4 土和岩石的物理力学性质.docx

1、4 土和岩石的物理力学性质 土和岩石的物理力学性质 土的组成与分类 土的组构 土的固体颗粒及其孔隙的空间排列特征。 土的结构 土的固体颗粒间的几何排列和联结方式。 土骨架 土中固体颗粒构成的格架。 比表面积 单位体积或单位质量土颗粒的总表面积。 孔隙水 土体孔隙中储存和运动的水。 自由水 处于地下水位以下，存在于土粒表面电场影响以外的水。 重力水 在重力作用下，能够在孔隙中自由运动并对土粒有浮力作用的水。 毛细管水 由于水的表面张力，土体中受毛细管作用保持在自由水面以上并承受负孔隙水压力的水。 吸着水 受粘土矿物表面静电引力和分子引力作用而被吸附在土粒表面的水。 塑性图 以塑性指标数为纵坐标、

2、液限为横坐标用于细粒土分类的图。 粒径分布曲线 反映粒径小于某尺寸的土颗粒质量占土的总质量百分率的关系曲线。 粒径 土粒直径，即粗土粒能通过的最小筛孔孔径，或细土粒在静水中具有相同下沉速度的当量球体直径。 粒组 按工程性质划分的如砂粒组、粉粒组、粘粒组等土粒粒径组。 巨粒土 - 粒径大于的颗粒含量大于总质量的的土。 粗粒土 - 粒径大于的颗粒含量大于总质量的土。 细粒土 - 粒径小于的颗粒含量大于或等于总质量的土。 漂石（块石） （ ） 粒径大于，以浑圆或棱角状为主，其含量超过总质量的，并且粒径大于的颗粒超过总质量的土。 卵石（碎石） 粒径大于，和小于或等于，以浑圆或棱角状为主，其含量超过总质

3、量，并粒径大于的颗粒超过总质量的土。 砾类土 粗粒土中粒径为的砾粒含量多于的土。 砂类土 粗粒土中粒径为的砾粒含量少于或等于的土。 粘性土 颗粒间具有粘聚力的土。 无粘性土 颗粒间不具有粘聚力的土。 限制粒径 粒径分布曲线上小于该粒径的土含量占总土质量的的粒径，记为。 有效粒径 粒径分布曲线上小于该粒径的土含量占总土质量的的粒径，记为。 不均匀系数 反映土颗粒粒径分布均匀性的系数（）。 曲率系数 反映土颗粒径分布曲线形态的系数（）。 级配 以不均匀系数和曲率系数来评价构成土的颗粒粒径分布曲线形态的一种概念。 良好级配土 - 不均匀系数，曲率系数为的土。 不良级配土 - 不同时满足和为的土。 不

4、连续级配土 - 由于土中缺乏某一范围的粒径而使粒径分布曲线上出现台阶的土。 不扰动土样（原状土样） 天然结构和含水率相对地保持不变的土样。 扰动土样 天然结构受到破坏或含水率有了改变的土样。 土的现场鉴别 根据肉眼观察、手触、鼻闻等感觉对天然土鉴别定名。 土的物理力学性状与试验 含水率 土中水的质量与土颗粒质量的比值，以百分率表示。 密度 单位体积土的质量。 容重 单位体积土的重量。 土粒比重 土颗粒的重量与蒸馏水的重量的比值。 三相图 表示土体中固相、液相、气相三种组分相对含量的直方图。 孔隙率 土的孔隙体积与土总体积的比值，以百分率表示。 孔隙比 土的孔隙体积与固体颗粒体积的比值。 临界孔

5、隙比 土在某一应力状态下受剪切作用，体积不变，即既不膨胀，也不收缩时的孔隙比。 饱和度 土中孔隙水体积与孔隙体积的比值。 颗粒分析试验 测定土中各种粒径组相对含量百分率的试验。 稠度界限 粘性土随含水率的变化从一种状态变为另一种状态时的界限含水率。 液限 粘性土流动状态与可塑状态间的界限含水率。 塑限 粘性土可塑状态与半固体状态间的界限含水率。 缩限 饱和粘性土的含水率因干燥减少至土体体积不再变化时的界限含水率。 塑性指数 液限与塑限的差值。 液性指数 天然含水率和塑限之差与塑性指数的比值。 缩性指数 液限与缩限的差值。 活动性指数 粘性土的塑性指数与小于颗粒含量百分率的比值。 湿化 粘性土在

6、水中，结构联结和强度丧失而崩解离散的性状。 膨胀率 土的体积膨胀量与原体积的比值，以百分率表示。 膨胀力 土体在不允许侧向变形下充分吸水，使其保持不发生竖向膨胀所需施加的最大压力值。 自由膨胀率 通过筛的碾碎烘干粘性土试样在水中膨胀后所增加的体积与原体积的比值，以百分率表示。 线缩率 土体在单方向上长度的收缩量与原长度的比值，以百分率表示。 体缩率 土体收缩达稳定时的体积收缩量与原体积的比值，以百分率表示。 冻胀 土在冻结过程中，体积膨胀的性状。 冻胀力 - 土体在冻结过程中，由于体积膨胀而产生的作用于建（构）筑物上的力。 冻胀量 - 土体在冻结过程中的冻胀变形量。 融陷性 冻土融化过程中在自

