土的三相組成

土的三相組成第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)土的顆粒級配一、粒組的劃分土粒的大小通常以粒徑表示，以mm為單位。土粒按粒徑大小分為若干組別，稱為粒組。粒組就是一定的粒徑區(qū)段，以毫米表示。粒組的劃分的原則符合粒徑變化所引起的質的變化規(guī)律，即每個粒組的成分與性質無質的變化，具相同或相似的成分與性質；與粒組的分析技術條件相適應，即不同大小的土?？刹捎貌煌倪m用方法進行分析；粒組界限值力求服從簡單的數(shù)學規(guī)律。第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月表1-1土的粒組劃分方案

粒組統(tǒng)稱粒組名稱粒徑d范圍（mm）分析方法主要特征巨粒漂石（塊石）粒d>200直接測定透水性很大，壓縮性極小，顆粒間無粘結，無毛細性。卵石（碎石）粒60<d≤200粗粒礫粒粗礫20<d≤60篩

分

法透水性大，壓縮性小，無粘性，有一定毛細性。細礫2<d≤20砂粒粗砂0.5<d≤2中砂0.25<d≤0.5細砂0.075<d≤0.25細粒粉粒0.005<d≤0.075靜水沉降原理透水性小，壓縮性中等，毛細上升高度大，微粘性。粘粒d≤0.005透水性極弱，壓縮性變化大，具粘性和可塑性。第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月二、顆粒級配的測定土的顆粒級配是指土中各粒組的相對百分含量，通常用各粒組占土?？傎|量（干土質量）的百分數(shù)表示，也稱為土的粒度成分。粗粒土指以礫石和砂粒為主的土，又稱為無粘性土。細粒土指以粉粒、粘粒和膠粒為主的土，又稱為粘性土。篩分法（適用于礫石類和砂類土，d>0.1mm）靜水沉降分析法（適用于粉土和粘性土，d<0.1mm）（虹吸比重瓶法、移液管法、比重計法）第4頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月Stokes公式式中：V—土粒的沉降速度，cm/s；

d—土粒直徑，mm；（等效直徑）

ρs—土粒密度，g/cm3；

ρw—水的比重，g/cm3

；

η—水的動力粘滯系數(shù)，10-6kPa?s；

g—重力加速度，cm/s2“等效直徑”是指土粒沉降速度與某一粒徑的球形顆粒的沉降速度相等，那么這球形顆粒的直徑即為該土粒的直徑。第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月三、顆粒級配的表示方法表格法是將分析資料(各粒組的百分含量或小于某粒徑的累積百分含量)填在已制好的表格內。表1-2顆粒分析成果表土樣編號粒組（mm）百分含量>22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.005<0.005128101520101721040251510351020152030第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月顆粒級配累積曲線（圖解法）橫坐標采用對數(shù)坐標，表示土顆粒直徑，單位mm；縱坐標為小于某粒徑土的累積含量，用百分比表示。土的粗細常用平均粒徑（mm）d50表示，d50指土中大于或小于此粒徑的土粒含量均占50。第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月特征粒徑d10—有效粒徑（de）；d50—平均粒徑；d30

、d60—限制粒徑。顆粒級配累積曲線第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月土的不均勻系數(shù)CuCu=d60/d10Cu<5的土視為級配不良的均粒土，而Cu>5的土稱為級配良好的非均粒土。土的曲率系數(shù)CcCc=1~3時，為級配連續(xù)；Cc<1或Cc>3時，級配不連續(xù)。第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月四、土按顆粒級配的分類粗粒土：土中粒徑>0.075mm的質量超過全部質量的50%。細粒土：土中粒徑>0.075mm的質量小于全部質量的50%?！稁r土工程勘察規(guī)范》中的分類法：將粒徑>2mm的質量超過50%的稱為碎石土；將粒徑＞2mm的質量小于50％而大于0.075mm的質量超過50%的稱為砂土；將大于0.075mm的質量小于50%的定為粉土或粘性土。碎石土、砂土和粉土又稱為無粘性土。第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月粘土礦物無定形氧化物膠體可溶鹽土的礦物成分原生礦物石英、長石、云母等次生礦物有機質第二節(jié)土的礦物成分一、土中礦物類型及特性第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月原生礦物是巖石經(jīng)物理風化破碎但成分沒有發(fā)生變化的礦物碎屑。原生礦物顆粒一般都較粗大，它們主要存在于卵、礫、砂、粉各粒組中。次生礦物是原生礦物在一定氣候條件下經(jīng)化學風化作用，使其進一步分解而形成一些顆粒更細小的新礦物。粘土礦物是主要的次生礦物，是組成粘粒的主要礦物成分。粘土礦物中分布較廣且對土性質影響較大的是蒙脫石、高嶺石和伊利石(或水云母)三種。第12頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月粘土礦物的類型高嶺石晶層之間連結牢固，水不能自由滲入，故其親水性差，可塑性低，脹縮性弱；蒙脫石則反之，晶胞之間連結微弱，活動自由，親水性強，脹縮性亦強；伊利石（水云母）的性質介于二者之間。第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月二、礦物成分與粒組之間的關系粒徑大于0.075mm的各粒組，均由原生礦物所構成，其中漂石粒、卵石粒、礫粒，其粒徑往往大于礦物顆粒，多數(shù)是由母巖碎屑構成，一般具有的多礦物結構，砂粒與原生礦物顆粒大小近似，往往是由單礦物組成，以石英最為常見。粉粒組由原生礦物與次生礦物混合組成，其中以石英為主，其次為高嶺石及難溶鹽。粘粒組主要由不可溶性次生礦物與腐植質組成，有時也含難溶鹽，其中粘土礦物是最常見的礦物。第14頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)土中的水一、土中水的類型與特性土中的水礦物成分水結合水重力水毛細水結晶水孔隙水自由水弱結合水強結合水第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月二、土粒與水的相互作用1、土粒的比表面積定義單位質量或單位體積土顆粒所擁有的表面積稱為比表面積。即第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2、粘粒的帶電性質土中的粘土顆粒在電場中向陽極泳動的現(xiàn)象稱為電泳。而土中的液體滲向陰極，稱為電滲。這兩種現(xiàn)象是同時發(fā)生的，稱為電動現(xiàn)象。粘粒表面產生電荷的原因：1、選擇性吸附；2、表面分子的離解；3、同晶替換第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3、粘粒雙電層顆粒表面的負電荷構成電場的內層（決定電位層）。水中被吸引在顆粒表面的陽離子和定向排列的水分子構成電場的外層（反離子層）。合稱雙電層。第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月受顆粒表面電場作用力吸引而包圍在顆粒周圍，不傳遞靜水壓力不能任意流動的水，稱為結合水。從水分子的角度講，雙電層的外層就是結合水層。結合水弱結合水：是一種粘滯水膜，是粘性土在一定含水量范圍內具可塑性的原因強結合水：性質接近與固體，具蠕變性，略高于100℃可蒸發(fā)反離子層第19頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)土的結構土的結構是指組成土的土粒大小、形狀、表面特征，土粒間的連結關系和土粒的排列情況，其中包括顆?；蚣象w間的距離、孔隙大小及其分布特點。一、土粒間的連結關系1．接觸連結，是指顆粒之間的直接接觸，接觸點上的連結強度主要來源于外加壓力所帶來的有效接觸壓力。這種連結方式在砂土、粉土中或近代沉積土中普遍存在。2．膠結連結，是指顆粒之間存在著許多膠結物質，將顆粒膠結連結在一起。3．結合水連結，是指通過結合水膜而將相鄰土粒連結起來