1第一章土的组成.ppt

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1、 防灾科技学院防灾科技学院第一章第一章土的组成土的组成防灾工程系王振宇 防灾科技学院防灾科技学院土的组成土的组成1.1 土的概念及基本特征土的概念及基本特征1.2 土的生成土的生成1.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院1.1 土的概念及基本特征土的概念及基本特征概念：概念：土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然大小悬殊的颗粒，经过不同

2、的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。而土历经压密固结、胶结硬化环境中生成的沉积物。而土历经压密固结、胶结硬化环境中生成的沉积物。而土历经压密固结、胶结硬化环境中生成的沉积物。而土历经压密固结、胶结硬化也可再生成岩石。也可再生成岩石。也可再生成岩石。也可再生成岩石。土土固相固相液相液相气相气相土中颗粒的大小、成分及三相土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质。反映出土的不同性质。岩石岩石风化（风化（物理、物理、化学化学）作用）作用岩石破碎岩石破碎 化学成分改变化学成分改变搬运搬运沉积沉积大小、形状和大小、形状和成分都不相同成分都不相同

3、的颗粒集合体的颗粒集合体（土）（土）防灾科技学院防灾科技学院 1.2 土的生成土的生成 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物活动生物活动岩石和土的粗颗粒受各种气岩石和土的粗颗粒受各种气候等物理因素的影响产生胀候等物理因素的影响产生胀缩而发生裂缝缩而发生裂缝,或在运动过或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎程中因碰撞和摩擦而破碎是颗粒大小发生量的变化是颗粒大小发生量的变化矿物成分与母岩相同，称原矿物成分与母岩相同，称原生矿物（石英、长石等）生矿物（石英、长石等）产生无粘性土产生无粘性土 防灾科技学院防灾科技学院 1.2 土的生成土的生成母岩表面和碎散的颗粒受环母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而

4、改变其矿物境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物的化学成分，形成新的矿物颗粒成分发生质的变化颗粒成分发生质的变化矿物成分与母岩不同，称次矿物成分与母岩不同，称次生矿物（蒙脱石、伊利石）生矿物（蒙脱石、伊利石）形成十分细微的土颗粒，最形成十分细微的土颗粒，最主要为粘性颗粒及可溶盐类主要为粘性颗粒及可溶盐类 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物活动生物活动 防灾科技学院防灾科技学院 1.2 土的生成土的生成包括植物、动物和土壤微包括植物、动物和土壤微生物的作用生物的作用可加剧物理和化学风化可加剧物理和化学风化构成土中有机质和营养物构成土中有机质和营养物质的生物循环质的生物循环导致腐殖

5、质的形成，改变导致腐殖质的形成，改变土壤的结构土壤的结构 物理风化物理风化 化学风化化学风化 生物活动生物活动 防灾科技学院防灾科技学院土土岩石岩石风化、搬运、沉积风化、搬运、沉积地质作用地质作用1.2 土的生成土的生成 防灾科技学院防灾科技学院1.2 土的生成土的生成地质作用：地质作用：地质作用：地质作用：导致地壳成分变化和构造变化的作用，称导致地壳成分变化和构造变化的作用，称导致地壳成分变化和构造变化的作用，称导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为地质作用为地质作用为地质作用为地质作用。地地地地质质质质作作作作用用用用内力地质作用内力地质作用内力地质作用内力地质作用外力地质作用外力地质作用

6、外力地质作用外力地质作用 防灾科技学院防灾科技学院内力地质作用内力地质作用内力地质作用内力地质作用是由于地球自转产生的旋转能和放射性是由于地球自转产生的旋转能和放射性是由于地球自转产生的旋转能和放射性是由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等，引起地壳物质成分、内部构元素蜕变产生的热能等，引起地壳物质成分、内部构元素蜕变产生的热能等，引起地壳物质成分、内部构元素蜕变产生的热能等，引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用，如岩浆活动、造以及地表形态发生变化的地质作用，如岩浆活动、造以及地表形态发生变化的地质作用，如岩浆活动、造以及地表形态发生变化的地质作用，如岩浆活动

