第二章黏性土的物理化学性质ppt课件.ppt
为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二章第二章 黏性土的物理化学性质黏性土的物理化学性质王王 亚亚 军军Physical and chemical properties of clay1为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益第二章第二章 黏性土的物理化学性质黏性土的物理化学性质黏性土与砂土黏性土与砂土黏性土与砂土黏性土与砂土性质显著不同性质显著不同性质显著不同性质显著不同原原原原因因因因黏粒粒组的含量黏粒粒组的含量黏粒粒组的含量黏粒粒组的含量与黏粒的矿物成分与黏粒的矿物成分与黏粒的矿物成分与黏粒的矿物成分uu黏粒粒组：黏粒粒组：黏粒粒组：黏粒粒组：粒径小于粒径小于粒径小于粒径小于0.005mm0.005mm0.005mm0.005mm的土粒。的土粒。的土粒。的土粒。uu矿物组分：矿物组分：矿物组分：矿物组分：主要是黏土矿物、少量其它碳主要是黏土矿物、少量其它碳主要是黏土矿物、少量其它碳主要是黏土矿物、少量其它碳酸盐矿物和有机物颗粒等。酸盐矿物和有机物颗粒等。酸盐矿物和有机物颗粒等。酸盐矿物和有机物颗粒等。uu黏土矿物颗粒特征：黏土矿物颗粒特征：黏土矿物颗粒特征：黏土矿物颗粒特征：比表面积大、颗粒之间以及颗粒比表面积大、颗粒之间以及颗粒比表面积大、颗粒之间以及颗粒比表面积大、颗粒之间以及颗粒与水之间的相互作用比较复杂，与水之间的相互作用比较复杂，与水之间的相互作用比较复杂，与水之间的相互作用比较复杂，使黏土的物理化学性质与其它土使黏土的物理化学性质与其它土使黏土的物理化学性质与其它土使黏土的物理化学性质与其它土存在较大的差别，如塑性、压缩存在较大的差别，如塑性、压缩存在较大的差别，如塑性、压缩存在较大的差别，如塑性、压缩性、强度等。性、强度等。性、强度等。性、强度等。黏土的物理化学性质特黏土的物理化学性质特黏土的物理化学性质特黏土的物理化学性质特殊与其殊与其殊与其殊与其键力键力键力键力有关有关有关有关单位质量土颗粒单位质量土颗粒单位质量土颗粒单位质量土颗粒所拥有的总表面所拥有的总表面所拥有的总表面所拥有的总表面积积积积为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 本章提要本章提要 本章特点本章特点 学习要点学习要点第二章第二章 黏性土的物理化学性质黏性土的物理化学性质键力的基本概念和黏土矿物结晶结构键力的基本概念和黏土矿物结晶结构黏土颗粒与介质的相互作用及其对黏黏土颗粒与介质的相互作用及其对黏土工程性质的影响土工程性质的影响 理论性较强，理论与工程实践结合理论性较强，理论与工程实践结合章节间联系紧密章节间联系紧密 理清各节间联系理清各节间联系 理论的把握理论的把握 注意对一些工程现象的理解注意对一些工程现象的理解3为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益本章主要内容本章主要内容2.1 健力的基本概念健力的基本概念2.2 黏土矿物颗粒的结晶结构黏土矿物颗粒的结晶结构2.3 黏土颗粒的胶体化学性质黏土颗粒的胶体化学性质2.4 黏性土工程性质的利用和改良黏性土工程性质的利用和改良4为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.1 键力的基本概念键力的基本概念 健力健力：指原子与原子之间或分子与分子之间的一种联结力。指原子与原子之间或分子与分子之间的一种联结力。健力健力化学健化学健氢健氢健分子健分子健离子健离子健共价健共价健金属健金属健介于主次健之间。氢介于主次健之间。氢原子核与其它带有负原子核与其它带有负电荷的原子间的相互电荷的原子间的相互吸引力。影响范围较吸引力。影响范围较小，联结能较大。小，联结能较大。也称范德华健、次键或也称范德华健、次键或低能健，指分子与分子低能健，指分子与分子之间的联结力。影响范之间的联结力。影响范围最大，联结能最小围最大，联结能最小不同元素的阳不同元素的阳离子和阴离子离子和阴离子之间的静电引之间的静电引力所形成的健力。力所形成的健力。