02-1土的物质组成与结构、构造(2hours)(精)

1、土的物质组成与结构、构造土的概念 土是由固体相、液体相、气体相组成的 三相体系。固体相指土中的矿物颗粒，简称土粒。它构成土的骨架，称为土骨架。液体相由水溶液组成，可分为强结合水、弱结合水、毛细水、重力水等。气体相由空气和其它气体构成。简第一节土的颗粒级配一、粒组的划分土粒的大小通常以粒径表示，以nun为单位。土粒按粒径大小分为若干组别，称为粒组。粒组就是 一定的粒径区段，以毫米表示。粒组的划分原则1.符合粒径变化所引起的质的变化规律，即每个粒组的 成分与性质无质的变化，具相同或相似的成分与性质;2.与粒组的分析技术条件相适应，即不同大小的土粒可 采用不同的适用方法进行分析；3 粒组界限值力求服

2、从简单的数学规律。表土的粒组划分方案R征特要主-O筛分法7砾细一一-二一Fir粒砂中U砂细粒细毛理剧一二、颗粒级配的测定 土的颗粒级配是指土中各粒组的相对百分含量，通常 用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示， 也称为土的粒度成分。粗粒土指以砾石和砂粒为主的土，又称为无粘性土。细粒土指以粉粒、粘粒和胶粒为主的土，又称为粘性 土。筛分法（适用于砾石类和砂类土，dO.lmm）静水沉降分析法（适用于粉土和粘性土，d22-0.50.5-0.25| 0 25 0.0750.075-0.005限制粒径。土的不均匀系数CuC“=6(/10 Cuv5的土视为级配不良的均粒土，而Cu5的土称为 级配良好的

3、非均粒土。土的曲率系数Cc严时,为级配连续；CCS时,级配不连230Cc“60 XoIO 100. 0C50；0010 CH O. OCSo. 0C1dTji d 竺d A_50 10 051Q四、土按颗粒级配的分类粗粒土： 土中粒径0.075mm的质量超过全部 质量的50% o细粒土： 土中粒径0.075mm的质量小于全部 质量的50% o岩土工程勘察规范中的分类法:将粒径2mm的质量超过50%的称为碎石土；将粒径2mm的质量小于50 %而大于0.075mm的质量超过50%的称为砂土；将大于0.075m m的质量小于50%的定为粉土或粘性土。碎石土、砂土和粉土又称为无粘性土。第二节土的矿物成

4、分一、土中矿物类型及特性土的矿物成分原生矿物石英、夜石、云母次生矿物有机质粘土矿物原生矿物是岩石经物理风化破碎但成分没有发 生变化的矿物碎屑。原生矿物颗粒一般都较粗 大，它们主要存在于卵、砾、砂、粉各粒组中。次生矿物是原生矿物在一定气候条件下经化学 风化作用，使其进一步分解而形成一些颗粒更 细小的新矿物。粘土矿物是主要的次生矿物， 是组成粘粒的主 要矿物成分。粘土矿物中分布较广且对土性质影响较大的是 蒙脱石.高岭石和伊利石（或水云母）三种。粘土矿物的类型高岭石晶层之间连结牢固， 水不能自由渗入， 故其亲 水性差，可塑性低，胀缩性弱；蒙脱石则反之，晶胞之间连结微弱，活动自由，亲水 性强，胀缩性亦

5、强；伊利石（水云母）的性质介于二者之间。二、矿物成分与粒组之间的关系粒径大于0.075mm的各粒组， 均由原生矿物所 构成，其中漂石粒、卵石粒.砾粒，其粒径往 往大于矿物颗粒，多数是由母岩碎屑构成，一 般具有的多矿物结构，砂粒与原生矿物颗粒大小近似，往往是由单矿 物组成，以石英最为常见。粉粒组由原生矿物与次生矿物混合组成，其中 以石英为主，其次为高岭石及难溶盐。粘粒组主要由不可溶性次生矿物与腐植质组成, 有时也含难溶盐，其中粘土矿物是最常见的矿 物。第三节土中的水一、土中水的类型与特性二、土粒与水的相互作用1、土粒的比表面积定义单位质量或单位体积土颗粒所拥有的表面积称为 比表面积。即s一n2鈕

6、d d6式中全部土颗粒的表面积起m土的质量d土粒直径2、粘粒的带电性质 土中的粘土颗粒在电场中向阳极泳动的现象称为电泳。 而土中的液体渗向阴极，称为电渗。这两种现象是同 时发生的，称为电动现象。粘粒表面产生电荷的原因：1、选择性吸附；2、表面 分子的离解；3、同晶替换。帖土存图1 7咕七淸的血曲.电,沐试號3、粘粒双电层颗粒表面的负电荷构成电场的 内层（决定电位层）。水中被 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（反离子层）。合称双电层。r- r1一緖合水一IL拎馄恳-*th术-M罔佯顒转*水分子阿 电分子力鸽帕以伟用双电层决定电位离子刚层）固定层扩散层反离子层（外层）受颗

7、粒表面电场作用力吸 引而包围在颗粒周围，不 传递静水压力不能任意流 动的水，称为结合水。从水分子的角度讲，双电 层的外层就是结合水层。第四节土的结构土的结构是指组成土的土粒大小、形状、表面特征， 土粒间的连结关系和土粒的排列情况，其中包括颗粒 或集合体间的距离、孔隙大小及其分布特点。土粒间的连结关系土粒间的连结关系1.接触连结，是指颗粒之间的直接接触，接触点上的连 结强度主要来源于外加压力所带来的有效接触压力。 这种连结方式在砂土、粉土中或近代沉积土中普遍存 在。2.胶结连结，是指颗粒之间存在着许多胶结物质，将颗 粒胶结连结在一起。3.结合水连结，是指通过结合水膜而将相邻土粒连结起 来的连结形

8、式，又叫水胶连结，这种连结在一般粘性 土中普遍存在。4.冰连结二、土的结构类型（-）巨粒土与粗粒土的结构类型粗粒土的结构主要为单粒结构。根据颗粒间的排列接 触关系可分为松散结构和密实结构。由于粗、细颗粒含量的不同，有粗石状结构和假斑状 结构两种不同的结构形态。粗石状结构的土具有较高的强度，而其透水性则取决 于粒间孔隙的充填程度及充填物的性质。假斑状结构土的性质主要取决于组成土的细粒物质的ra 2 4上时mtk站肉阳2 3 A N土、砾英土的燃恂（二）细粒土的结构类型细粒土颗粒细小，细粒土一般为团聚结构（海绵状结构或蜂窝状结构）。细粒土的团聚结构按土粒均匀与否可分为均粒和非均 粒两种类型。均粒团聚结构又分为蜂窝状和絮状结构。非均粒团聚结构是由粉粒和砂粒之间充满粘粒团聚体 所形成的结构。三、粘性土的灵敏度和触变性 土的灵敏度：以同一种