7、、地壳运动。地壳运动。地壳运动。地壳运动。1.2 土的生成土的生成外力地质作用外力地质作用外力地质作用外力地质作用是由于太阳辐射能和地球重力位能所引是由于太阳辐射能和地球重力位能所引是由于太阳辐射能和地球重力位能所引是由于太阳辐射能和地球重力位能所引起的地质作用。它包括气温的变化、雨雪、山洪、河起的地质作用。它包括气温的变化、雨雪、山洪、河起的地质作用。它包括气温的变化、雨雪、山洪、河起的地质作用。它包括气温的变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、风、生物等的作用，对地壳流、湖泊、海洋、冰川、风、生物等的作用，对地壳流、湖泊、海洋、冰川、风、生物等的作用，对地壳流、湖泊、海洋、冰川、风、生

8、物等的作用，对地壳不断地进行侵蚀，使地表形态发生变化、形成新的产不断地进行侵蚀，使地表形态发生变化、形成新的产不断地进行侵蚀，使地表形态发生变化、形成新的产不断地进行侵蚀，使地表形态发生变化、形成新的产物。物。物。物。土的形成条件，常见的成因类型如下：土的形成条件，常见的成因类型如下：防灾科技学院防灾科技学院1 残积土残积土残留在原地未被搬运的那残留在原地未被搬运的那一部分一部分风化产物风化产物。颗粒不能被磨圆或分选。颗粒不能被磨圆或分选。残积物与基岩之间没有残积物与基岩之间没有明显界限，其矿物成分很明显界限，其矿物成分很大程度上与下卧基岩一致。大程度上与下卧基岩一致。由于残积物均质性很差，由

9、于残积物均质性很差，颗粒多为棱角状的粗颗粒颗粒多为棱角状的粗颗粒土，孔隙度较大，作为建土，孔隙度较大，作为建筑物地基容易引起筑物地基容易引起不均匀不均匀沉降沉降。1.2 土的生成土的生成 防灾科技学院防灾科技学院坡积土坡积土 雨雪水流的地质作用将高处岩雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地冲刷剥蚀、顺石风化产物缓慢地冲刷剥蚀、顺着斜坡向下移动、沉积在较平缓着斜坡向下移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。的山坡上而形成的沉积物。自上而下呈现由粗而细的自上而下呈现由粗而细的分分选现象选现象。其矿物成分与下卧基岩。其矿物成分与下卧基岩没有直接关系。没有直接关系。由于组成物质粗细颗粒混杂，由于

10、组成物质粗细颗粒混杂，土质不均，厚度变化大。新近堆土质不均，厚度变化大。新近堆积物，土质疏松，压缩性较大。积物，土质疏松，压缩性较大。是不良的地质条件。是不良的地质条件。1.2 土的生成土的生成 防灾科技学院防灾科技学院洪积扇群洪积扇群 由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流流,具有很大的剥蚀、搬运能力。它冲刷地表，挟带具有很大的剥蚀、搬运能力。它冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成成洪积物洪积物。离山越远，颗粒越离山越远，颗粒越细，分布范围逐渐扩大。细，分布范围逐渐扩大。其

11、地貌特征是靠山近处其地貌特征是靠山近处窄而陡，离山远处宽而窄而陡，离山远处宽而缓，形如锥体，故称为缓，形如锥体，故称为洪积锥（扇）。由相邻洪积锥（扇）。由相邻沟谷口的洪积扇组成沟谷口的洪积扇组成洪洪积扇群积扇群。3.洪积土洪积土1.2 土的生成土的生成 防灾科技学院防灾科技学院2.淤泥夹粘淤泥夹粘土透镜体土透镜体1.表土层表土层3.粘土尖灭层粘土尖灭层4.砂土夹粘土层砂土夹粘土层5.砾石层砾石层6.石灰岩层石灰岩层土土 的的 层层 理理 构造构造 洪积物的颗粒虽洪积物的颗粒虽因搬运过程中的分选因搬运过程中的分选作用呈现渐变现象作用呈现渐变现象,但但由于搬运距离短由于搬运距离短,颗粒颗粒的磨圆度

12、仍不佳。此的磨圆度仍不佳。此外，山洪是周期性产外，山洪是周期性产生的，每次的大小不生的，每次的大小不尽相同，堆积物质也尽相同，堆积物质也不一样。因此，洪积不一样。因此，洪积物常呈现不规则的层物常呈现不规则的层理构造，理构造，如具有夹层、如具有夹层、尖灭或透镜体等产状尖灭或透镜体等产状。靠近山地或离山较远地段的洪积物的承载力高，而过度地带由靠近山地或离山较远地段的洪积物的承载力高，而过度地带由于地下水溢出地表造成沼泽地带，土质软、承载力低。于地下水溢出地表造成沼泽地带，土质软、承载力低。1.2 土的生成土的生成 防灾科技学院防灾科技学院平原河谷横断面平原河谷横断面砾卵石砾卵石中粗砂中粗砂粉细砂粉