构成新物质分子构成新物质分子同一元素的两个同一元素的两个原子以共有的外原子以共有的外电层电子联结而电层电子联结而成同一元素分子成同一元素分子的联结力的联结力金属元素通过自金属元素通过自由电子将金属原由电子将金属原子或离子联结成子或离子联结成金属晶格的力金属晶格的力也称主键或高能健，也称主键或高能健，指原子与原子之间的指原子与原子之间的联结力。影响范围最联结力。影响范围最小，联结能最大小，联结能最大为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益土粒本身的强度是由主键形成的，而土粒与土粒之间、土粒本身的强度是由主键形成的，而土粒与土粒之间、土粒与水分子之间的吸引力则由次键及氢健形成，粒间的联土粒与水分子之间的吸引力则由次键及氢健形成，粒间的联结力远比土粒本身的强度小。结力远比土粒本身的强度小。土体的强度主要取决于土土体的强度主要取决于土粒间的联结强度。粒间的联结强度。键力的强度与键力影响的范围成键力的强度与键力影响的范围成键力的强度与键力影响的范围成键力的强度与键力影响的范围成反比反比反比反比 键力的强度与影响范围示意图键力的强度与影响范围示意图为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.2 黏土矿物颗粒的结晶结构黏土矿物颗粒的结晶结构次次次次生生生生矿矿矿矿物物物物，大大大大都都都都属属属属硅硅硅硅酸酸酸酸盐盐盐盐。晶晶晶晶体体体体的的的的原原原原子子子子排排排排列列列列与与与与其其其其物理、化学性质关系密切。物理、化学性质关系密切。物理、化学性质关系密切。物理、化学性质关系密切。其其其其晶晶晶晶体体体体的的的的结结结结晶晶晶晶结结结结构构构构主主主主要要要要由由由由两两两两个个个个基基基基本本本本结结结结构构构构单单单单元元元元组组组组成成成成：硅氧四面体（硅片）硅氧四面体（硅片）硅氧四面体（硅片）硅氧四面体（硅片）和和和和氢氧化铝八面体（铝片）。氢氧化铝八面体（铝片）。氢氧化铝八面体（铝片）。氢氧化铝八面体（铝片）。黏黏黏黏土土土土矿矿矿矿物物物物是是是是一一一一种种种种复复复复合合合合的的的的铝铝铝铝-硅硅硅硅盐盐盐盐晶晶晶晶体体体体，颗颗颗颗粒粒粒粒呈呈呈呈片片片片状状状状，是是是是由由由由硅硅硅硅片片片片和和和和铝铝铝铝片片片片构构构构成成成成的的的的晶晶晶晶包包包包所所所所组组组组叠叠叠叠而而而而成成成成。据据据据其其其其组组组组叠叠叠叠方方方方式式式式不不不不同同同同，可可可可分分分分成成成成高高高高岭岭岭岭石石石石、伊伊伊伊利利利利石石石石和和和和蒙蒙蒙蒙脱脱脱脱石三种类型。石三种类型。石三种类型。石三种类型。7为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 硅片硅片 铝片铝片SiSi氧离子氧离子O2-硅离子硅离子Si4+硅硅-氧四面体氧四面体 硅片的结构硅片的结构 硅片简图硅片简图 硅片：硅片：硅片：硅片：一个硅原子一个硅原子一个硅原子一个硅原子和和和和四个氧原子四个氧原子四个氧原子四个氧原子以相等距离堆成四面体以相等距离堆成四面体以相等距离堆成四面体以相等距离堆成四面体形状，硅居其中央，氧占据四个顶点，四面体底面上的形状，硅居其中央，氧占据四个顶点，四面体底面上的形状，硅居其中央，氧占据四个顶点，四面体底面上的形状，硅居其中央，氧占据四个顶点，四面体底面上的三个氧被共用，以共价健的形式联结在一起，形成一个三个氧被共用，以共价健的形式联结在一起，形成一个三个氧被共用，以共价健的形式联结在一起，形成一个三个氧被共用，以共价健的形式联结在一起，形成一个顶尖向上的四面体片。顶尖向上的四面体片。顶尖向上的四面体片。顶尖向上的四面体片。u黏土矿物结构单元黏土矿物结构单元为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益铝片：铝片：六个氢氧离子六个氢氧离子围绕围绕一个铝离子一个铝离子构成的八面体。八面体构成的八面体。八面体中每个氢氧离子均为三个八面体共有，形成以八面体为单位中每个氢氧离子均为三个八面体共有，形成以八面体为单位的片状结构。的片状结构。