7、重或外力作用下，产生沉陷变形的性状。 相对密度 反映无粘性土紧密程度的指标。 压实性 土体在短暂重复荷载作用下密度增加的性状。 击实试验 用标准击实方法，测定某一击实功能作用下土的密度和含水率的关系，以确定该功能时土的最大干密度与相应的最优含水率的试验。 最大干密度 击实试验所得的干密度与含水率关系曲线上峰值点所对应的干密度。 最优含水率 击实试验所得的干密度与含水率关系曲线上峰值点所对应的含水率。 饱和曲线 根据击实曲线计算绘制的用以校核击实曲线的正确性的试样干密度和饱和含水率的关系曲线。 压实度 填土压实控制的干密度相应于试验室标准击实试验所得最大干密度的百分率。 加州承载比 （） 用规定

8、尺寸的贯入杆，以一定的速率压入试样内，测得试样在规定贯入量时的贯入阻力，将其与碎石的标准贯入阻力相比得到的比值。 渗透性 以渗透系数来反映土体透水的能力。 渗透系数 土中水渗流呈层流状态时，其流速与作用水力梯度成正比关系的比例系数。 渗透试验 测定土体渗透系数的试验。 达西定律 土体中水的渗流呈层流状态时，其流速与作用水力梯度成正比的规律。 水力梯度 水流沿流程单位长度上的水头损失。 临界水力梯度 渗流出逸面处开始发生流土或管涌时的水力梯度。 渗流 重力水通过土体孔隙或岩石裂隙的水流运动。 层流 流体质点运动轨迹即流线互不相交的流动状态。 紊流 流体质点运动轨迹即流线有交叉的流动状态。 渗径

9、渗透水通过土体的流动路径。 渗流力 水流流经土孔隙时，作用于土骨架上的体积力。 压缩性 土在压力作用下体积缩小的特性。 固结 饱和粘性土承受压力后，土体积随孔隙水逐渐排出而减小的过程。 主固结 饱和粘性土受压力后，随孔隙水的排出孔隙水压力逐渐消失至零，有效应力相应增加，体积逐渐减小的过程。 次固结 饱和粘性土在完成主固结后，土体积仍随时间减小的过程。 固结 - 土体在不允许侧向变形条件下的固结。 固结试验 测定饱和粘性土试样受荷载排水时，稳定孔隙比和压力关系、孔隙比和时间关系的方法。 压缩系数 在固结试验中，土试样的孔隙比减小量与有效压力增产量的比值，即压缩曲线上某压力段的割线斜率，以绝对值表

10、示。 体积压缩系数 在固结试验中，土样的体积应变增量与有效压力增量的比值。 压缩模量 土在侧限条件下受压时，竖向有效压力与竖向应变的比值。 压缩指数 压缩试验所得土孔隙比与有效压力对数值关系曲线上直线段的斜率。 回弹指数 在压缩试验中，土样受压后卸荷回弹时，近似为直线的孔隙比与有效压力对数值关系曲线的平均斜率。 等时孔压线 饱和固结土层中，在同一时刻超静水压力随深度的变化线。 固结度 饱和土层或土样在某一荷载下的固结过程中，某一时刻的孔隙水压力平均消散值或压缩量与初始孔隙水压力或最终压缩量的比值，以百分率表示。 固结系数 与土的渗透系数、体积压缩系数和水的容重有关的反映土固结速率的指标。 次固

11、结系数 数值等于土体主固结完成后，固结曲线后段的斜率的反映土体次固结速率的指标。 时间因数 固结理论中与试样的最大排水距离、固结系数及固结时间有关的一个无因次数。 先期固结压力 土在地质历史上曾受过的最大有效竖向压力。 超固结比 （） 土体曾受的先期固结压力与现有土层有效覆盖压力的比值。 正常固结土 现有的土层有效覆盖压力等于其先期固结压力的土。 超固结土 现有的土层有效覆盖压力小于其先期固结压力的土。 欠固结土 在自重下尚未完成固结的土。 湿陷性 黄土类土在上部压力或自重作用下，浸水后产生显著附加沉陷变形的性状。 黄土湿陷试验 测定黄土在压力和水作用下湿陷变形的试验。 湿陷系数 黄土试样在一

12、定的压力作用下，浸水湿陷的下沉量与试样原高度的比值。 溶滤变形系数 黄土及其它土试样在渗透水作用下，由于盐类溶滤产生的下沉量与试样原高度的比值。 自重湿陷系数 - 黄土试样在土的饱和自重力作用下，浸水湿陷的下沉量与试样原高度的比值。 湿陷起始压力 对给定种类和状态的湿陷性黄土，在某压力下浸水才会发生湿陷变形的那个压力。 抗剪强度 土体和岩体在剪切面上所能承受的极限剪应力。 无侧限抗压强度试验 确定粘性土试样在无侧限条件下，抵抗轴向压力的极限强度的试验。 灵敏度 原状粘性土试样与含水率不变时该土的重塑试样的无侧限抗压强度的比值。 摩尔库仑定律 - 由摩尔和库仑提出的判别岩土体剪切破坏条件的强度理

