2 第一章 土物质组成与结构、构造.ppt

文档介绍：2_第一章_土物质组成与结构、构造
第一章 土的物质组成与结构、构造
第一节 土的粒度成分
第二节 土的矿物成分
第三节 土中的水和气体
第四节 土的结构和构造
第一章 土的物质组成与结构、构造
土是地壳表面最主三、土按粒度成分分类
砾粒组质量多于总质量的50%的土称砾类土，砾粒组质量少于或等于总质量50%的土称砂类土。
根据细粒含量，砾类土又细分为砾、含细粒土砾和细粒土质砾；
砂类土又细分为砂、含细粒土砂和细粒土质砂：
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
一、土中矿物类型及特性
第二节 土的矿物成分
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，胀缩性亦强；
伊利石（水云母）的性质介于二者之间。
蒙脱石
伊利石
高岭石
蒙 脱 石
二、矿物成分与粒度成分的关系
第二节 土的矿物成分
一、土中水的类型与特性
土中的水
矿物成分水
重力水
毛细水
土孔隙中水
弱结合水
强结合水
结晶水
沸石水
结构水
结合水
非结合水
液态水
气态水
固态水
第三节 土中的水和气体
土的孔隙中有水，水分子为极性分子，由带正电荷的氢原子和带负电荷的氧原子组成。粘土表面带负电荷，在土粒周围形成电场，吸引水分子带正电荷的氢原子一端，使其定向排列，形成结合水膜，如右图所示：
⑴强结合水(吸着水)
结合水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面成薄膜状的水，不服从静水力学规律，其冰点低于零度。结合水又分为强结合水和弱结合水。
由粘土表面的电分子力牢固地吸引的水分子紧靠土粒表面，厚度只有几个水分子厚，。其吸附力高达几千个大气压。它没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，在＞105℃时才蒸发。其性质接近于固体，～，冰点为－78℃，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。
1、结合水
⑵弱结合水(薄膜水)
紧靠强结合水的外围形成的一层结合水膜称弱结合水，也是由粘土表面的电分子力吸引的水分子，～,仍不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水会向邻近较薄的水膜转移。
此部分水对粘性土影响最大，当粘土中含有较多的弱结合水时，因其比表面较大而具有一定的可塑性；砂土比表面较小，几乎无可塑性。
2、自由水
此种水离土粒较远，在土粒表面的电场作用以外的水分子自由散乱地排列。与普通水无异，受重力支配，冰点为零度，能传递静水压力并具有溶解能力。自由水包括重力水和毛细水两种。
⑴重力水
位于地下水位以下，在重力或压力差作用下透过土体而流动，对土粒及结构物具有浮力作用。重力水对土中的应力状态和开挖基槽、基坑以及修筑地下构筑物时所应采取的排水、防水措施有着重要的影响。
⑵毛细水
位于地下水位以上，受毛细作用(表面张力)而上升，形成毛细水上升带，其上升的高度视土粒的大小而不同，一般粘土中为5～6m，砂土小于2m，粒径大于2mm的土粒无毛细现象。极细小的孔隙，土粒周围有可能被结合水充满，亦无毛细现象。～。
⑵毛细水
当土孔隙中存在局部毛细水时毛细水的弯液面和土的接触处的表面张力反作用于土粒，使土粒之间由于这种毛细压力而挤紧，（土因而具有微弱的粘聚力，称为毛细粘聚力。在施工现场常常可以看到稍湿状态的砂堆，能保持垂直陡壁达几十厘米高而不坍落，就是因为砂粒间具有毛细粘聚力的缘故。
毛细水上升到地表会引起沼泽化、盐渍化，而且还会使地基润湿、降低强度，增大变形量。
如土中存在有毛细水，在工程中必须注意建筑物的防潮措施，以及地基土的浸湿和冻胀。
二、土中的气体
土中的气体成分以O2、CO2及N2为主，此外尚有CH4、H2S等，基本上与大气的成分相一致，但含量和大气有很大的差别。土粒对气体的吸附强度依次为CO2>N2>O2>H2，因而导致CO2在土中相对含量可高达10%，%。
土中气体按存在状态分为吸附气、游离气和