第章 土的組成

土力學(xué)

SoilMechanics中國礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院第2章土的組成本章內(nèi)容●土的生成●土的三相組成●粘土顆粒與水的相互作用●土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造土的固體顆粒土的礦物成分黏土礦物結(jié)晶結(jié)構(gòu)土粒粒組土的顆粒級(jí)配及級(jí)配試驗(yàn)土中水結(jié)合水自由水土中氣§2.1概述土的生成

地球表面的巖石經(jīng)過風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積作用

形成的松散沉積物，稱為“土”。什么是土？土的三大特點(diǎn)？什么是土力學(xué)？土力學(xué)研究的兩大主要問題？風(fēng)化類型:影響土顆粒的粒徑大小、礦物成分物理風(fēng)化——原生礦物（同母巖）化學(xué)風(fēng)化——次生礦物（不同于母巖）生物風(fēng)化——兼有物理作用、化學(xué)作用兩種過程搬運(yùn)方式與沉積環(huán)境:影響土的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造搬運(yùn)方式——水力、風(fēng)力、冰川流動(dòng)搬運(yùn)沉積環(huán)境——山坡、河流、湖沼、海相沉積

2.2土的固體顆粒2.2.1礦物成分原生礦物定義：母巖受物理風(fēng)化(過程)產(chǎn)生的礦物常見：石英、長(zhǎng)石、云母等特點(diǎn)：成分與母巖相同；顆粒較大；性質(zhì)穩(wěn)定；是構(gòu)成粗顆粒土(碎石土、砂土)的主要成分次生礦物定義：母巖受化學(xué)風(fēng)化(過程)作用產(chǎn)生的礦物常見：粘土礦物(高嶺石、蒙脫石、伊利石)特點(diǎn)：成分與母巖不同；顆粒小，比表面積大，具有烈的親水性；是構(gòu)成細(xì)顆粒土(粉土、粘土)的主要成分。

2.2土的固體顆粒2.2.1礦物成分原生礦物次生礦物2.2.2黏土礦物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和親水性粘土礦物的構(gòu)造主要由兩種晶片（原子層）構(gòu)成

硅氧晶片基本單元為Si-0四面體

鋁氫氧晶片基本單元為Al-0H八面體

*研究粘土礦物的實(shí)際工程意義：2.2.3土粒粒組粒組：大小界于一定范圍的土顆粒，礦物成分、性質(zhì)通常

較接近，可歸分為一組，稱為“粒組”（或“粒級(jí)”）。國內(nèi)劃分粒組的方法：d<0.005粘粒0.005<d<0.075粉粒0.075<d<2砂粒2<d<60圓礫（角礫）60<d<200卵石（碎石）d>200漂石（塊石）注意：根據(jù)工程需要，各粒組可進(jìn)一步劃分成若干“亞組”。2.2.4土的顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配

顆粒級(jí)配試驗(yàn)篩分法沉降分析法土中不同粒徑的土顆粒的相對(duì)含量，用各粒組所占土的總質(zhì)量的百分比表示，稱為“顆粒級(jí)配”。適用范圍：≥0.075mm的粗粒土。

測(cè)定：用具有11個(gè)孔徑的一套標(biāo)準(zhǔn)篩0.075、0.1、0.25、0.5、1、2、5、10、20、40、60（mm）。2.2.4土的顆粒級(jí)配

顆粒級(jí)配試驗(yàn)篩分法顆粒級(jí)配曲線橫軸：粒徑（對(duì)數(shù)坐標(biāo),越靠右粒徑越小）縱軸：小于某粒徑的土粒在土樣中所占質(zhì)量百分比沉降分析法適用范圍：粒徑＜0.075mm的細(xì)粒土

測(cè)定：用密度計(jì)（比重計(jì)）或移液管（吸管法）

原理：

Stokes定律

Grainsizeaccumulationcurve級(jí)配性指標(biāo)不均勻系數(shù)(uniformitycoefficient):不均勻系數(shù)反映顆粒的不均勻程度:越大，表明粒徑差別越大，土越不均勻；越小，表明粒徑差別越小，土越均勻。縱坐標(biāo)10%、60%所對(duì)應(yīng)的土顆粒粒徑

曲率系數(shù):

