第一章 第二節(jié) 土的組成

1、第一章第二節(jié) 土的組成,,地基與基礎(chǔ),,課前任務(wù),1、飽和土、干土2、粒徑、粒組3、土的級(jí)配、級(jí)配不良、級(jí)配良好4、原生礦物、次生礦物5、結(jié)合水6、土中的氣體有哪兩種,,土的組成,第二節(jié) 土的組成,一、土中固相二、土中液相 三、土中氣相,,土的三相性,二相體系：飽和土、干土,,土的三相性,,土的三相性,土體三相比例不同，土的狀態(tài)和工程性質(zhì)也隨之各異，例如： 固體+氣體（液體=0）為干土，此時(shí)粘土呈堅(jiān)硬狀態(tài)，

2、 砂土呈松散狀態(tài)； 固體+液體+氣體為濕土，此時(shí)粘土多為可塑狀態(tài)； 固體+液體（氣體=0）為飽和土，此時(shí)粉細(xì)砂或粉土遇強(qiáng)烈地震，可能產(chǎn)生液化，而使工程遭受破壞；粘土地基受建筑物荷載作用發(fā)生沉降需幾十年才能穩(wěn)定。,,土中固相,土的固相構(gòu)成土的骨架是土的主體是決定土的工程性質(zhì)的主要成分,,粒組的劃分,1.土粒粒度與粒組基本概念：粒度（土粒的大小，以粒徑來表示）粒組（介于一定粒度范圍內(nèi)的土粒）---6大粒組,粒組的劃分,粒組的劃分

3、,粒組的劃分,顆粒分析試驗(yàn)概念：土粒的大小及其組成情況，通常以土中各個(gè)粒組的相對含量（指土樣各粒組的質(zhì)量占土?？傎|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）來表示，稱為土的粒度成分或顆粒級(jí)配。常用測定方法：篩分法、密度計(jì)法（沉降分析法、移液管法）,顆粒級(jí)配,篩分法（d>0.075mm的土）,顆粒級(jí)配,顆粒級(jí)配,沉降分析法（d<0.075mm的土）,重要知識(shí)點(diǎn)：3.粒度成分分布曲線----級(jí)配,由級(jí)配曲線可以直觀地判斷土中各粒組的含量情況，如果曲

4、線陡峻(曲線C)，表示土粒大小均勻，級(jí)配不好；反之，曲線平緩（曲線B），則表示土粒大小不均勻，但級(jí)配良好。,顆粒級(jí)配,問題：為什么要選擇級(jí)配良好的土？級(jí)配良好的土，較粗顆粒間的孔隙被較細(xì)的顆粒所填充，這一連鎖充填效應(yīng)，使得土的密實(shí)度較好。此時(shí)，地基土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性較好，透水性和壓縮性也較小。作為填方工程的建筑材料，比較容易獲得較大的密實(shí)度。,顆粒級(jí)配,確定顆粒級(jí)配的兩個(gè)定量指標(biāo)：不均勻系數(shù)CuCu越大，表示粒度的分布范圍越大，

5、土粒愈不均勻，其級(jí)配愈良好。Cu10 級(jí)配良好。曲率系數(shù)Cc,顆粒級(jí)配,顆粒級(jí)配,,,（三）土粒的礦物成分1.原生礦物 原生礦物是巖石經(jīng)物理風(fēng)化破碎但成分沒有發(fā)生變化的礦物碎屑。常見的原生礦物有石英、長石、云母、角閃石、輝石、橄欖石、石榴石等。2.次生礦物 原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化形成的新礦物。組成土的這類礦物主要有：黏土礦物（蒙脫石、伊利石、高嶺石）、可溶鹽、無定形氧化物膠體。,,蒙 脫 石,硅片的結(jié)構(gòu)

6、,,鋁片的結(jié)構(gòu),粘土礦物的晶格構(gòu)造,高嶺石,蒙脫石,伊利石,?！　奖缺砻娣e脹 縮 性滲 透 性強(qiáng)　　度壓 縮 性,大10-20m2/g小大大小,中80-100m2/g中中中中,小800m2/g大小小大,比表面積 ：單位質(zhì)量土顆粒所擁有的總表面積,9克蒙脫土的總表面積大約與一個(gè)足球場一樣大,比表面積,固體有一定的幾何外形，借通常的儀器和計(jì)算可求得其表面積。但粉末或多孔性物質(zhì)表面積的測定

7、較困難，它們不僅具有不規(guī)則的外表面，還有復(fù)雜的內(nèi)表面。通常稱1g固體所占有的總表面積為該物質(zhì)的比表面積S (specific surface area,㎡/g)。 多孔物比表面積的測量，無論在科研還是工業(yè)生產(chǎn)中都具有十分重要的意義。一般比表面積大、活性大的多孔物，吸附能力強(qiáng)。 測定比表面積方法有氣體吸附法和溶液吸附法兩類。,25,３.有機(jī)質(zhì) 在自然界一般土，特別是淤泥質(zhì)土中，通常都含有一定數(shù)量的有機(jī)質(zhì)，當(dāng)其在黏性土中的含量達(dá)

8、到或超過5％(在砂土中的含量達(dá)到或超過3％)時(shí)，就開始對土的工程性質(zhì)具有顯著的影響。,二、土中液相土中水的概念,,27,1.結(jié)合水 結(jié)合水是指受分子引力、靜電引力吸附于土粒表面的土中水。 1）強(qiáng)結(jié)合水 土粒的靜電引力強(qiáng)度是隨離開土粒表面的距離增大而減弱的，靠近土粒表面的水分子，受到土粒的強(qiáng)烈吸引(可達(dá)1000～2000MPa)，而失去自由活動(dòng)能力，整齊地排列起來。這部分水稱為強(qiáng)結(jié)合水，又叫吸著水。

9、2）弱結(jié)合水 距離土粒表面稍遠(yuǎn)的水分子，受到土粒的吸引力減弱，有部分活動(dòng)能力，排列疏松不整齊，這部分水叫弱結(jié)合水，又叫薄膜水。,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(shí)可蒸發(fā),強(qiáng)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(dòng) 不因重力而移動(dòng)，有粘滯性,弱結(jié)合水,,,29,3.自由水（非結(jié)合水

10、） －－為土粒孔隙中超出土粒表面靜電引力作用范圍的一般液態(tài)水。 1）毛細(xì)水－－由于毛細(xì)作用保持在土的毛細(xì)孔隙中的地下水。 2）重力水(或稱自由水)－－存在于較粗大孔隙中，具有自由活動(dòng)能力，在重力作用下流動(dòng)的水，為普通液態(tài)水。（對土粒有浮力作用） 3）*氣態(tài)水和固態(tài)水* 氣態(tài)水以水汽狀態(tài)存在，嚴(yán)格地講應(yīng)屬土的氣相部分。固態(tài)水就是冰，以冰夾層、冰透鏡體和細(xì)小冰晶等形式存在于土中。,30

11、,三、土中氣 存在于土孔隙中未被水所占據(jù)的部位。 與大氣相連通、封閉氣泡。 主要有：空氣、水蒸氣、沼氣,31,1.4 粘土顆粒與水的相互作用,粘土礦物是很細(xì)小的扁平顆粒，顆粒表面具有很強(qiáng)的與水相互作用的能力，表面積愈大，這種能力就愈強(qiáng)。比表面粘土顆粒本身帶有一定量的負(fù)電荷概念：電泳、電滲地基處理方法：電滲排水法,32,雙電層概念擴(kuò)散層厚度大，土的塑性就大，膨脹與收縮性也大。改良土質(zhì),作 業(yè),