第一章 土的物质组成

第一章土的物质组成土是由固体相、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。第一节土的颗粒级配（粒度成分）

一、粒组的划分土粒的大小通常以粒径表示，以mm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。粒组的划分的原则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；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；粒组界限值力求服从简单的数学规律。表1-1土的粒组划分方案

粒组统称粒组名称粒径d范围（mm）分析方法主要特征巨粒漂石（块石）粒d>200直接测定透水性很大，压缩性极小，颗粒间无粘结，无毛细性。卵石（碎石）粒60<d≤200粗粒砾粒粗砾20<d≤60筛

分

法透水性大，压缩性小，无粘性，有一定毛细性。细砾2<d≤20砂粒粗砂0.5<d≤2中砂0.25<d≤0.5细砂0.075<d≤0.25细粒粉粒0.005<d≤0.075静水沉降原理透水性小，压缩性中等，毛细上升高度大，微粘性。粘粒d≤0.005透水性极弱，压缩性变化大，具粘性和可塑性。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，d>0.75mm）静水沉降分析法（适用于粉土和粘性土，d<0.75mm）（虹吸比重瓶法、移液管法、比重计法）Stokes公式式中：V—土粒的沉降速度，cm/s；d—土粒直径，mm；（等效直径）ρs—土粒密度，g/cm3；ρw—水的比重，g/cm3；η—水的动力粘滞系数，10-6kPa•s；g—重力加速度，cm/s2“等效直径”是指土粒沉降速度与某一粒径的球形颗粒的沉降速度相等，那么这球形颗粒的直径即为该土粒的直径。三、颗粒级配的表示方法表格法是将分析资料(各粒组的百分含量或小于某粒径的累积百分含量)填在已制好的表格内。表1-2颗粒分析成果表土样编号粒组（mm）百分含量>22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.005<0.005128101520101721040251510351020152030颗粒级配累积曲线（图解法）横坐标采用对数坐标，表示土颗粒直径，单位mm；纵坐标为小于某粒径土的累积含量，用百分比表示。土的粗细常用平均粒径（mm）d50表示，d50指土中大于或小于此粒径的土粒含量均占50。特征粒径d10—有效粒径（de）；d50—平均粒径；d30、d60—限制粒径。颗粒级配累积曲线土的不均匀系数CuCu=d60/d10Cu<5的土视为级配不良的均粒土，而Cu>5的土称为级配良好的非均粒土。土的曲率系数CcCc=1~3时，为级配连续；Cc<1或Cc>3时，级配不连续。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%。细粒土：土中粒径>0.075mm的质量小于全部质量的50%。《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0.075mm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。粘土矿物无定形氧化物胶体可溶盐土的矿物成分原生矿物石英、长石、云母等次生矿物有机质第二节土的矿物成分一、土中矿物类型及特性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。粘土涂矿物芦的类蚁型高岭闭石晶层眯之间蔑连结听牢固孤，水丢不能笑自由扑渗入唤，故爆其亲居水性鹿差，议可塑鞭性低屿，胀酸缩性碧弱；蒙脱变石则反低之，蝴晶胞茎之间勾连结框微弱俗，活杜动自旺由，嫌亲水招性强曾，胀木缩性炮亦强触；伊利莫石（弟水云袭母）的性冶质介含于二矛者之遍间。二、技矿物坛成分移与粒燃组之莫间的菊关系粒径绘大于吵0.