第一章土的物质组成与结构构造优秀课件.ppt
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1、第一章第一章 土的物质组成与结构构土的物质组成与结构构造造第1页,本讲稿共26页本章主要内容:本章主要内容:n n第一节第一节第一节第一节 土中的固体颗粒;土中的固体颗粒;土中的固体颗粒;土中的固体颗粒;n n第二节第二节第二节第二节 土的矿物成分;土的矿物成分;土的矿物成分;土的矿物成分;n n第三节第三节第三节第三节 土中的水;土中的水;土中的水;土中的水;n n第四节第四节第四节第四节 土中的气体;土中的气体;土中的气体;土中的气体;n n第五节第五节第五节第五节 土的结构和构造。土的结构和构造。土的结构和构造。土的结构和构造。第2页,本讲稿共26页n土土是由地球外壳坚硬的岩石在风化作用
2、下是由地球外壳坚硬的岩石在风化作用下(物理风化、化学风化、生物风化)形成的(物理风化、化学风化、生物风化)形成的在原地残留或经过各种不同类型的动力搬运在原地残留或经过各种不同类型的动力搬运后,在各种自然环境中重新堆积而成的堆积后,在各种自然环境中重新堆积而成的堆积物。年代不长物。年代不长,未压密硬结成岩之前,呈松散未压密硬结成岩之前,呈松散状态,一般也称为状态,一般也称为第四纪沉积层第四纪沉积层。n土是由土是由固、液、气相固、液、气相组成的组成的三相体系三相体系。第3页,本讲稿共26页 第一节第一节 土中的固体颗粒土中的固体颗粒n n 土中的固体颗粒(土粒)的大小、形状、矿物成土中的固体颗粒(
3、土粒)的大小、形状、矿物成土中的固体颗粒(土粒)的大小、形状、矿物成土中的固体颗粒(土粒)的大小、形状、矿物成份及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。份及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。份及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。份及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素。一、土的粒组一、土的粒组1 1 1 1、粒径:、粒径:、粒径:、粒径:土的固体颗粒(土粒)的大小通常以其直径尺寸土的固体颗粒(土粒)的大小通常以其直径尺寸土的固体颗粒(土粒)的大小通常以其直径尺寸土的固体颗粒(土粒)的大小通常以其直径尺寸表示,简称粒径。表示,简称粒径。表示,简称粒径。表示,简称粒
4、径。2 2 2 2、粒组与界限粒径:、粒组与界限粒径:、粒组与界限粒径:、粒组与界限粒径:按尺寸对颗粒进行分组,划分的粒径在一按尺寸对颗粒进行分组,划分的粒径在一按尺寸对颗粒进行分组,划分的粒径在一按尺寸对颗粒进行分组,划分的粒径在一定区段内,成分及性质相似的土粒组别,称为粒组;分界尺寸定区段内,成分及性质相似的土粒组别,称为粒组;分界尺寸定区段内,成分及性质相似的土粒组别,称为粒组;分界尺寸定区段内,成分及性质相似的土粒组别,称为粒组;分界尺寸的界限粒径。的界限粒径。的界限粒径。的界限粒径。第4页,本讲稿共26页3 3、六大粒组的划分方案:、六大粒组的划分方案:n n漂石(块石)组:漂石(块
5、石)组:漂石(块石)组:漂石(块石)组:d200mmd200mmd200mmd200mmn n卵石(碎石)组:卵石(碎石)组:卵石(碎石)组:卵石(碎石)组:20mmd200mm20mmd200mm20mmd200mm20mmd200mmn n圆砾(角砾)组:圆砾(角砾)组:圆砾(角砾)组:圆砾(角砾)组:2mmd20mm(2mmd20mm(2mmd20mm(2mmd20mm(粗、中、细:粗、中、细:粗、中、细:粗、中、细:20202020101010105 5 5 52)2)2)2)n n砂粒组:砂粒组:砂粒组:砂粒组:0.075mmd2mm0.075mmd2mm0.075mmd2mm0.0
