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第二章 土的三相组成 第一节 土的颗粒级配 第二节 土的矿物成份 第三节 土中水和气体 第四节 土粒与水的相互作用 第五节 土的结构 本章教学目的 理解土的三相组成的含义； 掌握粒组划分的原则、颗粒级配的测定方法和表示方法，以及如何判断土的级配情况； 掌握《岩土工程勘察规范》中土按颗粒级配的分类； 了解矿物类型、矿物成分与粒组之间的关系，掌握三种粘土矿物的工程特性。 土是由固体相、液体相、气体相组成的三相体系。 固体相：指土中的矿物颗粒，简称土粒。它构成土的骨架，称为土骨架。 液体相：由水溶液组成，可分为矿物成分水、强结合水、弱结合水、毛细水、重力水等。 气体相：由空气和其它气体构成。 土的三相草图 第一节 土的颗粒级配 一、粒组的划分 土粒的大小通常以粒径表示，以mm为单位。 土粒按粒径大小分为若干组别，称为粒组。粒组就是一定的粒径区段。 粒组划分的原则 1.符合粒径变化所引起的质的变化规律，即每个粒组的成分与性质无质的变化，具相同或相似的成分与性质； 2.与粒组的分析技术条件相适应，即不同大小的土粒可采用不同的适用方法进行分析； 3.粒组界限值力求服从简单的数学规律。 表2-1 土的粒组划分方案 二、颗粒级配的测定 1、土的颗粒级配是指土中各粒组的相对百分含量，通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示，也称为土的粒度成分。 2、颗粒级配的测定方法 筛分法（0.075mm＜d≤60mm) 静水沉降分析法（d≤0.075mm） （虹吸比重瓶法、移液管法、比重计法） 筛分法 三、颗粒级配的表示方法 1、表格法是将分析资料(各粒组的百分含量或小于某粒径的累积百分含量)填在已制好的表格内。 表2-2 颗粒分析成果表 2、颗粒级配累积曲线（图解法） 横坐标采用对数坐标，表示土颗粒直径，单位mm；纵坐标为小于某粒径土的累积含量，用百分比表示。 颗粒级配累积曲线 d10—有效粒径（de）；d50—平均粒径； d30 、d60—限制粒径。 四、土的不均匀性系数和曲率系数 1.土的不均匀系数Cu Cu=d60/d10 Cu5的土视为级配不良的均粒土，而Cu5的土称为级配良好的非均粒土。 2.土的曲率系数Cc Cc=1~3时，为级配连续； Cc 1或Cc3时，级配不连续。 五、土按颗粒级配的分类 粗粒土：土中粒径0.075mm的质量超过全部质量的50%。 细粒土：土中粒径0.075mm的质量小于全部质量的50%。 《岩土工程勘察规范》中的分类法： 将粒径＞2mm的质量超过50%的称为碎石土； 将粒径＞2mm的质量小于50％而大于0.075mm的质量超过50%的称为砂土； 将大于0.075mm的质量小于50%的定为粉土或粘性土。 碎石土、砂土和粉土又称为无粘性土。 土按颗粒级配的分类 第二节 土的矿物成分 原生矿物是岩石经物理风化破碎但成分没有发生变化的矿物碎屑。原生矿物颗粒一般都较粗大，它们主要存在于卵、砾、砂、粉各粒组中。 次生矿物是原生矿物在一定气候条件下经化学风化作用，使其进一步分解而形成一些颗粒更细小的新矿物。 粘土矿物是主要的次生矿物，是组成粘粒的主要矿物成分。 粘土矿物中分布较广且对土性质影响较大的是蒙脱石、高岭石和伊利石(或水云母)三种。 粘土矿物的结晶格架由铝氧八面体和硅氧四面体两个基本单位组成。 硅氧四面体是硅片的基本单元，其化学式为[SiO4] 铝—氧八面体是铝片的基本单元，其化学式为[Al2(OH)6 - 高岭石晶层之间连结牢固，水不能自由渗入，故其亲水性差，可塑性低，胀缩性弱； 蒙脱石则反之，晶胞之间连结微弱，活动自由，亲水性强，胀缩性亦强； 伊利石（水云母）的性质介于二者之间。 二、矿物成分与粒组之间的关系 粒径大于0.075mm的各粒组，均由原生矿物所构成，其中漂石粒、卵石粒、砾粒，其粒径往往大于矿物颗粒，多数是由母岩碎屑构成，一般具有的多矿物结构， 砂粒与原生矿物颗粒大小近似，往往是由单矿物组成，以石英最为常见。 粉粒组由原生矿物与次生矿物混合组成，其中以石英为主，其次为高岭石及难溶盐。 粘粒组主要由不可溶性次生矿物与腐植质组成，有时也含难溶盐，其中粘土矿物是最常见的矿物。 思考题 1.土的三相组成？ 2.何谓土粒粒组？粒组划分的原则是什么？ 3.岩土工程勘察规范如何划分砂粒粒组与粉粒粒组？ 4.什么是土的粒度成分（颗粒级配），工程中如何表示粒度成分？ 5.如何判断土的级配情况？ 6.《岩土工程勘察规范》中土按颗粒级配的分类？ 7.常见的粘土矿物有那些？它们的工程性质如何？ * 目 录 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyrigh