土的成因及三相组成精要.ppt

模块1.1 土的成因及三相组成 1.1.1土的成因 1、土的定义 岩石 地球 风化 搬运、沉积 土 地球 土的形成示意图 * 黏土 黏土 2、土的成因 物理风化 原生矿物 化学风化 次生矿物 生物风化 有 机 质 在地表或接近地表条件下，岩石、矿物发生化学变化并生成新矿物的过程。主因是水和氧，前者引起溶解、水化，后者引起氧化等化学反应。 温度变化、盐类结晶、潮解等产生膨胀 与收缩、使岩石发生崩解破碎。 植物根系的生长、洞穴动物的活动、生物体产生的腐殖酸对岩石的分解 风化作用 * 物理风化 * 在石灰岩里面，含有二氧化碳的水，渗入石灰岩隙缝中， 会溶解其中的碳酸钙。这溶解了碳酸钙的水，从洞顶上滴下来时， 由于水分蒸发、二氧化碳逸出，使被溶解的钙质又变成固体(称为固化)。 由上而下逐渐增长而成的，称为“钟乳石”。 化学风化 土粒或团粒在空间的排列和它们之间的相互联结方式，称为土的结构。 第2次课 1.1.2 土的结构 1.无黏性土（粗粒土）的结构 单粒结构 比表面积小，重力起决定性作用 粗颗粒之间点与点的相互接触。 特点：一颗颗 重力作用 * 骨架不稳定，外力作用下土体变形。 不宜作为建筑物地基。 土粒排列紧密，在动、静合着作用下 不会产生较大的沉降，强度大、压缩 性较小，是良好的天然地基。 细 粒 土 的 结 构 片状结构 蜂窝结构 絮状结构 面对面的片状堆积 具有很大孔隙的蜂窝状结构。 粉土一般为此结构 能够在水里长期悬浮。 特点：一团团。 第2次课 2.黏性土（细粒土）的结构 比表面积很大，颗粒很细呈薄片状，很轻，沉积过程中重力不起 主要作用，其他粒间联结力起主导作用 蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构 蜂窝结构 絮状结构：细微黏粒呈针状或片状，极轻，在水中处于悬浮状态。黏粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构 絮状结构 片状结构：颗粒间的结合水层比较厚，粒间作用以斥力占优势 ，形成面对面片状堆积、片架结构。 土粒 水 气 固相 液相 气相 构成土骨架，起决定作用 重要影响 次要作用 一、土的三相组成 1.1.3 土的三相组成 固体+气体 固体＋液体 ＋气体 固体＋液体 干土 湿土 饱和土 无天然干土 天然土都是湿土 孔隙中充满水 矿物成分 颗粒形状 、大小 二、土的固相 原生矿物：粗颗粒矿物 石英、长石、云母等 次生矿物：主要是黏土矿物 高岭土、伊里土、蒙脱土 颗粒愈细，与水接触的表面积越大，相互间作用能力愈强 颗粒形状 原生矿物: 圆状、浑圆状、棱角状 次生矿物 针状、片状、扁平状 蒙 脱 石 黏土矿物 高岭石 伊里石 蒙脱石 粒组 按粒度（粗细）进行分组，将性质相近土粒归成一组 界限粒径：使土性发生质变的粒径 公路土工试验规程JTG E40-2007的粒组划分 0.002 0.075 0.25 0.5 2 5 20 60 200 细 中 粗 细 中 粗 黏粒 粉粒 砂 砾 卵石 漂(块)石 细粒组 粗粒组 巨粒组 mm 各行业标准的粒组划分略有区别，下图是公路土工试验规程JTG E40-2007的粒组划分和界限粒径。 (二) 颗粒级配 --用曲线表示土样的颗粒级配。 若颗粒级配曲线平缓，表示土中各种粒径的土粒都有， 颗粒不均匀，级配良好； 若曲线陡峻，则表示土粒较均匀，级配不好。 颗粒级配情况的定量描述 不均匀系数Cu 曲率系数Cc 颗粒含量小于10%、 30%和60%时所对应的粒径d10、d30、d60 对于砾类土或砂类土，同时满足Cu≥5和Cc=1～3时，级配良好 小于某粒径 土的含量（%） d30 60 d10 土的粒径级配累计曲线 30 10 d60 筛分法 沉降分析法 适用于0.075mm≤d＜200mm的颗粒 适用于d≤0.075mm的颗粒 （三）颗粒分析试验 密度计法 移液管法 利用一套孔径大小 不同的筛子，将事先称 过质量的烘干土样过筛， 称留在各筛上的土粒质量， 然后计算相应的百分数。 筛析法 粗筛（圆孔）：200、150、100……5、2 细筛（圆孔）：2、1、0.5、0.25、0.75 土 中 水 结合水 非结合水 强结合水 弱结合水 毛细水 重力水 强结合水 排列致密、定向性强 密度1g/cm3 冰点处于零下几十度 具有固体的的特性 温度高于100°C时可蒸发 弱结合水 位于强结合水之外，电场引 力作用范围之内 外力作用下可以移动 不因重力而移动，有黏滞性 结