6、75mmd2mm(粗、中、细、极细:(粗、中、细、极细:(粗、中、细、极细:(粗、中、细、极细:2 2 2 20.50.50.50.50.250.250.250.250.10.10.10.10.0750.0750.0750.075)n n粉粒组:粉粒组:粉粒组:粉粒组:0.005mmd0.075mm(0.005mmd0.075mm(0.005mmd0.075mm(0.005mmd0.075mm(粗、细:粗、细:粗、细:粗、细:0.0750.0750.0750.0750.010.010.010.010.005)0.005)0.005)0.005)n n粘粒组:粘粒组:粘粒组:粘粒组:d0.005
7、mm(d0.005mm(d0.005mm(d0.005mm(粗、细:粗、细:粗、细:粗、细:0.0050.0050.0050.0050.0020.0020.0020.0020)0)0)0)第5页,本讲稿共26页二、土的粒度成分(土的颗粒级配)二、土的粒度成分(土的颗粒级配)1 1、定义:、定义:各粒组在土中相对百分含量。各粒组在土中相对百分含量。2 2、研究土颗粒级配的意义:、研究土颗粒级配的意义:粒径变化,性质变化。粒径变化,性质变化。3 3、颗粒级配的试验分析方法:、颗粒级配的试验分析方法:筛分法(筛分法(d d0.075mm0.075mm ):风干、分散,过一套不同孔径风干、分散,过一套
8、不同孔径(2020,1010,5 5,2 2,1 1,0.50.5,0.250.25,0.075mm0.075mm)的标准筛;)的标准筛;沉降分析法沉降分析法(d d0.075mm0.075mm ):a a比重计法;比重计法;b b移液管法;移液管法;第6页,本讲稿共26页4 4、颗粒级配表示方法、颗粒级配表示方法(1 1)表格法:)表格法:常用于土工试验报告书,数据准确。常用于土工试验报告书,数据准确。(2 2)颗粒级配累积曲线:)颗粒级配累积曲线:横坐标横坐标表示粒径,由于土粒大小差异非常大,所以常表示粒径,由于土粒大小差异非常大,所以常以对数坐标表示;以对数坐标表示;纵坐标纵坐标表示小于
9、某粒径的土的质量占土的总质量的百表示小于某粒径的土的质量占土的总质量的百分比,即累积百分含量。分比,即累积百分含量。第7页,本讲稿共26页 曲线曲线越陡越陡,表示粒径相差不多,土粒,表示粒径相差不多,土粒较均匀较均匀,颗粒级,颗粒级配较配较差差;曲线;曲线越平缓越平缓,表示粒径,表示粒径相差悬殊相差悬殊,土粒,土粒不均匀不均匀,颗粒级配颗粒级配良好良好。工程上常用不均匀系数(工程上常用不均匀系数(CuCu)与曲率系数)与曲率系数CcCc (或(或CqCq )来衡量土的不均匀程度及其级配好坏:)来衡量土的不均匀程度及其级配好坏:其中:其中:d d6060限制粒径,相应于累积百分含量为限制粒径,相
10、应于累积百分含量为60%60%的粒径,的粒径,mm;mm;d d1010有效粒径,相应于累积百分含量为有效粒径,相应于累积百分含量为10%10%的粒径,的粒径,mm;mm;d d3030相应于累积百分含量为相应于累积百分含量为30%30%的粒径,的粒径,mm;mm;Cu Cu值越大,表示土颗粒越不均匀,颗粒级配良好,值越大,表示土颗粒越不均匀,颗粒级配良好,CcCc反反映该分析曲线的整体形状。映该分析曲线的整体形状。Cu5 Cu5时及时及1Cc31Cc3时的土为级配良好的土。时的土为级配良好的土。第8页,本讲稿共26页三、土按粒度成分(颗粒级配)的分类三、土按粒度成分(颗粒级配)的分类 第9页
11、,本讲稿共26页 第二节第二节 土的矿物成份土的矿物成份 n n包括:包括:包括:包括:原生矿物、次生矿物、可溶盐、有机质原生矿物、次生矿物、可溶盐、有机质原生矿物、次生矿物、可溶盐、有机质原生矿物、次生矿物、可溶盐、有机质。1 1 1 1、原生矿物:、原生矿物:、原生矿物:、原生矿物:母岩风化后仍然保留的矿物。常见的有:石英、母岩风化后仍然保留的矿物。常见的有:石英、母岩风化后仍然保留的矿物。常见的有:石英、母岩风化后仍然保留的矿物。常见的有:石英、长石、角闪石、云母等。长石、角闪石、云母等。长石、角闪石、云母等。长石、角闪石、云母等。n n2 2 2 2、次生矿物:、次生矿物:、次生矿物:
12、、次生矿物:母岩风化后形成的新矿物。一般分为三种:母岩风化后形成的新矿物。一般分为三种:母岩风化后形成的新矿物。一般分为三种:母岩风化后形成的新矿物。一般分为三种:(1 1 1 1)粘土矿物:高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母;)粘土矿物:高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母;)粘土矿物:高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母;)粘土矿物:高岭石、蒙脱石、伊利石、水云母;(2 2 2 2)次生)次生)次生)次生SiOSiOSiOSiO2 2 2 2(3 3 3 3)倍半氧化物()倍半氧化物()倍半氧化物()倍半氧化物(AlAlAlAl2 2 2 2O O O O3 3 3 3、FeFeFeFe2 2 2 2O
13、O O O3 3 3 3)第10页,本讲稿共26页n n3 3 3 3、可溶盐、可溶盐、可溶盐、可溶盐n n(1 1 1 1)易溶盐:)易溶盐:)易溶盐:)易溶盐:NaClNaClNaClNaCl、CaClCaClCaClCaCl2 2 2 2、NaNaNaNa2 2 2 2SOSOSOSO4 4 4 4.10H.10H.10H.10H2 2 2 2O O O O(芒硝)、(芒硝)、(芒硝)、(芒硝)、NaNaNaNa2 2 2 2COCOCOCO3 3 3 3.10H.10H.10H.10H2 2 2 2O O O O(苏打)(苏打)(苏打)(苏打)n n(2 2 2 2)中溶盐:)中溶盐:
14、)中溶盐:)中溶盐:CaSOCaSOCaSOCaSO4 4 4 4.2H.2H.2H.2H2 2 2 2O O O O(石膏)、(石膏)、(石膏)、(石膏)、MgSO4MgSO4MgSO4MgSO4n n(3 3 3 3)难溶盐:)难溶盐:)难溶盐:)难溶盐:CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3、MgCO MgCO MgCO MgCO3 3 3 3n n4 4 4 4、有机质:、有机质:、有机质:、有机质:土中植物残骸在微生物作用下分解而形成的土中植物残骸在微生物作用下分解而形成的土中植物残骸在微生物作用下分解而形成的土中植物残骸在微生物作用下分解而形成的产物。产物。产物。产物。第1
15、1页,本讲稿共26页 第三节第三节 土中的水土中的水 1 1 1 1为什么要研究土中的水:为什么要研究土中的水:为什么要研究土中的水:为什么要研究土中的水:n n(1 1 1 1)自然条件下土中总含水;)自然条件下土中总含水;)自然条件下土中总含水;)自然条件下土中总含水;n n(2 2 2 2)土中细颗粒多时,水对土性影响很大。)土中细颗粒多时,水对土性影响很大。)土中细颗粒多时,水对土性影响很大。)土中细颗粒多时,水对土性影响很大。2 2 2 2土中水的存在形态与分类:土中水的存在形态与分类:土中水的存在形态与分类:土中水的存在形态与分类:n n(1 1 1 1)相态分为:固、液、气;)相
16、态分为:固、液、气;)相态分为:固、液、气;)相态分为:固、液、气;n n(2 2 2 2)分类:矿物成分水、结合水、自由水。)分类:矿物成分水、结合水、自由水。)分类:矿物成分水、结合水、自由水。)分类:矿物成分水、结合水、自由水。第12页,本讲稿共26页3 3 3 3、矿物成分水:、矿物成分水:、矿物成分水:、矿物成分水:存在于土粒矿物结晶格架内或参与矿物晶存在于土粒矿物结晶格架内或参与矿物晶存在于土粒矿物结晶格架内或参与矿物晶存在于土粒矿物结晶格架内或参与矿物晶格构成的水,一般分为三种:格构成的水,一般分为三种:格构成的水,一般分为三种:格构成的水,一般分为三种:结构水结构水结构水结构水
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