细微观土质学讲述.ppt

膨胀率即线膨胀率，是试样浸水水后的高度增加量与原高度之比，以百分率表示： 粘性土的膨胀性是一个很重要的性质，当其表现明显时称为膨胀土。土的膨胀性能引起地基、边坡、挡土墙的破坏，但也可以利用膨胀土泥浆进行压力灌浆、堵塞裂隙、防止水渗漏，还可以利用膨润土泥浆对地下连续墙、钻井、钻孔工程进行护壁。 2、 土的收缩性。土体积收缩是由于失水而引起的。只有湿土才具有收缩性，一般收缩性和膨胀是可逆的。收缩使土变得较为密实，甚至成固态，即可提高土的强度。土的收缩性指标，用线缩率、体缩率、缩线含水量及收缩系数表示。 3、土的崩解性。粘土在静水作用下，发生崩散解体的现象称为崩解性。土的崩解性主要影响因素是物质成分（矿物成分、力度成分及交换阳离子成分）、结构特征、含水量与之作用的水溶液及浓度。 4、土的渗透性。土有孔隙，孔隙中的水除能承受压力，在水头作用下尚可以在孔隙中流动，具有渗透性。 土的渗透性的大小一般用渗透速度v或渗透系数k表示。 砂类土 粘性土 土的渗透系数不是一个定值，其值决定于图的压实程度。K值随着土体压实孔隙比减小而减小。土的渗透系数， 粉土 粉质粘土 其中r为1~9的任意数。 渗透力亦称动水压力，是由于孔隙水的渗流而作用在单位体积土骨架上的压力，其方向与渗流方向一致，大小与水头梯度成正比。 有公式： 式中j—渗透力；i—水力梯度； —水的重度。 在评价土体及土坡稳定性时必须考虑渗透力。 相系之间的相互作用 在自然条件下，土是由固相、气相和液相三相组成。研究土必须考虑水、气的存在状态及其与土粒的相互作用。 一、液相与固相的相互作用 土中的液态水水可以分为结合水和自由水。 强结合水 结合水 弱结合水 土中的液态水 重力水 自由水 毛细悬挂水 毛细水 毛细上升水 1、 结合水 存在于土粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造中的水称为矿物内部结合水。 结合水只有在比较高的温度(80—680℃，随土粒的矿物成份不同而异)下才能化为气态水与土粒分离。以工程角度来分析，可以将矿物内部结合水当作矿物颗粒的一部分。 ① 强结合水 强结合水指紧靠土粒表面的结合水。 特征：没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成水蒸汽的时候才能移动。 物理性质：强结合水极其牢固地结合在土粒表面上，性质接近于固体，密度约为1.2—1.4g/cm3，冰点为-78℃。具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。 ② 弱结合水 弱结合水指紧靠于强结合水的外围形成的一层结合水膜。弱结合水不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜缓慢转移。土中含有较多弱结合水时，土具有一定的可塑性。 弱结合水离土粒表面愈远，其受到的电份子引力愈弱小，并逐渐过渡为自由水 2、自由水 自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0℃，有溶解能力 自由水按其移动所受作用力的不同分为重力水和毛细水。 ① 重力水 重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的地下水，它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮力作用。在外力作用下，在土的结构体系中产生孔隙水压力。以一定速度流动的自由水在流动时产生动水压力，可以使土粒移动即发生机械潜蚀现象。潜蚀作用能使土的孔隙增大，压缩性增高，强度降低。自由水运动及其溶解可使土产生化学潜蚀，其结果导致土的成份与结构改变，强度降低。重力水对土中的应力状态和开挖基槽、基坑以及修建地下构筑物时采取的防排水措施有重要的影响。 ② 毛细