1、第一章第二節(jié) 土的組成,,地基與基礎,,課前任務,1、飽和土、干土2、粒徑、粒組3、土的級配、級配不良、級配良好4、原生礦物、次生礦物5、結合水6、土中的氣體有哪兩種,,土的組成,第二節(jié) 土的組成,一、土中固相二、土中液相 三、土中氣相,,土的三相性,二相體系：飽和土、干土,,土的三相性,,土的三相性,土體三相比例不同，土的狀態(tài)和工程性質也隨之各異，例如： 固體+氣體（液體=0）為干土，此時粘土呈堅硬狀態(tài)，

2、 砂土呈松散狀態(tài)； 固體+液體+氣體為濕土，此時粘土多為可塑狀態(tài)； 固體+液體（氣體=0）為飽和土，此時粉細砂或粉土遇強烈地震，可能產(chǎn)生液化，而使工程遭受破壞；粘土地基受建筑物荷載作用發(fā)生沉降需幾十年才能穩(wěn)定。,,土中固相,土的固相構成土的骨架是土的主體是決定土的工程性質的主要成分,,粒組的劃分,1.土粒粒度與粒組基本概念：粒度（土粒的大小，以粒徑來表示）粒組（介于一定粒度范圍內(nèi)的土粒）---6大粒組,粒組的劃分,粒組的劃分

3、,粒組的劃分,顆粒分析試驗概念：土粒的大小及其組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量（指土樣各粒組的質量占土?？傎|量的百分數(shù)）來表示，稱為土的粒度成分或顆粒級配。常用測定方法：篩分法、密度計法（沉降分析法、移液管法）,顆粒級配,篩分法（d>0.075mm的土）,顆粒級配,顆粒級配,沉降分析法（d<0.075mm的土）,重要知識點：3.粒度成分分布曲線----級配,由級配曲線可以直觀地判斷土中各粒組的含量情況，如果曲

4、線陡峻(曲線C)，表示土粒大小均勻，級配不好；反之，曲線平緩（曲線B），則表示土粒大小不均勻，但級配良好。,顆粒級配,問題：為什么要選擇級配良好的土？級配良好的土，較粗顆粒間的孔隙被較細的顆粒所填充，這一連鎖充填效應，使得土的密實度較好。此時，地基土的強度和穩(wěn)定性較好，透水性和壓縮性也較小。作為填方工程的建筑材料，比較容易獲得較大的密實度。,顆粒級配,確定顆粒級配的兩個定量指標：不均勻系數(shù)CuCu越大，表示粒度的分布范圍越大，

5、土粒愈不均勻，其級配愈良好。Cu10 級配良好。曲率系數(shù)Cc,顆粒級配,顆粒級配,,,（三）土粒的礦物成分1.原生礦物 原生礦物是巖石經(jīng)物理風化破碎但成分沒有發(fā)生變化的礦物碎屑。常見的原生礦物有石英、長石、云母、角閃石、輝石、橄欖石、石榴石等。2.次生礦物 原生礦物經(jīng)化學風化形成的新礦物。組成土的這類礦物主要有：黏土礦物（蒙脫石、伊利石、高嶺石）、可溶鹽、無定形氧化物膠體。,,蒙 脫 石,硅片的結構

6、,,鋁片的結構,粘土礦物的晶格構造,高嶺石,蒙脫石,伊利石,?！　奖缺砻娣e脹 縮 性滲 透 性強　　度壓 縮 性,大10-20m2/g小大大小,中80-100m2/g中中中中,小800m2/g大小小大,比表面積 ：單位質量土顆粒所擁有的總表面積,9克蒙脫土的總表面積大約與一個足球場一樣大,比表面積,固體有一定的幾何外形，借通常的儀器和計算可求得其表面積。但粉末或多孔性物質表面積的測定

7、較困難，它們不僅具有不規(guī)則的外表面，還有復雜的內(nèi)表面。通常稱1g固體所占有的總表面積為該物質的比表面積S (specific surface area,㎡/g)。 多孔物比表面積的測量，無論在科研還是工業(yè)生產(chǎn)中都具有十分重要的意義。一般比表面積大、活性大的多孔物，吸附能力強。 測定比表面積方法有氣體吸附法和溶液吸附法兩類。,25,３.有機質 在自然界一般土，特別是淤泥質土中，通常都含有一定數(shù)量的有機質，當其在黏性土中的含量達

8、到或超過5％(在砂土中的含量達到或超過3％)時，就開始對土的工程性質具有顯著的影響。,二、土中液相土中水的概念,,27,1.結合水 結合水是指受分子引力、靜電引力吸附于土粒表面的土中水。 1）強結合水 土粒的靜電引力強度是隨離開土粒表面的距離增大而減弱的，靠近土粒表面的水分子，受到土粒的強烈吸引(可達1000～2000MPa)，而失去自由活動能力，整齊地排列起來。這部分水稱為強結合水，又叫吸著水。

9、2）弱結合水 距離土粒表面稍遠的水分子，受到土粒的吸引力減弱，有部分活動能力，排列疏松不整齊，這部分水叫弱結合水，又叫薄膜水。,結合水,排列致密、定向性強 密度>1g/cm3 冰點處于零下幾十度 具有固體的的特性 溫度高于100°C時可蒸發(fā),強結合水,位于強結合水之外，電場引 力作用范圍之內(nèi) 外力作用下可以移動 不因重力而移動，有粘滯性,弱結合水,,,29,3.自由水（非結合水

10、） －－為土?？紫吨谐鐾亮１砻骒o電引力作用范圍的一般液態(tài)水。 1）毛細水－－由于毛細作用保持在土的毛細孔隙中的地下水。 2）重力水(或稱自由水)－－存在于較粗大孔隙中，具有自由活動能力，在重力作用下流動的水，為普通液態(tài)水。（對土粒有浮力作用） 3）*氣態(tài)水和固態(tài)水* 氣態(tài)水以水汽狀態(tài)存在，嚴格地講應屬土的氣相部分。固態(tài)水就是冰，以冰夾層、冰透鏡體和細小冰晶等形式存在于土中。,30

11、,三、土中氣 存在于土孔隙中未被水所占據(jù)的部位。 與大氣相連通、封閉氣泡。 主要有：空氣、水蒸氣、沼氣,31,1.4 粘土顆粒與水的相互作用,粘土礦物是很細小的扁平顆粒，顆粒表面具有很強的與水相互作用的能力，表面積愈大，這種能力就愈強。比表面粘土顆粒本身帶有一定量的負電荷概念：電泳、電滲地基處理方法：電滲排水法,32,雙電層概念擴散層厚度大，土的塑性就大，膨脹與收縮性也大。改良土質,作 業(yè),