曲率系數(shù)反映粒徑是否存在缺失越大，說明接近,表明~之間的土顆粒占優(yōu);越小，說明接近,表明~之間的土顆粒占優(yōu);土的級(jí)配性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)且，級(jí)配良好；或或，級(jí)配不良。級(jí)配與地基承載力的關(guān)系是：

級(jí)配良好的土可獲得較高的密實(shí)度，作為地基有較高的地基承載力。土中水結(jié)合水自由水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水重力水毛細(xì)水固態(tài)水：液態(tài)水：氣態(tài)水：包括固態(tài)冰、礦物內(nèi)部結(jié)晶水。如石膏加入水泥熟化的生成物：2.3.1土中水結(jié)合傾水受土錘粒表節(jié)面電逃場(chǎng)作蛙用而喜呈定稍向排吩列的棚水。強(qiáng)結(jié)貼合水稠(吸遷附水閣)定義晴:靠直接射被吸坦附在婆土顆甩粒表擋面的摔一層西水特點(diǎn)堵：不敘傳遞線靜水蠶壓力烏;不烘受重輪力作占用;配不溶胃解鹽堂;蒸商發(fā)溫度繭10績(jī)5泳℃;盛冰點(diǎn)層-7躲8℃紡;具勺有強(qiáng)釋大粘弱滯性陷、彈幻玉性峰及抗購剪強(qiáng)摸度.砂土槽中<如1%瘡，粘滑性土牙可達(dá)街10談-2矛0%弱結(jié)績(jī)合水蹲(薄瓜膜水肝)定義笑：處堆于強(qiáng)把結(jié)合瞞水外鹽圍的憤結(jié)合憲水特點(diǎn)央：不付傳遞測(cè)靜水恐壓力瘋;不裹受重租力作機(jī)用;板具有莊較強(qiáng)優(yōu)粘滯林性、彈性站及抗此剪強(qiáng)感度;毛薄膜你水可元轉(zhuǎn)移竹（使憑土呈墾塑性襪）.注意繞：薄孤膜水粱含量房誠在壓具力、撥溫度化、浸馬濕、朱干燥廉等外煉部環(huán)境條筐件改部變會(huì)棄發(fā)生辮變化呈,引央起土習(xí)的物現(xiàn)理狀吧態(tài)變腥化。砂土關(guān)中<漲10或%，型粘性例土可嚷達(dá)3糟0-赤40紙%自由柳水位于遣土顆解粒電市場(chǎng)范患圍之面外的椅水。重力名水:定義去：地瞇下水賊位以棗下，陽受重豆力作潑用可刺自由亮移動(dòng)森的水特點(diǎn)縮慧：工輛程中系主要忘關(guān)注伐對(duì)象面，如驗(yàn)滲流匪、孔手隙水栽壓力叫問題鉤。重力爹水對(duì)捏土的號(hào)強(qiáng)度抗、變局形等上均具討有重烤要的得影響刮。毛細(xì)跟水:定義識(shí)：地桌下水愛位以拿上，汗受水們、空妹氣界雹面張混力作平用而屬上升妥并存這在于番土體誘孔隙蜜中的精水。特點(diǎn)嘗：毛切細(xì)水得上升靜導(dǎo)致薄地表享沼漬兩、鹽額漬化陳；導(dǎo)掀致地洗基浸蠅潤(rùn)、燭強(qiáng)度兼降低質(zhì)、沉筍降增穗加；解寒冷哲地區(qū)傾加劇飽凍脹帥。注意材：毛劑細(xì)水京多存承在于梁細(xì)砂尖土、縮慧粉土?xí)缁蚍蹌┵|(zhì)粘歪土中為。土嶼顆粒喝過大老或過紫小均爺不易優(yōu)出現(xiàn)取毛細(xì)輔水。土中殃氣體自由和氣體與大茄氣相叫通，凱土體確受壓盈時(shí)排兔出，濱對(duì)工糖程無付影響渠。封閉氣體——忽四周際為土燒顆粒靈和水和大勺氣隔熄絕，椒受壓侄時(shí)氣慶泡縮活小。瓶多存膜在于炒粘性雞土中黃，踐封閉俊氣泡阻塞欣水的紗滲流綢通道鈔，降低哥滲透揮性并氣增大票土體爐的歷壓縮暈性。體積忽與壓假力有環(huán)關(guān)，怎增加望土的慌彈性丙.粘土白顆粒警與水辛的相溝互作內(nèi)用18麻07年列模依斯熊（Ru貸es柱s)通過詠實(shí)驗(yàn)貴證明恩粘土酬顆粒派是帶杯電的廚。1）詞粘土涌顆粒啟表面朱的帶暈電現(xiàn)掘象：2）繞雙電盆層與采擴(kuò)散墊層概松念帶有宰負(fù)電硬荷的赴土粒勵(lì)與水槍相互斤作用猶時(shí)，擠在其世周圍顆產(chǎn)生演電場(chǎng)增。在吩電場(chǎng)綿作用針下，齊水是漫極性辭分子摸，連均同溶自液中者的陽遺離子鹽被吸月引在劣固體福顆粒掠周圍觀做定屑向排兇列。*沸固定旗層牢固漲的吸恒附水湯化離杜子和咸陽離號(hào)子*宮擴(kuò)散扣層靜電鼠引力緒弱，擁水化哨離子阿、陽屋離子娘活動(dòng)慣性大掏些。*詞雙電刑層固定夢(mèng)層和銳擴(kuò)散景層中岡所含堪的陽儉離子（反碧離子射）與詞土粒即表面朋負(fù)電慨荷一襖起構(gòu)蒸成雙丑電層施。3）徑影響悔擴(kuò)散位層的紅因素§2棚.5土的劑結(jié)構(gòu)替和構(gòu)鼓造結(jié)構(gòu)紅性：原狀殊土具任有一炭定的鳥強(qiáng)度紫，但暮受擾負(fù)動(dòng)后犁，其卸強(qiáng)度悶急劇炸降低腦，且推壓縮川性增謀大的呼現(xiàn)象柄稱為局土的呢結(jié)構(gòu)支性。靈敏喪度：衡楚量土代的結(jié)額構(gòu)性鳴強(qiáng)弱梳的指孕標(biāo)，衛(wèi)粘性盜土靈東敏度孫劃分承的依料據(jù)。結(jié)構(gòu)萄性愈圍強(qiáng)的麥土，執(zhí)靈敏謠度愈悅大。酸（一往般1合~1繳6）觸變魯性：粘性巨土受扁擾動(dòng)攝后強(qiáng)撥度降避低，搜停止霞擾動(dòng)水后，期強(qiáng)度滴又殺隨學(xué)時(shí)間醉逐漸減增長(zhǎng)距的性摩質(zhì)稱屋為土莫的觸逢變性癥。含細(xì)標(biāo)粘粒茅的粘蛾性土煤結(jié)構(gòu)吳性的葉重要型原因土的開結(jié)構(gòu)土顆迫粒之零間的辰相互尺排列始及連時(shí)接方罰式（微太觀）土的睬結(jié)構(gòu)村類型單粒前結(jié)構(gòu)：穩(wěn)定厚結(jié)構(gòu)謎，粗爬顆?？贤恋膹B結(jié)構(gòu)疏形式蜂窩態(tài)結(jié)構(gòu)：粉腎粒（萄0.災(zāi)07漢5-酷--眼0.釣00趣5mm酷）絮狀呆結(jié)構(gòu)舞（二劃級(jí)蜂毯窩結(jié)逆構(gòu)）：粘豬粒或應(yīng)膠粒置，高壓弄縮性熟、低賽強(qiáng)度吵，粘散性土噸的主乓要結(jié)廊構(gòu)形局式，超該類炊土一秀般具次有結(jié)填構(gòu)性土的故構(gòu)造同一倒土層消中性蒜質(zhì)相窄近的蔥土顆缸?；蛩w粒警集合習(xí)體相嫁互間注的特鉤征（暈宏觀舒）層理醒構(gòu)造分散乎構(gòu)造裂隙嗎構(gòu)造結(jié)核紹狀構(gòu)任造研究徑土的鉆結(jié)構(gòu)卡和構(gòu)紀(jì)造的糾工程剃意義結(jié)構(gòu)之和構(gòu)翠造直勤接影娃響著覆土的暖物理劑力學(xué)艦性質(zhì)琴結(jié)譜構(gòu)和竭構(gòu)造壁不同清，地逼基的聾承載芝力不脅同。如：潤(rùn)無粘袍性土離的單草粒結(jié)螺構(gòu)：富緊肚密單