土的三相组成气相固相液相土中的水演示文稿.ppt

土的液相－－－水 分类： 分类： 分类： 固态水： 气态水： * 土的三相组成 气相 固相 液相 + + 构成土骨架，起决定作用 重要影响 土体 次要作用 土中的水 结构水 矿物中的结合水 结晶水 沸石水 强结合水 弱结合水 (土粒表面)结合水 非结合水 气态水(水蒸汽) 固态水(冰) 液态水 毛细水(过渡类型水) 重力水(自由水) 孔隙中的水 按水分子与结晶格架结合的牢固程度不同 结构水：以OH-离子或H+离子的形式存在于矿物结晶格架中的固定位置上，是固体矿物的组成部分。 结晶水：以水分子形式存在于矿物结晶格架的固定位置上，具有一定数量，构成含有结晶水的矿物。 石膏：CaSO4 · 2H2O 苏打： Na2CO3 · 10H2O 芒硝：Na2SO4 · 10H2O 沸石水：也是以H2O分子形式存在于矿物中；但是，它是存在于矿物晶胞之间，数量可多可少，无定量，即其含量多少并不影响晶胞的结晶格架，析出时也不致使矿物的种类发生变化。 土中的水 结构水 矿物中的结合水 结晶水 沸石水 强结合水 弱结合水 (土粒表面)结合水 非结合水 气态水(水蒸汽) 固态水(冰) 液态水 毛细水(过渡类型水) 重力水(自由水) 孔隙中的水 孔隙中的水 　当土空隙中的水与土粒表面接触时，由于细小土粒表面的静电引力作用和水分子是一种极性分子，水分子被极化，并被吸附于土粒周围，形成一层水膜。 土粒 水化膜 自由液态水 结合水 水分子(偶极体) 1、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 强结合水 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，有粘滞性 弱结合水 　结合水可能由以下几种作用形成： 　　　　 1）表面电荷对极性水分子的吸引作用 2）氢键的联结作用 3）交换阳离子的水化作用 4）渗透吸附作用及范德华力 渗透吸附图 粘　粒　表　面 阳离子浓度增高 水分子向表面扩散 　　粘粒与水作用后，表面发生解离作用，使粘粒表面产生电荷。 粘粒表面一般带负电荷，在其表面吸附高浓度的阳离子；同时，介质中的水分子有向表面扩散的趋势，企图使浓度达到平衡。 双电层 土中的水 结构水 矿物中的结合水 结晶水 沸石水 强结合水 弱结合水 (土粒表面)结合水 非结合水 气态水(水蒸汽) 固态水(冰) 液态水 毛细水(过渡类型水) 重力水(自由水) 孔隙中的水 孔隙中的毛细水 土粒 水化膜 自由液态水 结合水 水分子(偶极体) 重力水 毛细水 1）冰点比重力水低(在摄氏零度以下) 2）有极微弱的抗剪强度 3）能传递静水压力 4）在外力较小的情况下，可发生显著的层流运动 毛细水主要存在于砂土的毛细孔隙(孔径为0.5～0.002mm)中　 重力水的机械潜蚀作用化学潜蚀作用： 存在于较粗大的孔隙中的重力水，不受土粒表面静电引力的影响，具有自由活动的能力，只受重力的控制，能传递静水压力；水在流动时产生动水压力，能冲刷带走土中的细小颗粒，这种作用常称为机械潜蚀作用。 重力水具有溶解矿物颗粒的能力，这种作用称为化学潜蚀作用。潜蚀作用的结果使土体中的孔隙增大，压缩性提高，抗剪强度降低。 土中毛细现象 上升高度: 毛细水 分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细管 毛细升高与孔径成反比 粘土、粉土 砂土、砾石 分析对象: 水柱 πr2hcγw=2πrTcosα 毛细压力 对砂土强度的影响:毛细边角水, 假凝聚力 毛细压力 非饱和土中毛细张力影响 分析对象:水膜 毛细压力增加了土粒间的联结，所以 散粒状的砂土，当含有少量水分时 具有假粘聚力，但是当土饱和时， 这种联结作用即告消失。因此，由于 毛细力而呈现的粘性是暂时性的 　　毛细水对土工程地质性质的影响，主要是对砂类土，可产生微弱的毛细水连结。当毛细水上升接近建筑物基础底面时，负毛细水压力将作为附加压力可能加大建筑物沉降量。另外，当毛细水上升至近地表时，不仅能引起沼泽化、盐渍化，而且也使地基、路基土浸湿，降低土的力学强度；在寒冷地区，还将加剧冻胀作用。 　　 　　　　 当温度低于0℃时，孔隙中的水冻结呈固态，往往以冰夹层、冰透镜体、细小的冰晶体等形式存在于土中。 1）固态水的胶结作用 2）土的冻融作用 *