地基基礎(chǔ)土中水課件

主講教師：陳林土中水《地基基礎(chǔ)》contents自由水02結(jié)合水01目錄土中水

土中水是指存在于土孔隙中的水。土中細(xì)粒越多，水對土的性質(zhì)影響越大。按照水與土相互作用程度的強(qiáng)弱，可將土中水分為結(jié)合水和自由水兩大類。土中水土中水（1）結(jié)合水圖1－7結(jié)合水分子定向排列及其所受電分子力

變化的簡圖

結(jié)合水是指在電分子引力下吸附于土粒表面的水。由于土粒表面一般帶有負(fù)電荷，圍繞土粒形成電場，在土粒電場范圍內(nèi)的水分子和水溶液中的陽離子一起被吸附在土粒表面。極性水分子被吸附后呈定向排列，形成結(jié)合水膜，如圖1－7所示。土中水（1）結(jié)合水圖1－7結(jié)合水分子定向排列及其所受電分子力

變化的簡圖

在靠近土粒表面處，靜電引力最強(qiáng)，能把水化離子和極性水分子牢固地吸附在顆粒表面上形成固定層。在固定層外圍，靜電引力較小，水化離子和極性水分子活動性比在固定層中大些，形成擴(kuò)散層。固定層與擴(kuò)散層中的水分別稱為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。

是指緊靠土粒表面的結(jié)合水，受表面靜電引力最強(qiáng)。這部分水的特征是沒有溶解鹽類的能力，它因受到表面引力的控制而不能傳遞靜水壓力，只有吸熱變?yōu)檎羝麜r才能移動，沒有溶解鹽類的能力，性質(zhì)接近于固體。密度約為1．2～2．4g／cm3，冰點(diǎn)為－78℃，具有極大的黏滯性、彈性和抗剪強(qiáng)度。

土中水

①強(qiáng)結(jié)合水可塑狀態(tài)土顆粒強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水

如果將干燥的土樣放在天然濕度和溫度的空氣中，土的質(zhì)量增加，直到土中強(qiáng)結(jié)合水達(dá)到最大吸著度為止。土粒越細(xì)，土的比表面積越大，則土的吸著度越大。黏性土只含強(qiáng)結(jié)合水時，呈固體狀態(tài)。土中水

是緊靠于的強(qiáng)結(jié)合水外圍的一層結(jié)合水膜。在這層水膜范圍內(nèi)的水分子和水化陽離子仍受到一定程度的靜電引力，隨著離開土粒表面的距離增大，所受靜電引力而迅速降低，距土粒表面稍遠(yuǎn)的地方，水分子雖仍為定向排列，但不如強(qiáng)吸結(jié)合水那么緊密和嚴(yán)格。這層水仍然不能傳遞靜水壓力，但弱結(jié)合水可以從較厚水膜處緩慢地遷移到較薄的水膜處。密度約為1．0～1．7g／cm3。土中水

②弱結(jié)合水可塑狀態(tài)土顆粒強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水

弱結(jié)合水當(dāng)土中含有較多的弱結(jié)合水時，則土具有一定的可塑性。砂土比表面積較小，幾乎不具有可塑性，但黏性土的比表面積較大，弱結(jié)合水含量較多，其可塑性范圍較大，這就是黏性土具有黏性的原因。

弱結(jié)合水離土粒表面越遠(yuǎn)，其受到的電分子引力就越弱，并逐漸過渡為自由水。土中水土中水（2）自由水

自由水是存在于土孔隙中土粒表面電場影響范圍以外的水。它的性質(zhì)與普通水一樣，能傳遞靜水壓力，具有溶解能力，冰點(diǎn)為0℃。按照其移動所受作用力的不同，可分為重力水和毛細(xì)水。

土顆粒強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水

在重力或水位差作用下能在土中流動的自由水稱為重力水。它與普通水一樣，具有溶解能力，能傳遞靜水壓力和動水壓力，對土顆粒有浮力作用。它能溶蝕或析出土中的水溶鹽，改變土的工程性質(zhì)。當(dāng)它在土孔隙中流動時，對所流經(jīng)的土體施加滲流力（亦稱動水壓力、滲透力），計算中應(yīng)該考慮其影響。重力水對基坑開挖時的排水、地下構(gòu)筑物的防水等產(chǎn)生較大影響。土中水

①重力水

毛細(xì)水是受到水與空氣界面處表面張力作用的自由水。毛細(xì)水存在于地下水位以上的透水層中。土體內(nèi)部存在著相互貫通的彎曲孔道，可以看成是許多形狀不一、大小不同，彼此連通的毛細(xì)管。由于水分子和土粒分子之間的吸附力及水、氣界面上的表面張力，地下水將沿著這些毛細(xì)管被吸引上來，而在地下水位以上形成一定高度的毛細(xì)水帶。這一高度稱為毛細(xì)水上升高度。

它與土中孔隙的大小和形狀，土粒的礦物質(zhì)成分以及水的性質(zhì)有關(guān)。土顆粒越細(xì)，毛細(xì)水上升越高，黏性土的毛細(xì)水上升較高，可達(dá)幾米。而對孔隙較大的粗粒土，毛細(xì)水幾乎不存在。在毛細(xì)水帶內(nèi)，只有靠近地下水位的一部分土的孔隙才被認(rèn)為是被水充滿的，這一部分就稱為毛細(xì)水飽和帶。土中水

②毛細(xì)水

在毛細(xì)水帶內(nèi)，由于水、氣界面上彎液面和表面張力的存在，使水內(nèi)的壓力小于大氣壓力，即水壓力為負(fù)值。土中水

在潮濕的粉、細(xì)砂中孔隙水僅存在于土粒接觸點(diǎn)周圍，彼此是不連續(xù)的。這時，由于孔隙中的氣與大氣連通存在毛細(xì)現(xiàn)象，因此，孔隙水的壓力將小于大氣壓力。于是，將引起迫使相鄰?fù)亮Ｏ嗷D緊的壓力，這個壓力稱為毛細(xì)水壓力，如圖1－8所示。

由于毛細(xì)水壓力的存在，增加了粒間錯動的摩擦阻力。這種由毛細(xì)水壓力引起的摩擦阻力猶如給予砂土以某些黏聚力，以致在潮濕的砂土中能開挖一定高度的直立坑壁。但一旦砂土被水浸飽和，則彎液面消失，毛細(xì)水壓力變?yōu)榱悖@種黏聚力也就不再存在。因而，把這種黏聚力稱為假黏聚力。土中水圖1－8毛細(xì)水壓力示意圖

在工程中，應(yīng)特別注意毛細(xì)水上升對建筑物地下部分的防潮措施、地基土的浸濕及地基與基礎(chǔ)的凍脹的重要影響。土中水課程小結(jié)：土中水：土中水是指存在于土孔隙中的水。土中細(xì)粒越多，