13、细砂粉质粘土粉质粘土粉土粉土黄土黄土淤泥淤泥4.冲积土冲积土 冲积土是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、冲积土是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积土。其特点洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积土。其特点是呈现明显的层理构造，土颗粒上游较粗，下游较细，由于搬运作是呈现明显的层理构造，土颗粒上游较粗，下游较细，由于搬运作用显著，碎屑物质由带棱角颗粒经滚磨、碰撞逐渐形成亚圆或圆形用显著，碎屑物质由带棱角颗粒经滚磨、碰撞逐渐形成亚圆或圆形颗粒，其搬运距离越长，则沉积土越细。颗粒，其搬运距离越长，则沉积土越细。分选性

14、和磨圆度较好。分选性和磨圆度较好。典典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物，可分为型的冲积物是形成于河谷内的沉积物，可分为平原河谷冲积土平原河谷冲积土和和山山区河谷冲积土、三角洲沉积土区河谷冲积土、三角洲沉积土等。等。1.2 土的生成土的生成Back 防灾科技学院防灾科技学院1.2 土的生成土的生成5湖沉积土湖沉积土在湖泊及沼泽等极为缓慢流水或静水条件下沉积下来在湖泊及沼泽等极为缓慢流水或静水条件下沉积下来的土，或称淤积土，含有大量细微颗粒，常伴有生物的土，或称淤积土，含有大量细微颗粒，常伴有生物化学作用形成的有机物，成为具有特殊性质的淤泥或化学作用形成的有机物，成为具有特殊性质的淤泥或淤泥质土。

15、淤泥质土。土的压缩性高，强度很低。承载力极低，土的压缩性高，强度很低。承载力极低，一般不宜作天然地基。一般不宜作天然地基。防灾科技学院防灾科技学院6海积土海积土按海水深度及海底地形，海洋可分为滨海带、浅海区、陆坡区按海水深度及海底地形，海洋可分为滨海带、浅海区、陆坡区和深海区，相应的四种海相沉积物性质也各不相同。和深海区，相应的四种海相沉积物性质也各不相同。滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂等组成，具有基本水平或滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂等组成，具有基本水平或缓倾的层理构造，缓倾的层理构造，其承载力较高，但透水性较大其承载力较高，但透水性较大。浅海沉积物主要由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉

16、积浅海沉积物主要由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物（硅质和石灰质）组成，有层理构造，较滨海沉积物疏松、物（硅质和石灰质）组成，有层理构造，较滨海沉积物疏松、含水量高、压缩性大而强度低含水量高、压缩性大而强度低。陆坡和深海沉积物主要是有机质软泥，成分均一。陆坡和深海沉积物主要是有机质软泥，成分均一。1.2 土的生成土的生成 防灾科技学院防灾科技学院7.风积土风积土是指在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被凤吹是指在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物被凤吹扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一扬，搬运一段距离后，在有利的条件下堆积起来的一类土。类土。其颗粒磨圆度好，分选性好，土质均匀

17、，孔隙其颗粒磨圆度好，分选性好，土质均匀，孔隙大，结构松散，具有湿陷性。大，结构松散，具有湿陷性。西北黄土就是典型的风西北黄土就是典型的风积土。积土。8冰积土冰积土是由冰川或冰川融化的冰下水进行搬运堆积而成。颗是由冰川或冰川融化的冰下水进行搬运堆积而成。颗粒粗细变化大，粒粗细变化大，一般分选性极差，无层理，土质不均一般分选性极差，无层理，土质不均。9污染土污染土1.2 土的生成土的生成 防灾科技学院防灾科技学院土中气体土中气体 气相气相 次要作用次要作用固体颗粒固体颗粒 固相固相 构成土体的骨架构成土体的骨架 起决定作用起决定作用 土中水土中水 液相液相 重要影响重要影响1.3 土的组成土的组