13、论。 三轴压缩试验（三轴剪切试验） 通常用个相同的圆柱形土试样，分别在不同的小主应力围压下，施加轴向应力，即主应力差（）直至试样破坏的一种求取土的抗剪强度参数（，）和确定土的应力应变关系的试验。 不固结不排水三轴试验 - 对试样施加围压和增加轴向压力直至破坏的过程中均不允许试样排水的三轴剪切试验。 固结不排水三轴试验 - 试样在围压作用下充分排水固结后，继续在对其增加轴向压力直至破坏过程中不允许试样排水的三轴剪切试验。 固结排水三轴试验 - 试样先在围压作用下充分排水固结，继续对其增加轴向压力直至破坏的整个过程中允许试样充分排水的三轴剪切试验。 三轴伸长试验 利用三轴仪，使施加在试样上的围压（

14、）大于轴向压力，直至试样发生伸长破坏的试验。 归一化 整理土工试验成果时，将某一变量除以另一适当变量，以消除某些变量的影响，使几条试验曲线合而为一，藉以研究土的应力应变普遍规律的方法。 直剪试验 一般取三至四个相同的试样，在直剪仪中施加不同竖向压力，再分别对它们施加剪切力直至破坏，以直接测定固定剪切面上土的抗剪强度的方法。 快剪试验 在试样上施加竖向压力和增加剪切力直至破坏过程中均不允许试样排水的直剪试验。 固结快剪试验 试样在竖向压力作用下充分排水固结后，继续对其施加剪切力直至破坏过程中，不允许试样排水的直剪试验。 慢剪试验 试样在竖向压力作用下充分排水固结后，继续对其施加剪切力直至破坏的过

15、程中允许试样充分排水的直剪试验。 应变控制试验 - 以施加恒应变速率作为加荷方式的试验。 应力控制试验 以施加恒荷重速率为加荷方式的试验。 强度包线 土样受剪切破坏时，剪切面上的法向压力与抗剪强度的关系曲线。一般常将它视为直线。 粘聚力 粘性土的结构联结产生的抗剪强度，其数值等于强度包线在剪应力轴上的截距。 内摩擦角 强度包线与法向压力轴的交角。它反映颗粒间的相互移动和咬合作用形成的摩擦特性。 天然休止角 无粘性土松散或自然堆积时，其坡面与水平面形成的最大夹角。 触变性 粘性土受到扰动作用导致结构破坏，强度丧失，当扰动停止后，强度逐渐恢复的性质。 剪胀性 土样在剪切过程中体积产生膨胀或收缩的性

16、状。 应变软化 岩石和土试样在加荷过程中，随着应变或剪切位移增大，剪切阻力先增高，达峰值后又逐渐下降趋于稳定的特性。 应变硬化 岩石和土试样在加荷过程中，剪切阻力随应变或剪切位移增大而逐渐增大的特性。 破坏强度 物体在外力作用下达到破坏时的极限应力。 塑性破坏 土体和岩体在外力作用下，出现明显塑性变形后的破坏。 脆性破坏 土体和岩体在外力作用下，应变量很小时即发生的破坏。 峰值强度 土体和岩石试样应力应变关系曲线上最高点对应的应力值。 残余强度 土体和岩体应力应变关系曲线过峰值点后下降达到的最终稳定应力值。 重塑强度 重塑土试样的无侧限抗压强度。 孔隙水压力系数 表示不排水条件下土中孔隙水压力

17、增量与应力增量关系的系数。 土的本构关系（本构模型） 反映土的应力、应变、强度、时间等宏观性质之间相互关系的数学表达式。 真三轴试验 土样受三个相互独立的主应力作用的三轴压缩试验。 平面应变试验 模拟平面应变应力状态，即控制立方体试样的一个方向的变形为零的三轴试验。 单剪试验 试样剪切时不产生竖向和水平向的线应变，仅产生剪应变的一种纯剪试验。 扭剪试验 在圆柱形或圆环形试样的上、下面上施加扭力的剪切试验。 动三轴试验 在试验仪器压力室内，以一定围压或偏压使土样固结后施加动荷载以确定土的动强度、动弹性模量与阻尼以及液化势的试验。 动单剪试验 测定土的动剪模量、动强度和阻尼系数等动力参数的一种室内试验。 共振柱试验 将圆柱形土试样作为一个弹性杆件，利用共振方法测出其自振频率，然后确定其动弹性模量和阻尼比的试验。 土工离心模型试验 利用离心机提供的离心力模拟重力，将原型土按比例缩小的模型置于该离心力场中，使模型与原型相应点应力状态一致的一种研究土的工程性状的模型试验。 岩石的物理力学性状与试验 岩石分类 根据岩石的强度、裂隙率、风化程度等物理力学性质指标将其区分成各种类别。