OH1-铝离子铝离子Al3+铝铝-氢氧八面体氢氧八面体 铝片的结构铝片的结构 铝片简图铝片简图Al Al 硅片硅片 铝片铝片为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 硅氧四面体硅氧四面体硅氧四面体硅氧四面体和和和和铝氢氧八面体铝氢氧八面体铝氢氧八面体铝氢氧八面体这两种基本单元以这两种基本单元以这两种基本单元以这两种基本单元以不不不不同的比例组合堆叠同的比例组合堆叠同的比例组合堆叠同的比例组合堆叠，形成不同类型的，形成不同类型的，形成不同类型的，形成不同类型的黏土矿物黏土矿物黏土矿物黏土矿物。黏性土中常见的黏土矿物有黏性土中常见的黏土矿物有黏性土中常见的黏土矿物有黏性土中常见的黏土矿物有高岭石、伊利石高岭石、伊利石高岭石、伊利石高岭石、伊利石和和和和蒙脱蒙脱蒙脱蒙脱石石石石三大类。其结晶构造如下：三大类。其结晶构造如下：三大类。其结晶构造如下：三大类。其结晶构造如下：u黏土矿物结晶结构黏土矿物结晶结构黏土矿物结晶结构黏土矿物结晶结构 四面体片和八面体片之间四面体片和八面体片之间四面体片和八面体片之间四面体片和八面体片之间的键力是主键联结，但结构的键力是主键联结，但结构的键力是主键联结，但结构的键力是主键联结，但结构单位层之间的联结则比较薄单位层之间的联结则比较薄单位层之间的联结则比较薄单位层之间的联结则比较薄弱。当与周围介质接触时，弱。当与周围介质接触时，弱。当与周围介质接触时，弱。当与周围介质接触时，就会显示出不同的工程性质。就会显示出不同的工程性质。就会显示出不同的工程性质。就会显示出不同的工程性质。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益晶层间通过氢键联结，联结力强，晶晶层间通过氢键联结，联结力强，晶格不能自由活动，水难以进入晶格间格不能自由活动，水难以进入晶格间能组叠很多晶层，多达百个以上，成能组叠很多晶层，多达百个以上，成为一个颗粒。颗粒长宽约为一个颗粒。颗粒长宽约0.3-4 m，厚约厚约0.05-5 m。主要特征：颗粒较粗，亲水能力差主要特征：颗粒较粗，亲水能力差,不容易吸水膨胀和失水收缩。不容易吸水膨胀和失水收缩。u三种三种主要主要黏土矿物的黏土矿物的结晶构造：结晶构造：高岭石高岭石 蒙脱石蒙脱石 伊利石伊利石Si SiAl Al高岭高岭石微粒石微粒1:1的两的两层晶格层晶格结构结构为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益晶层间是晶层间是O2-对对O2-的连结，联结力很的连结，联结力很弱，水很容易进入晶层之间。弱，水很容易进入晶层之间。每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒大小约为大小约为0.1-1 m，厚约，厚约0.001-0.01 m。主要特征：颗粒细微，亲水能力强主要特征：颗粒细微，亲水能力强,具具有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性有显著的吸水膨胀、失水收缩的特性。2:1的三的三层晶格层晶格结构结构Si SiAl AlSi Si 高岭石高岭石 蒙脱石蒙脱石 伊利石伊利石u三种三种主要主要黏土矿物的黏土矿物的结晶构造：结晶构造：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益是云母在碱性介质中风化的产物。是云母在碱性介质中风化的产物。与蒙脱石相似，由两层硅片夹一层铝与蒙脱石相似，由两层硅片夹一层铝片所形成的三层结构，但晶层之间有片所形成的三层结构，但晶层之间有钾离子连结钾离子连结。主要特征：连结强度弱于高岭石而高主要特征：连结强度弱于高岭石而高于蒙脱石，其特征也介于两者之间。于蒙脱石，其特征也介于两者之间。2:1的三的三层晶格结层晶格结构构Si SiAl AlSi SiSi SiAl AlSi Si钾离子钾离子 高岭石高岭石 蒙脱石蒙脱石 伊利石伊利石u三种三种主要主要黏土矿物的黏土矿物的结晶构造：结晶构造：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益黏土矿物黏土矿物 小结：矿物晶体结构特征，决定了其与水相互作小结：矿物晶体结构特征，决定了其与水相互作用的形式，也就决定了黏性土的工程性质与含用的形式，也就决定了黏性土的工程性质与含水量的关系。