18、成气相固相液相+土体 防灾科技学院防灾科技学院1.3 土的组成土的组成1.3.1 土的固体颗粒土的固体颗粒固固体体颗颗粒粒1.土粒的矿物成分土粒的矿物成分原生矿物原生矿物:母岩经物理风化而成母岩经物理风化而成,如石英、云母、长石；如石英、云母、长石；次生矿物次生矿物：母岩经化学风化而成，如粘土矿物、铝铁氧化：母岩经化学风化而成，如粘土矿物、铝铁氧化物、氢氧化物等。常见的物、氢氧化物等。常见的粘土矿物粘土矿物有蒙脱石、伊里石、高有蒙脱石、伊里石、高岭石；由于粘土矿物颗粒很细，比表面积很大，所以颗粒岭石；由于粘土矿物颗粒很细，比表面积很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力，因此，土中含粘土矿物

19、表面具有很强的与水作用的能力，因此，土中含粘土矿物愈多，则土的粘性、塑性和胀缩性也愈大。愈多，则土的粘性、塑性和胀缩性也愈大。防灾科技学院防灾科技学院粘粘 土土 矿矿 物物粘土矿物是一种复合的铝粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅硅片和铝片片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和蒙脱石三种类型。蒙脱石三种类型。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1.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院粘粘 土土 矿

20、矿 物物粘土矿物是一种复合的铝粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅盐晶体，颗粒呈片状，是由硅硅片片和和铝片铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利石和蒙脱石三种类型。蒙脱石三种类型。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1.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院粘土矿物典型电镜照片粘土矿物典型电镜照片:蒙 脱 石比表面积比表面积亲水性亲水性158080001.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院粘土矿物的带电性质：粘土矿物的带电

21、性质：实验表明，片状粘土颗粒表实验表明，片状粘土颗粒表面常带有负电荷。面常带有负电荷。为什么片状粘土颗粒带有不为什么片状粘土颗粒带有不平衡负电荷：平衡负电荷：离解作用离解作用吸附作用吸附作用同晶置换同晶置换边缘断裂边缘断裂-+粘土颗粒粘土颗粒水分子水分子阳离子阳离子粘土颗粒的带电性粘土颗粒的带电性玻璃筒玻璃筒玻璃皿玻璃皿水位水位升高升高粘土粒粘土粒粘土粘土+-粘土的粘土的电泳电泳和和电渗电渗现象现象(列依斯列依斯,1809),1809)1.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院离土粒越近，电分子力越大，离土粒越近，电分子力越大，从而形成紧密吸附于土粒表从而形成紧密吸附于土粒表面的面的固

22、定层（强结合水）固定层（强结合水）和和在固定层外围的在固定层外围的扩散层扩散层(弱结弱结合水合水)，固定层和扩散层中所，固定层和扩散层中所含的阳离子与土颗粒表面的含的阳离子与土颗粒表面的负电荷的电位相反，故称为负电荷的电位相反，故称为反离子反离子，固定层和扩散层合，固定层和扩散层合称为称为反离子层反离子层。反离子层与。反离子层与土粒表面的负电荷一起构成土粒表面的负电荷一起构成双电层。双电层。双电层的概念：双电层的概念：1.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院1.3 土的组成土的组成双电层的概念：双电层的概念：扩散层水膜的厚度对粘性土的工程性质影响很大，扩散层厚扩散层水膜的厚度对粘性土

23、的工程性质影响很大，扩散层厚度大，土的塑性就大，膨胀与收缩性也大。度大，土的塑性就大，膨胀与收缩性也大。双电层厚度与矿物本身和外界条件有关：双电层厚度与矿物本身和外界条件有关：如蒙脱石颗粒厚度小，形成的扩散层相对厚度大于高岭石如蒙脱石颗粒厚度小，形成的扩散层相对厚度大于高岭石水溶液中的阳离子的原子价位越高，它与土粒之间的的静电水溶液中的阳离子的原子价位越高，它与土粒之间的的静电引力愈强，平衡土粒表面负电荷所需阳离子数量愈少，扩散层引力愈强，平衡土粒表面负电荷所需阳离子数量愈少，扩散层愈薄愈薄外部温度升高，双电层厚度就增大外部温度升高，双电层厚度就增大工程实践中用三价及二价离子（工程实践中用三价

