土的三相组成.pdf

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1、土的三相组成…4土的形成自然界的土是由岩石经风化、搬运、堆积而形成的。“土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木工程领域而言，土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物。土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的强弱。物理风化——指岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，温度湿度的变化、不均匀膨胀与收缩，使岩石产生裂隙，崩解为碎块。这种风化仅改变颗粒大小与形状，不改变原来矿物成分。生成的土呈松散状态，无粘性土。化学风化——指岩石碎屑与空气、水和各种水溶液相接触，经氧化、碳化和水化作用，改变原来矿物成分，形成新的矿物(次生矿物)。生成的土为细粒土，粘性土。生物风化——由动物、植物和人类对岩体

2、的破坏称生物风化。土的三相组成…5土的三相组成…6土的固体颗粒土是岩石风化的产物。因此土粒的矿物组成将取决于成土母岩的矿物组成及其后的风化作用。成土矿物可分为两大类：原生矿物次生矿物◇由岩石经物理风化生成的◇由原生矿物经化学风化生成的新矿物◇颗粒成分与母岩的相同◇它的成分成分与母岩的完全不同◇常见的有石英、长石和云母◇有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物◇颗粒较粗，多呈浑圆形状◇颗粒极细，且多呈片状◇吸附水的能力弱，无塑性◇性质活泼，吸附水能力强，具塑性水溶盐可溶性次生矿物。常见的有岩盐、钾盐、石膏、方解石，硫酸盐类还对金属和混凝土有一定的腐蚀作用。有机质动植物分解后的残骸，称为腐殖

3、质。其颗粒极细，粒径小于0.1m，呈凝胶状，带有电荷，具极强的吸附性。土的三相组成…7土的三相组成…8土的颗粒级配1.土颗粒的大小直接决定土的性质；2.粒径——颗粒直径大小，界限粒径——划分粒组的分界尺寸。3.粒组——将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归并为若干组别即称为粒组。4.颗粒级配——土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。级配的测定方法筛分法(>0.075mm)比重计法(<0.075mm)土的三相组成…9粒组名称粒径范围一般特征漂石、块石颗粒>200渗透性很大、无粘性、无毛细水。碎石、卵石颗粒20～200渗透性很大、无粘性、毛细

4、水上升高度不圆砾、角砾颗粒2～20超过粒径大小。易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，而压缩性增加；无粘性，遇水不膨胀，干砂粒0.075～2燥时松散，毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大。透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小，粉粒0.005～0.075干时稍有收缩，毛细水上升高度较大较快，极易出现冻胀现象。透水性很小，湿时有粘性、可塑性，遇水粘粒<0.005膨胀大，干时收缩显著，毛细水上升高度大，但速度较慢。土的三相组成…10粒度成分表示法——表格法(教材p5表1-2)粒度成分表示法——级配曲线(教材p6图1-1)颗粒分析试验结果，绘制图的粒径级配曲线。用半对数坐标绘制。纵坐标表示

5、小于某粒径的土重占总土重的百分数，横坐标用对数坐标表示土的粒径。d60①不均匀系数定义为（Cu）Cud102dC30②曲率系数定义为（Cc）cdd1060式中，d60—限定粒径。当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时，相应的粒径称为d60；d10—有效粒径。当小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时，相应的粒径称为d10；d30—当小于某粒径的土粒质量累计百分数30%时的粒径用d表示。30土的三相组成…11不均匀系数Cu反映大小不同粒组的分布情况。Cu越大表示土粒大小的分布范围越大、其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。曲率系数Cc描写累积曲线的

6、分布范围，反映曲线的整体形状。曲线平缓，粒径大小相差悬殊，土粒不均匀。颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。对于级配良好（Cu>10，且Cc=1~3)的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的强度和稳定性也较好．透水性和压缩性也较小，可用作堤坝或其它土建工程的填方土料。Cu<5的土称为匀粒土，级配不良土的三相组成…12土粒的形状土粒形状对于土的密实度和土的强度有显著的影响，棱角状的颗粒能形成比较稳定的结构，强度较高；磨圆度好的颗粒之间容易滑动，土体的稳定性比较差。描述土粒的形状一般用肉眼观察鉴别的方法。6VAC体积系数Vc3形状系数F2

7、dBm式中V——土粒体积，mm3；d——土粒的最大粒径，mm。mA、B、C——分别为土粒的最大、中间和最小粒径。土的三相组成…13土中水土中水处于不同位置和温度条件下，可具有不同的物理状态——固态、液态、气态。液态水是土中孔隙水的主要存在状态，因其受土粒表面双电层影响程度的不同可分为结合水、毛细水、重力水。后两者也称为非结合水（自由水）。水的类型主要作用力结合水物理化学力毛细水表面张力和重力非结合水重力水重力土的三相组成…14结合水土颗粒表面带有一定的电荷，当土粒与水相接触时，由