水量的关系。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益高岭石高岭石（氢键联结）（氢键联结）黏土矿物的黏土矿物的晶格构造晶格构造蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石粒径粒径比表面积比表面积胀胀 缩缩 性性渗渗 透透 性性强度强度压压 缩缩 性性大大10-20m2/g小小大大大大小小中中80-100m2/g中中中中中中中中小小800m2/g大大小小小小大大9克蒙脱土的总表面积大约与一个足球场一样大为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益-+黏土颗粒黏土颗粒水分子水分子阳离子阳离子玻璃筒玻璃筒玻璃皿玻璃皿水位水位升高升高黏土粒黏土粒黏土膏黏土膏+-黏土的电泳和电渗现象黏土的电泳和电渗现象(列依斯列依斯,1807),1807)原因：黏土矿物的带电特性原因：黏土矿物的带电特性第三节第三节 黏土颗粒的胶体化学性质黏土颗粒的胶体化学性质研究表明：研究表明：黏土颗粒的表面有电荷，黏土颗粒的表面有电荷，净电荷通常为负电荷。净电荷通常为负电荷。在工程的应用？在工程的应用？电泳：电泳：电泳：电泳：在电场作用下，带有负在电场作用下，带有负在电场作用下，带有负在电场作用下，带有负电荷的黏土颗粒向阳极移动电荷的黏土颗粒向阳极移动电荷的黏土颗粒向阳极移动电荷的黏土颗粒向阳极移动的电动现象的电动现象的电动现象的电动现象电渗：电渗：电渗：电渗：在电场作用下，水分子在电场作用下，水分子在电场作用下，水分子在电场作用下，水分子及水化阳离子向阴极移动的及水化阳离子向阴极移动的及水化阳离子向阴极移动的及水化阳离子向阴极移动的电动现象电动现象电动现象电动现象为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一、黏土颗粒带电原因一、黏土颗粒带电原因 （1 1）边缘破键造成电荷的不平衡）边缘破键造成电荷的不平衡 （2 2）同晶离子置换作用）同晶离子置换作用 （3 3）水化解离作用）水化解离作用 （4 4）选择性吸附作用）选择性吸附作用性质相同或相近离子相互性质相同或相近离子相互吸附吸附所以，各种不同类型的黏土矿物，因其结晶结构所以，各种不同类型的黏土矿物，因其结晶结构不同，工程性质的差异也很大。参见表不同，工程性质的差异也很大。参见表2-1P292-1P29为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益土中水根据受颗粒表面静电引力的强土中水根据受颗粒表面静电引力的强弱，可划分为：弱，可划分为：结合水结合水 吸附在土颗粒表面的水吸附在土颗粒表面的水强结合水、弱结合水强结合水、弱结合水自由水自由水 电场引力作用范围之外电场引力作用范围之外的水的水二二.双电层的概念双电层的概念土中水土中水（液相液相）黏土矿物晶格构造不同，对工程性质的影响，本质上是这黏土矿物晶格构造不同，对工程性质的影响，本质上是这黏土矿物晶格构造不同，对工程性质的影响，本质上是这黏土矿物晶格构造不同，对工程性质的影响，本质上是这些矿物的颗粒与土中水相互作用的反映。土中水与固体颗粒之些矿物的颗粒与土中水相互作用的反映。土中水与固体颗粒之些矿物的颗粒与土中水相互作用的反映。土中水与固体颗粒之些矿物的颗粒与土中水相互作用的反映。土中水与固体颗粒之间并不是机械地混合，而是有机地参加土的结构，是一种复杂间并不是机械地混合，而是有机地参加土的结构，是一种复杂间并不是机械地混合，而是有机地参加土的结构，是一种复杂间并不是机械地混合，而是有机地参加土的结构，是一种复杂的物理化学作用。土的性质不仅取决于水的绝对含量，而且取的物理化学作用。土的性质不仅取决于水的绝对含量，而且取的物理化学作用。土的性质不仅取决于水的绝对含量，而且取的物理化学作用。土的性质不仅取决于水的绝对含量，而且取决于水的形态、结构以及介质的物理条件及化学成分。决于水的形态、结构以及介质的物理条件及化学成分。