土力学+东南大学+1.土的组成.pptVIP

第一章 土的组成 §1.1概述 §1.2土中固体颗粒 §1.3土中水和土中气 §1.4黏土颗粒与水的相互作用 §1.5土的结构和构造 §1.1 概述 §1.2土中固体颗粒 1.2.1土粒的粒度成分 1.2.2土粒的矿物成分 1、基本概念 粒度（granularity）：土粒的大小 粒组（fraction）：介于一定粒度范围内的土粒 界限粒径：划分粒组的分界尺寸，见下表 粒度成分（granularity ingredient）或颗粒级配（grain grading）：土中各个粒组的相对含量，即土样各粒组的质量占土粒总质量的百分数 2、粒度成分分析试验 筛分法（sieve analysis method）：粒径0.075mm 沉降分析法（ settlement analysis method ,又称密度计法）;粒径0.075mm 筛分法 用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数 沉降分析法 3、粒度成分分布曲线 根据粒度成分分析试验结果，常采用粒径累计曲线（grain size accumulation curve）表示土的颗粒级配 颗粒粒径级配曲线 颗粒级配的描述 §1.3土中水和土中气 1.3.1土中水 1.3.2土中气 1.3.1土中的水 1.3.2 土中气体 §1.4黏土颗粒与水的相互作用 1、黏土矿物的结晶结构和亲水性 黏土矿物实际上一种铝-硅酸盐晶体，硅片（实为硅氧四面体）和铝片（实为铝氧八面体）构成晶胞，不同晶胞的不同叠至形成不同的黏土矿物：蒙脱石（montmorillonite）、伊利石（illite）、高岭石（kaolinite） 蒙脱石（montmorillonite） 由伊利石进一步风化或火山灰风化而成的产物。 2:1型晶格，二个硅片＋一个铝片＝一个晶层，晶层没有钾离子连接，连接弱。水分子和水化阳离子极易进入层间。 当土中蒙脱石含量较高时，土具有较大的吸水膨胀和失水收缩的特性。 蒙脱石构造单元示意 伊利石（illite） 云母在碱性介质中风化产物， 2:1型晶格，二个硅片＋一个铝片＝一个晶层，晶层靠钾离子连接，比较稳定，但不如氢键； 高岭石（kaolinite） 长石风化产物，1:1型晶格，一个硅片＋一个铝片＝一个晶层，晶层靠氢键连接，一个颗粒多达近百个晶层。 其亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石，更小于蒙脱石。 1.4.2 黏土颗粒与水的相互作用 自学 1.单粒结构（single grain fabrics）： 1.5.2 土的构造 作业 课后1-2、1-10 双电层概念 颗粒表面的负电荷构成电场的内层 被吸引在颗粒表面的阳离子和定向排列的水分子构成电场的外层 §1.5土的结构和构造 土的结构包含微观结构和宏观结构两层概念 土的微观结构常简称土的结构，或称为土的组构（fabric），在成土过程中所形成的土粒的空间排列及其联结形式，与组成土的颗粒大小、颗粒形状、矿物成分和沉积条件有关 土的宏观结构，常称为土的构造（structure） 是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征 粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，其特点是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状态 密实状态 疏松状态 1.5.1土的结构 2.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，不再继续下沉，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 3.絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构 蜂窝结构 絮状结构 * * 主要内容 土是岩石风化的产物 岩石 风化（物理、化学）作用 岩石破碎 化学成分改变 搬运沉积 大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体（土） 根据土的形成条件，常见的成因类型有： 残积土（residual soils） 坡积土（slope debris） 洪积土（diluvial soils） 冲积土（alluvial soils） 湖积土（marsh deposits） 海积土（marine deposits） 风积土（aeolian deposits） 冰积土 （glacial deposits） 土的形成过程决定了它具有特殊的物理力学性质 散体性：颗粒之间无黏结或一定的黏结，存在大量孔隙，可以透水透气 多相性：土由固体颗粒、水和气体组成的三相体系 自然变异性：性质复杂，不均匀 下一节 透水性小，湿时有黏性、可塑性，遇水膨胀大，干时收缩显著，