土力學(xué) 第二章課件

粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)第二章對粘性土進(jìn)行詳細(xì)解釋和定量描述本章特點:與前一章內(nèi)容緊密相關(guān)學(xué)習(xí)要點:

理清內(nèi)容間聯(lián)系§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)

§2.1鍵力的基本概念§2.2粘土礦物顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)§2.4粘性土工程性質(zhì)的利用和改良

§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)鍵力是指原子與原子之間或分子與分子之間的一種聯(lián)結(jié)力。鍵力主要有化學(xué)鍵、分子鍵和氫鍵三種。

§2.1鍵力的基本概念§2.1鍵力的基本概念§2.1鍵力的基本概念§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)原子間的化學(xué)鍵(也稱主鍵或高能鍵)包括離子鍵、共價鍵和金屬鍵三種。一種元素的原子失去其最外電子層中的一個成多個電子，成為陽離子，而另一種元素的原于則獲得一個或多個電子，成為陰離子。陽離子與陰離子間的靜電引力所形成的鍵力即離于鍵。離子鍵無方向性。一、化學(xué)鍵1.離于鍵原子與原子之間的聯(lián)結(jié)稱為化學(xué)鍵。是一種化學(xué)聯(lián)結(jié)?！?粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.1鍵力的基本概念2.共價鍵是兩個原子以共有的外層電子構(gòu)成聯(lián)結(jié)兩個氫原子聯(lián)結(jié)構(gòu)成一個氫分子兩個氯原子聯(lián)結(jié)構(gòu)成一個氯分子共價鍵是有方向性的，方向角稱為鍵角§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.1鍵力的基本概念3.金鍵金用鍵是由金屬的自由電子與金屬原子及離子組成的結(jié)晶格架之間的相互作用構(gòu)成。二、分子鍵§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.1鍵力的基本概念分子鍵也稱范德華鍵，該鍵力的出現(xiàn)與定向作用、誘導(dǎo)作用與分散作用有關(guān)。由中性(正負(fù)電荷相等)分子的正電荷與負(fù)電荷的分布不對稱形成極性分子，在極性分子間相反電荷的偶極端相互接近時的相互吸引力，即定向作用的范德華鍵力。其能量與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高，其能量就減小。§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)

§2.2鍵力的基本概念§2.2粘土礦物顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)§2.4粘性土工程性質(zhì)的利用和改良

硅片的結(jié)構(gòu)§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.2粘土礦物顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)粘土礦物的晶格構(gòu)造高嶺石蒙脫石伊利石粒徑比表面積脹縮性滲透性強度壓縮性大20-20m2/g小大大小中80-200m2/g中中中中小800m2/g大小小大比表面積：單位質(zhì)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§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.2粘土礦物顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)

顆粒形狀次生礦物

針狀、片狀、扁平狀§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.2粘土礦物顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)

§2.2鍵力的基本概念§2.2粘土礦物顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)

§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)

§2.4粘性土工程性質(zhì)的利用和改良

§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)粘土礦物的帶電性質(zhì)研究表明：粘土顆粒的表面電荷，凈電荷通常為負(fù)電荷結(jié)晶水礦物內(nèi)部的水

結(jié)合水吸附在土顆粒表面的水自由水電場引力作用范圍之外的水土中冰由自由水凍成，凍脹融陷土中水§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)自由水重力水毛細(xì)水在重力作用下可在土中自由流動存在于固氣之間在重力與表面張力作用下可在土粒間空隙中自由移動§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)土中毛細(xì)現(xiàn)象上升高度:πr2hcγw=2πrTcosα毛細(xì)水分布在土粒內(nèi)部相互貫通的孔隙可以看成許多形狀不一、直徑互異、彼此連通的毛細(xì)管毛細(xì)升高與孔徑成反比粘土粉土砂土礫石分析對象:

水柱§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.1鍵力的基本概念§2.2粘土礦物顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)§2.3粘土顆粒的膠體化學(xué)性質(zhì)§2.4粘性土工程性質(zhì)的利用和改良

§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.4粘性土工程性質(zhì)的利用和改良一、電滲排水和化學(xué)加固二、利用離子交換改良粘土的工程性質(zhì)三.粘土的結(jié)構(gòu)性粒間作用力形成環(huán)境排列形式礦物成分表面力、膠結(jié)力（斥力減小引力增加）片架結(jié)構(gòu)(凝聚結(jié)構(gòu))片堆結(jié)構(gòu)(分散結(jié)構(gòu))示意圖表面力、膠結(jié)力（粒間斥力占優(yōu)勢）淡水中沉積海水中沉積次生礦物次生礦物天然條件下，可能是多種組合，或者由一種結(jié)構(gòu)過渡向另一種結(jié)構(gòu)。面與面邊、角與面邊、角與邊§2粘性土的物理化學(xué)性質(zhì)§2.4粘性土工程性質(zhì)的利用和改良

反映粘性土結(jié)構(gòu)性的指標(biāo)相同含水量、密度2.

粘性土的靈敏度—

St

=原狀土結(jié)構(gòu)性相同含水量密度粉碎重塑重塑土強度降低St22-22-44-88-26>26粘性土不靈敏低靈敏中等靈敏靈敏很靈敏流動原狀土的無側(cè)限抗壓強度重塑土的無側(cè)限抗壓強度§2.4粘性土工