决于水的形态、结构以及介质的物理条件及化学成分。决于水的形态、结构以及介质的物理条件及化学成分。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益-强结合水：（吸附层或固定层）强结合水：（吸附层或固定层）排列致密，密度在排列致密，密度在1.22.4g/cm3 冰点处于零下几十度冰点处于零下几十度 完全不能移动，具有固体的特性，完全不能移动，具有固体的特性，不能传递静水压力不能传递静水压力 具有很大的黏滞性、弹性和抗剪强度具有很大的黏滞性、弹性和抗剪强度 温度略高于温度略高于100C时可蒸发时可蒸发-弱结合水弱结合水：（扩散层）：（扩散层）受电场引力作用，为黏滞水膜受电场引力作用，为黏滞水膜 密度在密度在1.01.7g/cm3 外力作用下可以移动外力作用下可以移动 不因重力而流动，有黏滞性不因重力而流动，有黏滞性 对黏性土的影响最大对黏性土的影响最大黏土黏土颗粒颗粒-+引力引力d水分子水分子阳离子阳离子强结合水强结合水弱结合水弱结合水自由水自由水n结合水：结合水：受颗粒表面电场作用力受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周，不传递静水吸引而包围在颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动的水压力，不能任意流动的水土中水土中水 结合水结合水为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益双电层双电层双电层双电层土粒表面负电荷与固定层和扩散层一起构成双电层。土粒表面负电荷与固定层和扩散层一起构成双电层。土粒表面负电荷与固定层和扩散层一起构成双电层。土粒表面负电荷与固定层和扩散层一起构成双电层。图图2-7 2-7 双电层的结构及其电位变化示意图双电层的结构及其电位变化示意图 1-11-1层为内层具有热力电位层为内层具有热力电位；2-22-2层为固定层具有层为固定层具有电动电位电动电位；3-33-3层为扩散层；层为扩散层；4-44-4层为自由液体；层为自由液体；a-ba-b表示固体表面的电位表示固体表面的电位；d-ed-e表示液体表面电位表示液体表面电位；bcdbcd曲线表示固体与液体界面上的电位差；曲线表示固体与液体界面上的电位差；cdcd曲曲线表示固定层与扩散层之间的电位差线表示固定层与扩散层之间的电位差水分子和阳离子的分水分子和阳离子的分水分子和阳离子的分水分子和阳离子的分布，愈靠近土粒表面，则布，愈靠近土粒表面，则布，愈靠近土粒表面，则布，愈靠近土粒表面，则排列得愈紧密和整齐，离排列得愈紧密和整齐，离排列得愈紧密和整齐，离排列得愈紧密和整齐，离子浓度愈高，活动性愈小。子浓度愈高，活动性愈小。子浓度愈高，活动性愈小。子浓度愈高，活动性愈小。因此，扩散层的水化离子因此，扩散层的水化离子因此，扩散层的水化离子因此，扩散层的水化离子和极性水分子的活动性比和极性水分子的活动性比和极性水分子的活动性比和极性水分子的活动性比固定层大，扩散层水膜厚固定层大，扩散层水膜厚固定层大，扩散层水膜厚固定层大，扩散层水膜厚度对黏性土的工程性质影度对黏性土的工程性质影度对黏性土的工程性质影度对黏性土的工程性质影响很大，扩散层厚度大，响很大，扩散层厚度大，响很大，扩散层厚度大，响很大，扩散层厚度大，土的土的土的土的塑性塑性塑性塑性就大，颗粒间的就大，颗粒间的就大，颗粒间的就大，颗粒间的距离相对也大，土的膨胀距离相对也大，土的膨胀距离相对也大，土的膨胀距离相对也大，土的膨胀和收缩性也大，和收缩性也大，和收缩性也大，和收缩性也大，压缩性压缩性压缩性压缩性也也也也大，而大，而大，而大，而强度强度强度强度相对降低。相对降低。相对降低。相对降低。结论：结论：结论：结论：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益影响扩散层厚度的因素影响扩散层厚度的因素影响扩散层厚度的因素影响扩散层厚度的因素 扩散层的厚度首先取决于内层的热力电位。当内层电位扩散层的厚度首先取决于内层的热力电位。当内层电位扩散层的厚度首先取决于内层的热力电位。当内层电位扩散层的厚度首先取决于内层的热力电位。