　式中，d30为土的颗粒级配曲线上小于某粒径的土粒相对累积含量为30%时的粒径。

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