土的成因及三相組成

模塊1.1土的成因及三相組成1.1.1土的成因1、土的定義巖石地球風(fēng)化搬運(yùn)、沉積土地球土的形成示意圖2黏土黏土2、土的成因物理風(fēng)化原生礦物化學(xué)風(fēng)化次生礦物生物風(fēng)化有機(jī)質(zhì)在地表或接近地表條件下，巖石、礦物發(fā)生化學(xué)變化并生成新礦物的過程。主因是水和氧，前者引起溶解、水化，后者引起氧化等化學(xué)反應(yīng)。溫度變化、鹽類結(jié)晶、潮解等產(chǎn)生膨脹與收縮、使巖石發(fā)生崩解破碎。植物根系的生長、洞穴動物的活動、生物體產(chǎn)生的腐殖酸對巖石的分解風(fēng)化作用4物理風(fēng)化5在石灰?guī)r里面，含有二氧化碳的水，滲入石灰?guī)r隙縫中，會溶解其中的碳酸鈣。這溶解了碳酸鈣的水，從洞頂上滴下來時，由于水分蒸發(fā)、二氧化碳逸出，使被溶解的鈣質(zhì)又變成固體(稱為固化)。由上而下逐漸增長而成的，稱為“鐘乳石”。

化學(xué)風(fēng)化土?；驁F(tuán)粒在空間的排列和它們之間的相互聯(lián)結(jié)方式，稱為土的結(jié)構(gòu)。

第2次課1.1.2土的結(jié)構(gòu)

1.無黏性土（粗粒土）的結(jié)構(gòu)

單粒結(jié)構(gòu)

比表面積小，重力起決定性作用粗顆粒之間點(diǎn)與點(diǎn)的相互接觸。特點(diǎn)：一顆顆重力作用7骨架不穩(wěn)定，外力作用下土體變形。不宜作為建筑物地基。

土粒排列緊密，在動、靜合著作用下不會產(chǎn)生較大的沉降，強(qiáng)度大、壓縮性較小，是良好的天然地基。

細(xì)粒土的結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)

蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)

面對面的片狀堆積具有很大孔隙的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。粉土一般為此結(jié)構(gòu)能夠在水里長期懸浮。特點(diǎn)：一團(tuán)團(tuán)。第2次課2.黏性土（細(xì)粒土）的結(jié)構(gòu)

比表面積很大，顆粒很細(xì)呈薄片狀，很輕，沉積過程中重力不起主要作用，其他粒間聯(lián)結(jié)力起主導(dǎo)作用蜂窩結(jié)構(gòu)：顆粒間點(diǎn)與點(diǎn)接觸，由于彼此之間引力大于重力，接觸后，形成鏈環(huán)單位,很多鏈環(huán)聯(lián)結(jié)起來，形成孔隙較大的蜂窩狀結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)：細(xì)微黏粒呈針狀或片狀，極輕，在水中處于懸浮狀態(tài)。黏?；ハ嘟咏?，凝聚成絮狀物下沉，形成孔隙較大的絮狀結(jié)構(gòu)

絮狀結(jié)構(gòu)片狀結(jié)構(gòu)：顆粒間的結(jié)合水層比較厚，粒間作用以斥力占優(yōu)勢，形成面對面片狀堆積、片架結(jié)構(gòu)。土粒水氣固相液相氣相構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響次要作用一、土的三相組成1.1.3土的三相組成

固體+氣體

固體＋液體＋氣體

固體＋液體

干土

濕土

飽和土

無天然干土

天然土都是濕土

孔隙中充滿水

礦物成分顆粒形狀、大小二、土的固相原生礦物：粗顆粒礦物石英、長石、云母等次生礦物：主要是黏土礦物

高嶺土、伊里土、蒙脫土顆粒愈細(xì)，與水接觸的表面積越大，相互間作用能力愈強(qiáng)顆粒形狀原生礦物:

圓狀、渾圓狀、棱角狀次生礦物

針狀、片狀、扁平狀蒙脫石黏土礦物高嶺石伊里石蒙脫石粒組按粒度（粗細(xì)）進(jìn)行分組，將性質(zhì)相近土粒歸成一組界限粒徑：使土性發(fā)生質(zhì)變的粒徑公路土工試驗規(guī)程JTGE40-2007的粒組劃分0.0020.0750.250.5252060200細(xì)中粗細(xì)中粗黏粒粉粒砂礫卵石漂(塊)石細(xì)粒組粗粒組巨粒組mm各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的粒組劃分略有區(qū)別，下圖是公路土工試驗規(guī)程JTGE40-2007的粒組劃分和界限粒徑。(二)顆粒級配--用曲線表示土樣的顆粒級配。若顆粒級配曲線平緩，表示土中各種粒徑的土粒都有，顆粒不均勻，級配良好；若曲線陡峻，則表示土粒較均勻，級配不好。顆粒級配情況的定量描述不均勻系數(shù)Cu曲率系數(shù)Cc顆粒含量小于10%、30%和60%時所對應(yīng)的粒徑d10、d30、d60對于礫類土或砂類土，同時滿足Cu≥5和Cc=1～3時，級配良好

小于某粒徑土的含量（%）d3060d10土的粒徑級配累計曲線3010d60篩分法

沉降分析法

適用于0.075mm≤d＜200mm的顆粒適用于d≤0.075mm的顆粒（三）顆粒分析試驗密度計法移液管法利用一套孔徑大小不同的篩子，將事先稱過質(zhì)量的烘干土樣過篩，稱留在各篩上的土粒質(zhì)量，然后計算相應(yīng)的百分?jǐn)?shù)。

篩析法粗篩（圓孔）：200、150、100……5、2細(xì)篩（圓孔）：2、1、0.5、0.25、0.75土中水結(jié)合水

非結(jié)合水強(qiáng)結(jié)合水

弱結(jié)合水

毛細(xì)水

重力水

強(qiáng)結(jié)合水

排列致密、定向性強(qiáng)密度>1g/cm3

冰點(diǎn)處于零下幾十度具有固體的的特性溫度高于100°C時可蒸發(fā)弱結(jié)合水

位于強(qiáng)結(jié)合水之外，電場引力作用范圍之內(nèi)外力作用下可以移動不因重力而移動，有黏滯性結(jié)合水分布在土粒內(nèi)部相互貫通的孔隙可以看成許多形狀不一、直徑互異、彼此連通的毛細(xì)管土中毛細(xì)現(xiàn)象非結(jié)合水毛細(xì)水重力水僅受重力作用的水,在重力作用下能自由流動土中氣體氣體來源氣體分類(1)空氣

(2)生物化學(xué)作用

(3)化學(xué)反應(yīng)

(1)封閉氣體（氣泡）

(2)與大氣連通的氣體

1