当内层电位一定时，扩散层的厚度可随外界条件的变化而变化，特别是水一定时，扩散层的厚度可随外界条件的变化而变化，特别是水一定时，扩散层的厚度可随外界条件的变化而变化，特别是水一定时，扩散层的厚度可随外界条件的变化而变化，特别是水溶液中水化阳离子的性质、浓度、离子交换的能力等。溶液中水化阳离子的性质、浓度、离子交换的能力等。溶液中水化阳离子的性质、浓度、离子交换的能力等。溶液中水化阳离子的性质、浓度、离子交换的能力等。在工程的应用？在工程的应用？l阳离子原子价高，扩散层的厚度变薄；阳离子原子价高，扩散层的厚度变薄；l阳离子浓度大，扩散层的厚度变薄；阳离子浓度大，扩散层的厚度变薄；l阳离子直径大，扩散层的厚度变厚；阳离子直径大，扩散层的厚度变厚；l阳离子交换能力，一般高价离子的交换能力大于低阳离子交换能力，一般高价离子的交换能力大于低价离子；同价离子中，半径小的交换能力小于半径价离子；同价离子中，半径小的交换能力小于半径大的。常见离子交换能力顺序如下：大的。常见离子交换能力顺序如下：扩散层水膜厚度对黏性土的工程性质有直接的影响，所以扩散层水膜厚度对黏性土的工程性质有直接的影响，所以扩散层水膜厚度对黏性土的工程性质有直接的影响，所以扩散层水膜厚度对黏性土的工程性质有直接的影响，所以在工程实践中可利用这一机理来改良土质，增加土的稳定性。在工程实践中可利用这一机理来改良土质，增加土的稳定性。在工程实践中可利用这一机理来改良土质，增加土的稳定性。在工程实践中可利用这一机理来改良土质，增加土的稳定性。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.4 2.4 黏性土工程性质的利用和改良黏性土工程性质的利用和改良一、电渗排水和电化学加固（讨论）一、电渗排水和电化学加固（讨论）一、电渗排水和电化学加固（讨论）一、电渗排水和电化学加固（讨论）二、利用离子交换改良黏土的工程性质（讨论）二、利用离子交换改良黏土的工程性质（讨论）二、利用离子交换改良黏土的工程性质（讨论）二、利用离子交换改良黏土的工程性质（讨论）治理膨胀土：治理膨胀土：高价离子置换低价离子，使扩散层水膜变薄高价离子置换低价离子，使扩散层水膜变薄高价离子置换低价离子，使扩散层水膜变薄高价离子置换低价离子，使扩散层水膜变薄主要由蒙脱石和伊利石所组成的黏土，具有吸水主要由蒙脱石和伊利石所组成的黏土，具有吸水主要由蒙脱石和伊利石所组成的黏土，具有吸水主要由蒙脱石和伊利石所组成的黏土，具有吸水膨胀和失水收缩的特性。膨胀和失水收缩的特性。膨胀和失水收缩的特性。膨胀和失水收缩的特性。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益既能反映矿物成份，既能反映矿物成份，既能反映矿物成份，既能反映矿物成份，又能充分又能充分又能充分又能充分反映黏土颗粒含量反映黏土颗粒含量反映黏土颗粒含量反映黏土颗粒含量 活性指数活性指数活性指数活性指数A Ac c 0.75 1.25 1.25非活性黏土非活性黏土非活性黏土非活性黏土正常黏土正常黏土正常黏土正常黏土活性黏土活性黏土活性黏土活性黏土二、利用离子交换改良黏土的工程性质二、利用离子交换改良黏土的工程性质二、利用离子交换改良黏土的工程性质二、利用离子交换改良黏土的工程性质A A A A越大，黏粒对土的可塑性影响越大。越大，黏粒对土的可塑性影响越大。越大，黏粒对土的可塑性影响越大。越大，黏粒对土的可塑性影响越大。蒙脱石蒙脱石蒙脱石蒙脱石伊利石伊利石伊利石伊利石高岭石高岭石高岭石高岭石P P0.0020.002:黏粒黏粒黏粒黏粒（0.002mm0.002mm）的质量）的质量）的质量）的质量占总土总质量的百分比占总土总质量的百分比占总土总质量的百分比占总土总质量的百分比 若黏土试样的若黏土试样的若黏土试样的若黏土试样的I IP P相同，则相同，则相同，则相同，则P P0.0021616黏性土黏性土黏性土黏性土不灵敏不灵敏不灵敏不灵敏低灵敏低灵敏低灵敏低灵敏中等灵敏中等灵敏中等灵敏中等灵敏灵敏灵敏灵敏灵敏很灵敏很灵敏很灵敏很灵敏流动流动流动流动原状土的无侧限抗压强度原状土的无侧限抗压强度原状土的无侧限抗压强度原状土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度工程应用？