第一章-土的物质构成及分类课件

1、第一章 土的物质构成及分类 自然界的土由于其颗粒大小、形状、矿物成分类型、结构构造及含水量(饱和度)的不同，其性质相差很大。 本章从土的矿物成份、土颗粒的带电性、土中水和气、土的物理化学性质以及土的分类诸方面作一简单的介绍。第一章 土的物质构成及分类 自然界的土由于其颗粒大小土是由固相、液相、气相组成的三相分散体。粉质粘土水土特征曲线固结时间与初始饱和度关系 土是由固相、液相、气相组成的三相分散体。粉质粘土水土特征曲线第一节 土的矿物成分一、土的矿物成分类型(一)原生矿物：母岩物理风化，形状大小发生变化，化学成分未改变。(二)次生矿物：氧化、水化、水解及溶解等化学风化，形成新的矿物成分。(三)

2、水溶盐：可溶性次生矿物-易溶盐、中溶盐及难溶盐。(四)有机质：动植物分解后的残骸，分解彻底的称为腐殖质。第一节 土的矿物成分一、土的矿物成分类型二、土的矿物成份和颗粒大小的关系二、土的矿物成份和颗粒大小的关系三、 粘土矿物(一)高岭石组：高岭石产生酸性环境中，是花岗岩风化后的产物。(二)蒙脱石组：蒙脱百常由火山灰、玄武岩等转变而来，一般在碱性、排水不良的环境里风化形成。(三)伊利石组：伊利石是云母类粘土矿物的统称。(四)绿泥石：绿泥石一般由变质岩风化而来，性质类似伊利石。(五)水铝英石：水铅英石属非晶质矿物，通常同多水高岭石伴生，在良好的排水条件下，由火山灰风化而成。工程性质的特点是，凡含有水

3、铝英石的粘土，都具有很高的灵敏性和活动性。 粘土矿物是次生矿物中数量最多的一种，是由各种硅酸盐矿物分解形成的含水铝硅酸盐矿物，颗粒都极细小，是粘粒组中的主要矿物成份。三、 粘土矿物(一)高岭石组：高岭石产生酸性环境中，是花岗岩四、粘土矿物的鉴定(一)差热分析法(二)扫描电镜试验（SEM） (三)X射线分析法（XRD） (四)化学分析法(五)其他方法:染色法、红外光谱分析 过扫描电镜试验得到膨胀土微结构的图像，由图像中不同叠聚体的形态、排列和基质等，可判别膨胀土的微结构类型。在前人研究的基础上34，根据不同的微结构类型可评定试样的膨胀势，以进一步研究膨胀土膨胀势提供依据，也可定性的判别膨胀土的主

4、要矿物成分。 X-射线衍射分析（XRD）方法一(定性半定量分析) X-射线衍射分析方法二(定量方法) 电镜试验可定性地判别土的矿物类别，在此基础上通过x-射线衍射分析（K值法）可分析各矿物的物相含量，试验结果可为工程中判别膨胀土提供依据。 四、粘土矿物的鉴定(一)差热分析法 过扫描电镜试验得到第二节 粘土颗粒的带电性一、粘粒的表面特性(一)比表面积：单位体积土的颗粒所具有的表面积(二)电动现象：电泳、电渗。(三)粘粒表面电荷的来源：二、双电层理论三、离子交换 自然界的土是由各种大小不同的颗粒组成的。对粘性土来讲，其中粘粒的含量和类型对土的性质起着决定性的影响。因为粘土颗粒极细，具有具大的表面积

5、和带电性。当其与水相遇时，将产生复杂的物理化学变化，具有胶体分散系的一些特征。第二节 粘土颗粒的带电性一、粘粒的表面特性 自第三节 土中的水和气一、土中水的类型(一)结合水(二)非结合水 (毛细水、重力水)(三)固态水二、土中的气体空气、水气(气态水)、沼气等。 充填于土粒间孔隙中的水和气与固相土粒相比更容易变化。外界条件的改变，如大气降水、干旱、地下水升降，都将引起土中水和气含量的明显变化，从而使土的性状发生变化。第三节 土中的水和气一、土中水的类型 充三、土中水的能量概念 含水量与基质吸力的关系土的粘性越大(土的颗粒越细) ，同一含水量时基质势的绝对值越大(矿物的亲水性越强)，吸力也越大。

6、同一种土，其结构类型也影响土水势，同样含水量时，原状土的基质势较高(基质势的绝对值较小)，扰动土的基质势较低。三、土中水的能量概念 含水量与基质吸力的关系土的粘性越大(土第四节 土的物理化学性质一、土粒间的相互作用二、絮凝与分散三、土的结构 灵敏度:同一种土的原状结构试样与重 塑试样无侧限抗压强度的比值四、粘性和塑性 土的粘性指土颗粒粘结在一起的性质，是粘性土的基本特征，它可以从抗剪强度中的凝聚力和抗拉强度中反映出来，其本质是土粒间各种作用力的综合体现。 粘性土随着含水量的变化可以处于不同的稠度状态-流态、塑态、固态。塑态时的土在外力作用下可变成任意形状而不破坏土粒间的连结，外力除去后能保持形

7、状不变，这种性质称为塑性。五、蠕变特性 土是一种具有弹性、塑性和粘滞性的粘弹塑体 蠕变和次固结的关系第四节 土的物理化学性质一、土粒间的相互作用第五节 土质分类一、土质分类及其意义 土质分类是土质学、土力学的基础理论之一，是将各种自然土，根据本学科的认识水平，按其在实际应用中的共性划分类或组。 普通分类：适用于各类工程建筑，涉及自然界的一切土类、是一种较为通用的分类。涉及某一地区的地区性土质分类，按性质也属普通分类。 专门分类：仅需满足某种建筑工程(工民建、道路工程、铁道工程水利工程等)的需要。专门分类是普通分类的深化与补充。二、国外土质分类近况 美、英、德、日等同家的分类法，在分类原则上大体上是相同的差异仅表现在具体划界的界限值方面。表1-7 美、英、德、日类法用于土质分类的文字符号第五节 土质分类一、土质分类及其意义美国、英国、德国、日本的土质分类的文字符号美国、英国、德国、日本的土质分类的文字符号三、我国土质分类的发展与问题四、我国土质分类国家标准简介 国家标准：土的分类标准(GBJ 145-90) 其它行业标准三、我国土质分类的发展与问题五、我国细粒土在卡萨格兰地塑性图上的分布规律 卡萨格兰地塑性图：卡萨格兰地曾将塑性图A线以上的上定名为粘土，