舟07凡5m犬m的妖各粒抢组，死均由肠原生赶矿物把所构粥成，其车中漂寨石粒锄、卵奥石粒渗、砾烛粒，箱其粒昼径往薯往大院于矿服物颗警粒，巷多数熔是由仰母岩杏碎屑蒜构成努，一手般具哪有的予多矿犁物结喘构，砂粒现与原迈生矿呆物颗率粒大疲小近蜜似，孩往往热是由优单矿患物组云成，悄以石布英最救为常洗见。粉粒出组由炭原生纤矿物怠与次持生矿似物混钉合组庸成，其网中以筋石英耗为主掉，其液次为绝高岭停石及享难溶揪盐。粘粒蹈组主低要由乘不可小溶性劲次生做矿物宋与腐嘱植质课组成，有睛时也含含难浴溶盐消，其插中粘耽土矿扭物是检最常梨见的躬矿物夫。第三段节亏土磁中的望水一、幻玉土中行水的轨类型纲与特在性土中的水矿物成分水结合水重力水毛细水结晶水孔隙水自由水弱结合水强结合水二、批土粒届与水尾的相授互作颈用1、土粒铃的比喊表面薄积定义晚单位监质量愧或单沾位体韵积土泛颗粒弓所拥理有的浇表面造积称识为比臣表面寒积。窃即2、秧粘粒恨的带跃电性殊质土中学的粘且土颗蹦粒在野电场姜中向熄阳极慰泳动仆的现乒象称怨为电泳。而赤土中市的液扯体渗抹向阴帅极，晌称为电渗。这参两种蒙现象需是同起时发傻生的野，称蹲为电动汤现象。粘粒虏表面店产生盆电荷崇的原甘因：1、霞选择省性吸愚附；盾2、减表面框分子下的离蹦解；基3、脆同晶它替换3、带粘粒洪双电或层颗粒传表面狱的负抖电荷志构成造电场择的内完层（决浮定电屋位层背）。水聪中被战吸引原在颗盒粒表侨面的垃阳离网子和加定向获排列张的水价分子戒构成订电场锤的外监层（反茧离子脖层）。合竿称双电糠层。受颗去粒表积面电因场作读用力盯吸引芬而包榨围在还颗粒阴周围单，不念传递等静水跌压力系不能虑任意拐流动究的水玻，称究为结合克水。从水歪分子兄的角眼度讲封，双红电层窗的外匙层就箱是结忆合水魄层。结合水弱结合水：是一种粘滞水膜，是粘性土在一定含水量范围内具可塑性的原因强结合水：性质接近与固体，具蠕变性，略高于100℃可蒸发反离子层第四绸节银土膊的结蜘构土的损结构是指卫组成吵土的牵土粒虏大小写、形蠢状、点表面形特征惯，土祥粒间宏的连赤结关绸系和昏土粒阻的排铺列情隔况，塔其中浑包括箩颗粒木或集越合体轻间的希距离吼、孔捧隙大备小及仰其分啊布特惕点。一、兆土粒池间的疯连结扒关系1．接触录连结，是罚指颗厨粒之批间的婶直接刘接触汁，接化触点湖上的岂连结侧强度斧主要萍来源太于外传加压例力所纠带来滥的有暖效接宗触压花力。恩这种伸连结晕方式度在砂珠土、惩粉土筐中或替近代牢沉积殖土中泉普遍酬存在谷。2．胶结守连结，是聚指颗商粒之慕间存摄在着归许多捕胶结妇物质皇，将书颗粒元胶结哥连结赔在一唐起。3．结合吉水连共结，是参指通亏过结泽合水亦膜而此将相盏邻土荡粒连湿结起工来的唇连结淹形式蛙，又屯叫水腔胶连待结，悔这种竞连结烈在一匹般粘她性土娘中普生遍存医在。4．冰连昌结二、盟土的施结构缴类型（一酷）巨洲粒土仁与粗誉粒土悲的结仍构类伶型粗粒抬土的旺结构询主要疑为单粒悉结构。根漠据颗可粒间匙的排滩列接逗触关锦系可繁分为松散嫌结构和密实套结构。由于六粗、弓细颗圾粒含葡量的怒不同靠，有粗石新状结纳构和假斑葬状结狗构两种济不同贩的结纳构形晌态。粗石坑状结愿构的土滔具有束较高势的强黑度，扮而其何透水牵性则预取决佣于粒驼间孔欣隙的肆充填的程度席及充湖填物沟的性弦质。假斑援状结糠构土的脸性质宣主要予取决瘦于组佛成土竭的细葵粒物狱质的馆特点番。（二圾）细载粒土闲的结圾构类胀型细粒联土颗进粒细观小，予细粒虾土一较般为团聚婆结构（海棍绵状唯结构您或蜂多窝状姥结构钢）。细粒饰土的扮团聚洋结构驶按土疼粒均券匀与膀否可荷分为币均粒托和非好均粒钥两种贼类型言。均粒清团聚摔结构又分表为蜂束窝状气和絮浩状结识构。非均尝粒团续聚结淘构是由翼粉粒阀和砂歼粒之承间充博满粘堪粒团谨聚体微所形所成的眨结构馒。三、尊粘性贝土的怎灵敏产度和降触变名性土的序灵敏泥度：以师同一舞种土迟的原找状土市强度烂与经右过重斤塑（老含水晃量不项变、恐土的勾结构高彻底甚破坏照）后座的强跳度之掀比。土的搂触变琴性：当跟扰动引停止字后，退饱和誉粘性赏土的翼抗剪身强度呜随时片间而警逐渐普增大械的性严质。实验微安排实验未A郑组胞B组窝地点1苍10茄月1携3号筹3-绒4秤10垦月1财4号醉7-巷8仪水-被11贴12扒10报月2浙7号须3-厦4镇10辱月2唇8号阴7-莲8思水-脸11在13诱11拌月3材号3望-4熄11永月4留号7涂-8夏水-袋11基