24、及二价离子（Mg2+、Ca2+、Fe3+AI3+）处理粘土，使扩散层中高价阳离子度增加，扩散层变薄，）处理粘土，使扩散层中高价阳离子度增加，扩散层变薄，从而增加了土的强度与稳定性，减少了膨胀性从而增加了土的强度与稳定性，减少了膨胀性 防灾科技学院防灾科技学院1.3 土的组成土的组成 2.土粒粒度与粒组土粒粒度与粒组 在自然界中存在的土在自然界中存在的土,都是由大小不同的土粒组成的，土都是由大小不同的土粒组成的，土的粒径由粗到细逐渐变化时的粒径由粗到细逐渐变化时,土的性质相应地发生变化。土粒土的性质相应地发生变化。土粒的大小称为的大小称为粒度粒度，用，用粒径粒径表示。将大小相近，性质相似的颗表示

25、。将大小相近，性质相似的颗粒划归为一组，称为粒划归为一组，称为粒组粒组，划分粒组的分界尺寸称为，划分粒组的分界尺寸称为界限粒界限粒径径。常用。常用200、60、2、0.075、0.005mm把土粒分为六大粒组把土粒分为六大粒组:漂石漂石(块石块石)颗粒颗粒、卵石卵石(碎石碎石)颗粒颗粒、圆砾（角砾）颗粒圆砾（角砾）颗粒、砂粒砂粒、粉粒及粘粒粉粒及粘粒。见下表。见下表。防灾科技学院防灾科技学院粒组统称粒组统称粒组名称粒组名称粒组粒径粒组粒径d的范围的范围(mm)漂石（块石）粒漂石（块石）粒 d 200卵石（碎石）粒卵石（碎石）粒 200 d 20 圆砾（角砾）粒圆砾（角砾）粒 20 d 2砂粒砂

26、粒 2 d 0.075 粉粒粉粒 0.075 d 0.005粘粒粘粒 d 0.005表表1.1 土粒粒组划分土粒粒组划分1.3 土的组成土的组成细粒细粒巨粒巨粒粗粒粗粒 防灾科技学院防灾科技学院3.土的粒度成分（颗粒级配）土的粒度成分（颗粒级配）土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的土粒大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的为土的粒度成分（颗粒级配）粒度成分（颗粒级配）。颗分试验颗分试验：（1）筛分法：粒径）筛分法：粒径0.075mm。（2）沉降分析法：（比重计或移液管法）沉降分析法：（比重计

27、或移液管法）粒径粒径10 级配良好级配良好Cu105 C）下，才能从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一下，才能从矿物中吸出，故可把它视作矿物本身的一部分。部分。2.结合水（强结合水、弱结合水）结合水（强结合水、弱结合水）受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。01.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院（1 1）强结合水）强结合水：没有溶解盐：没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，类的能力，不能传递静水压力，牢固地吸附于土粒表面，其性牢固地吸附于土粒表面，其性质接近于固体具有极大的粘滞质接近于固体具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。度、弹性和抗剪强度

28、。（2 2）弱结合水）弱结合水：厚度较强结：厚度较强结合水大，具有较高的粘滞度、合水大，具有较高的粘滞度、抗剪强度，仍不能传递静水压抗剪强度，仍不能传递静水压力。当含量较多时，使土具有力。当含量较多时，使土具有一定的可塑性。一定的可塑性。1.3 土的组成土的组成粘土粘土颗粒颗粒-+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 防灾科技学院防灾科技学院（3 3）自由水）自由水重力水：地下水位以下，在重力水：地下水位以下，在土中流动的水，受重力作用，土中流动的水，受重力作用，对土粒有浮力作用。对土粒有浮力作用。毛细水：地下水位以上由于毛细水：地下水位以上由于水和空

29、气分界处弯液面上产生水和空气分界处弯液面上产生的表面张力作用，土中自由水的表面张力作用，土中自由水从地下水位通过土的细小通道从地下水位通过土的细小通道逐渐上升，形成毛细水。它不逐渐上升，形成毛细水。它不仅受重力作用而且还受到表面仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。张力的支配。1.3 土的组成土的组成hc毛细水毛细水重力水重力水土中水土中水 自由水自由水 防灾科技学院防灾科技学院1.3 土的组成土的组成r弯液面弯液面由于毛细张力的作用，会形成如图由于毛细张力的作用，会形成如图所示的弯液面，使毛细角边水产所示的弯液面，使毛细角边水产生负压力（水内压力小于大气压生负压力（水内压力小于大气压力），颗

