工程岩土与测试 4.土的毛细性 3.4土的毛细性.ppt

土的毛细性 《工程岩土与测试》 学校名称：XXX大学 指导老师：刘鸿燕 土的毛细性 土是由固体相的颗粒、孔隙中的液体和气体三相组成的，而土中的孔隙具有连续的性质， 因此土中水在某些条件下在孔隙通道中发生运动。 土中水 的运动 重力作用下土中水的渗流 附加应力作用下孔隙水的挤出 表面张力作用产生的水分的移动 孔隙水中离子浓度差别产生的渗附 电极作用下土中水的电渗 有关实际工程问题 流砂、管涌、冻胀、渗透固结、渗流稳定、粘性土的电加固 土的渗透性 土的渗透固结 土的毛细现象 土中的孔隙是很复杂的，形成了无数的毛细管。把毛细管用左图所示的下部浸水的半径为r的圆管代替，在这个简化的毛细管圆管中，水可以上升到某一高度，这叫做毛细管作用。 毛细管作用是因为水的表面张力作用而产生的现象。水的表面张力，是因为水分子引力作用产生的沿着水表面的一种张力，可以形象地理解为在水的表面粘有一层薄薄的橡胶膜一样的东西，薄水膜粘在圆管的内壁上，由于表面张力的作用，把圆管内的水向上拉，使水位上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升，达到平衡. 概念：土中水在表面张力作用下，沿着土中毛细孔隙向上及向其它方向移动的现象。这种细微孔隙中的水即为毛细水。 一.土层中的毛细水带 正常毛细水带 毛细网状水带 毛细悬挂水带 hc 毛细水 重力水 土的毛细现象 二.土的毛细现象对工程的危害 危害 引起路基冻害 引起房屋建筑地下室过分潮湿，墙体受潮 可能引起土的沼泽化和盐碱化，从而影响到建筑工程和农业经济 建筑房屋的时候,在地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿.建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿. 盐渍化是指水灌地由于盐分积聚而缓慢恶化的过程。当土壤含盐量太高（超过0.3%）时，形成盐碱灾害。 形成盐碱土要有两个条件，一是气候干旱和地下水位高（高于临界水位）；地下水都含有一定的盐份，如其水面接近地面，而该地区又比较干旱，由于毛细作用上升到地表的水蒸发后，便留下盐分，日积月累，土壤含盐量逐渐增加，形成盐碱土； 三.表征毛细水特征的指标 1.毛细水上升高度：土层中毛细水在水膜表面张力的作用下上升到自由水面以上的高度值。 其值大小可通过实地调查、观测得到。对于非粘性土，也可根据规范或文献中推荐的经验公式估算或经验表格查得。 海森经验公式： 毛细水上升高度(m) 土的孔隙比 土的有效粒径（m) 与土粒形状及表面洁净情况有关的系数 2.毛细水上升速度：粗粒土细粒土 结合水膜将减慢毛细水的上升速度 通常情况下，砾类（除粉砾）和粗砂，毛细水上升高度很小；细砂和粉土、粉质黏土，不仅毛细水上升高度大，上升熟读也快，但对于粘性土，则上升速度很慢。 粒子间的结合力，是影响土的抗剪强度的重要因素之一，特别是粘性土 然而，随着饱和土中弯液面的消失，该力也随之消失，所以由水的表面张力产生的粘聚力有时也称为毛细粘聚力 3.毛细压力：作用在土颗粒接触表面上所产生的压力 问题：为何干燥的砂土及水下饱和的砂土均无法成形，而一定含水量的湿砂却可捏成团？ 土粒间存在着毛细压力产生的假粘聚力（毛细粘聚力） ? 四.影响毛细水的因素 土的毛细性主要受土的粒度成分、矿物成分、水溶液的化学成分和浓度、土的结构和气温、蒸发状况的影响。 1.粒度成分：砂土的毛细规律服从孔隙愈细毛细上升高度愈高的规律；粘性土则不服从此规律，因为粘性土孔隙虽然细小，但为结合水所充满，毛细上升高度反而较低。 2.矿物成分：砂土中不同矿物成分由于颗粒形状不同，形成的孔隙大小不一，因而影响着毛细水的上升高度。粘性土中黏土矿物成分起着重要作用：在密实度相同的情况下，高岭石中毛细水上升高度低于蒙脱石，水云母形成的孔隙处于上述两种矿物之间。 3.水溶液的化学成分及浓度主要影响粘性土的毛细上升高度。 此外气候的变化，季节性的干湿交替，蒸发量、温度的变化，都将影响着土体毛细带宽度的变动。 总结： 概念 一.土层中的毛细水带 二.土的毛细现象对工程的危害 三.表征毛细水特征的指标 四.影响毛细水的因素 * * 土是由固体相的颗粒、孔隙中的液体和气体三相组成的，而土中的孔隙具有连续的性质， 因此土中水在某些条件下在孔隙通道中发生运动。 * 液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力，凸液面对下面的液体施以压力.浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升，达到平衡.同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象.建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿.