工程地质学-第四章-土和土体的工程地质性质-2-土的三相课件.ppt

第二节第二节 土中的固体、液体和气体土中的固体、液体和气体原生矿物次生矿物有机质不可溶的 可溶的 腐植质 泥炭 粘土矿物 倍半氧化物 次生氧化物 难溶盐中溶盐 易溶盐 矿物原生矿物原生矿物 石英石英、长石长石、云母云母等次生矿物次生矿物 主要是主要是粘土矿物，包括三种类型粘土矿物，包括三种类型 高岭石高岭石、伊里石伊里石、蒙脱石蒙脱石粘土矿物粘土矿物:由硅片和铝片构成的晶包所组合而成由硅片和铝片构成的晶包所组合而成矿物蒙 脱 石粘土矿物高岭石伊利石蒙脱石硅片的结构硅片的结构铝片的结构铝片的结构颗粒形状原生矿物原生矿物 圆状、浑圆状、棱角圆状、浑圆状、棱角状状次生矿物次生矿物 针状、片状、扁平状针状、片状、扁平状土中的水结晶水 沸石水 土中水矿物成分水 孔隙中的水 液态水 固态水 气态水 结合水 非结合水 强结合水 弱结合水 毛细水 重力水 强结合水强结合水 排列致密、定向性强排列致密、定向性强 密度密度1g/cm1g/cm3 3 冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度 具有固体的的特性具有固体的的特性 温度高于温度高于100100C C时可蒸发时可蒸发弱结合水弱结合水 位于强结合水之外，电场引位于强结合水之外，电场引 力作用范围之内力作用范围之内 外力作用下可以移动外力作用下可以移动 不因重力而移动，有粘滞性不因重力而移动，有粘滞性结合水分布在土粒内部相互贯通分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连不一、直径互异、彼此连通的毛细管通的毛细管毛细水毛细水土中毛细现象土中毛细现象分析对象分析对象:水柱水柱r2hcw=2rTcos 上升高度上升高度:毛细升高与孔径成反比毛细升高与孔径成反比粘土粘土粉土粉土砂土砂土砾石砾石毛细压力毛细压力2rTcos+ucr2 =0 假定假定=0,毛细压力毛细压力 非饱和土中毛细张力影响非饱和土中毛细张力影响对砂土强度的影响对砂土强度的影响:毛细边角毛细边角水水,假凝聚力假凝聚力分析对象分析对象:水膜水膜土中的气体土中气体气体来源气体分类(1)空气(2)生物化学作用(3)化学反应(1)吸附气体(2)溶解气体(3)密闭气体(4)自由气体 第三节第三节 土的结构和构造土的结构和构造土的结构土颗粒之间的相互排列和连续形式，称为土的结构。单粒结构 蜂窝结构絮状结构 粗颗粒土，如卵石、砂等.密实的单粒结构土的工程性质最好 蜂窝状土工程性质较好 絮状结构土工程性质最差 粗粒土：单粒结构单粒结构：单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的单粒结构，自重作用下沉落形成的单粒结构，其特其特点点是土粒间存在点与点的接触。根据形是土粒间存在点与点的接触。根据形成条件不同，可分为疏松状态和密实状成条件不同，可分为疏松状态和密实状态态 蜂窝结构：蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大很多链环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构的蜂窝状结构 絮状结构：海水絮状结构：絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化轻，在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的絮状结构构 土的构造在一定土体中，结构相对均一的土层单元体的形态和组合特征，称为土的构造 层状构造 分散构造 结核状构造 裂隙状构造 土层由不同颜色，不同粒径的土组成层理，平原地区的层理通常为水平层理。层状构造是细粒土的一个重要特征。土层中土粒分布均匀，性质相近，如砂，卵石层为分散构造。在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核，如含礓石的粉质粘土，含砾石的冰碛土等。土体中有很多不连续的小裂隙，有的硬塑与坚硬状态的粘土为此种构造。