讨论工程应用？讨论工程应用？讨论工程应用？讨论为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益黏性土触变性的应用黏性土触变性的应用 如泥浆护壁作用如泥浆护壁作用2.2.黏性土的触变性黏性土的触变性 当饱和黏性土结构受扰动时，土会失去强度呈溶胶状，但静当饱和黏性土结构受扰动时，土会失去强度呈溶胶状，但静置一段时间，土粒间的联结会逐渐得到部分恢复，絮凝成土置一段时间，土粒间的联结会逐渐得到部分恢复，絮凝成土体，强度有所恢复。一旦受到振动或扰动，颗粒间的联结立体，强度有所恢复。一旦受到振动或扰动，颗粒间的联结立即丧失，又呈现溶胶状。这种性质称为土的触变性。即丧失，又呈现溶胶状。这种性质称为土的触变性。土的触变性是土结构中联土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起的，结形态发生变化引起的，是土结构随时间变化的宏是土结构随时间变化的宏观表现。观表现。目前尚没有合理的描述土目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。触变性的方法和指标。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益四、黏性土的抗剪强度四、黏性土的抗剪强度 抗剪强度由两部分组成：抗剪强度由两部分组成：抗剪强度由两部分组成：抗剪强度由两部分组成：内聚力内聚力内聚力内聚力 c c，与健力、黏合力等有关，与健力、黏合力等有关，与健力、黏合力等有关，与健力、黏合力等有关 内摩擦力，与内摩擦角内摩擦力，与内摩擦角内摩擦力，与内摩擦角内摩擦力，与内摩擦角和正应力有关和正应力有关和正应力有关和正应力有关土是由固体颗粒组成的，土粒间的连结强度远远小于土粒土是由固体颗粒组成的，土粒间的连结强度远远小于土粒本身的强度，故在外力作用下，土粒之间发生相对错动，引起本身的强度，故在外力作用下，土粒之间发生相对错动，引起土中的一部分相对于另一部分产生移动。土粒间抵抗这种相对土中的一部分相对于另一部分产生移动。土粒间抵抗这种相对移动的极限能力，称为土的抗剪强度。研究土的强度特征，就移动的极限能力，称为土的抗剪强度。研究土的强度特征，就是研究土的抗剪强度特性，简称抗剪性。是研究土的抗剪强度特性，简称抗剪性。CABCAB剪切面剪切面为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益活动性指数与抗剪强度活动性指数与抗剪强度的黏聚力与摩擦力分的黏聚力与摩擦力分量之间的关系图量之间的关系图内摩擦力与内摩擦力与塑性指数之塑性指数之间的关系间的关系斯开普顿斯开普顿（1953）吉布森吉布森（1953）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益黏土颗粒带电特性黏土颗粒带电特性黏性土的胶体化学性质黏性土的胶体化学性质土粒间的相互作用力和黏土粒间的相互作用力和黏土矿物的物化性质土矿物的物化性质土粒原子分子间健力土粒原子分子间健力黏性土工程性质黏性土工程性质的利用和改良的利用和改良矿物结晶结构矿物结晶结构土体的强度主要取土体的强度主要取土体的强度主要取土体的强度主要取决于粒间的联结决于粒间的联结决于粒间的联结决于粒间的联结电渗排水和电化学加固电渗排水和电化学加固电渗排水和电化学加固电渗排水和电化学加固利用离子交换改良利用离子交换改良利用离子交换改良利用离子交换改良黏土的工程性质黏土的工程性质黏土的工程性质黏土的工程性质黏土的结构性黏土的结构性黏土的结构性黏土的结构性（灵敏度、触变性）（灵敏度、触变性）（灵敏度、触变性）（灵敏度、触变性）黏土的抗剪强度黏土的抗剪强度黏土的抗剪强度黏土的抗剪强度为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益End of chapter 2作业：作业：P36思考题思考题22、23、2 5、26为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益Thats all!Good Luck!