30、粒则受正压力。使土粒力），颗粒则受正压力。使土粒之间由于这种毛细压力而挤紧，之间由于这种毛细压力而挤紧，土呈现出粘聚现象，这种力称为土呈现出粘聚现象，这种力称为毛细粘聚力。毛细粘聚力。F这是稍湿的砂土颗粒间存在这是稍湿的砂土颗粒间存在假凝假凝聚力聚力的原因。的原因。F在工程中，毛细水的上升高度和在工程中，毛细水的上升高度和速度对建筑物地下部分的防潮措速度对建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸湿、冻胀有重要施和地基土的浸湿、冻胀有重要影响。影响。防灾科技学院防灾科技学院F自由气体：自由气体：与大气连通的气体对土的性质影响不大与大气连通的气体对土的性质影响不大F封闭气体：封闭气体：被土颗粒和水封闭

31、的气体其体积与压力被土颗粒和水封闭的气体其体积与压力有关。在外力作用下，封闭气体易溶解于水，外力有关。在外力作用下，封闭气体易溶解于水，外力卸除后又会重新释放出来，使得土的弹性增加；阻卸除后又会重新释放出来，使得土的弹性增加；阻塞渗流通道，降低渗透性塞渗流通道，降低渗透性F可燃气体可燃气体：由微生物的分解作用而形成，常存在于：由微生物的分解作用而形成，常存在于淤泥和泥炭等有机土中。淤泥和泥炭等有机土中。1.3 土的组成土的组成1.3.3 土中气体土中气体土中含有更多的土中含有更多的CO2，较多的，较多的N2，较少的，较少的O2，地，地下工程施工时应注意氧气的补给。下工程施工时应注意氧气的补给。

32、防灾科技学院防灾科技学院1.3 土的组成土的组成1.3.4土的结构和构造土的结构和构造集合体特征：土粒单元大小、矿物成分、形集合体特征：土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系状、相互排列及其关联关系土土的的结结构构微微 观观 结结 构构（结构）（结构）宏观结构（构造）：表征土的层理、裂隙及大孔隙等宏宏观结构（构造）：表征土的层理、裂隙及大孔隙等宏 观特征。观特征。水的性质水的性质孔隙特征孔隙特征 防灾科技学院防灾科技学院土的结构基本类型土的结构基本类型1.土的结构土的结构 基本类型：基本类型：单粒结构；单粒结构；蜂窝结构（粒径蜂窝结构（粒径0.0750.005mm）；）；絮状结构（

33、粒径絮状结构（粒径0.005mm）。）。1.3 土的组成土的组成单粒结构单粒结构蜂窝结构蜂窝结构絮状结构絮状结构 防灾科技学院防灾科技学院1.3 土的组成土的组成土的构造分为土的构造分为层理构造、分散构造和裂隙构造层理构造、分散构造和裂隙构造。土的构造土的构造 防灾科技学院防灾科技学院分散构造分散构造裂隙构造裂隙构造1.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院1.3 土的组成土的组成研究土结构和构造的工程意义：研究土结构和构造的工程意义：1.结构和构造直接影响土的物理力学性质结构和构造直接影响土的物理力学性质2.结构构造不同，地基承载力不同结构构造不同，地基承载力不同如：如：无粘性土的单

34、粒结构：紧密单粒结构可作为良好无粘性土的单粒结构：紧密单粒结构可作为良好地基；疏松单粒结构未经处理不宜作建筑物地基地基；疏松单粒结构未经处理不宜作建筑物地基进行地基基础设计时，要充分利用土粒间的连接进行地基基础设计时，要充分利用土粒间的连接强度（结构强度）强度（结构强度）构造同样重要，如土的裂隙性对工程不利构造同样重要，如土的裂隙性对工程不利 防灾科技学院防灾科技学院 土有三个组成部分：固相、液相和气相土有三个组成部分：固相、液相和气相 小结小结1.固体颗粒固体颗粒2.土中水土中水3.土中气体土中气体 粒径级配粒径级配 矿物成分矿物成分 颗粒形状颗粒形状 结合水结合水 (强结合水、弱结合水强结合水、弱结合水)自由水自由水 (重力水、毛细水重力水、毛细水)自由气体自由气体封闭气体封闭气体1.3 土的组成土的组成 防灾科技学院防灾科技学院4.土的结构：土的结构：5.土的构造：土的构造：1.3 土的组成土的组成单粒结构单粒结构蜂窝结构（粒径蜂窝结构（粒径0.0750.005mm）絮状结构（粒径絮状结构（粒径0.005）层理构造层理构造分散构造分散构造裂隙构造裂隙构造Back