第九讲土的三相组成工程岩土在线开放10课件.pptxVIP

第九讲土的三相组成主讲教师：王琛艳《工程岩土》在线开放课程

学习内容一土的固体矿物颗粒(固相)二土中水（液相）土中气体（气相））三

气体Air三相草图液体Water固体Solidma=0mwmsm质量VaVwVsVnV体积土的三相组成

1、固体矿物颗粒(固相)土中的固体矿物颗粒构成土的骨架，其粒度成分、矿物成分决定着土的工程性质。其中，粒度成分指的是土颗粒的大小以及粒组成分的分析。土中矿物成分主要分为原生矿物和次生矿物。2006020520.50.250.0750.002(mm)

巨粒组粗粒组细粒组漂石（块石）卵石（小块石）砾（角砾）砂粉粒黏粒粗中细粗中细

2、土中水土中水处于不同位置和温度条件下，可具有不同的物理状态——固态、液态、气态。液态水是土中孔隙水的主要存在状态，因其受土粒表面双电层影响程度的不同可分为结合水、毛细水、重力水。后两者也称为非结合水（自由水）。

土中水矿物成分水孔隙中的水结晶水沸石水液态水固态水气态水结合水自由水弱结合水强结合水毛细水重力水2.土中的水粘性土的性质结构水

（1）结合水土颗粒表面带有一定的电荷，当土粒与水相接触时，由于静电作用力，将吸引水化离子和水分子，形成双电层，在双电层影响下的水膜称为表面结合水。双电层的厚薄也反映了结合水的厚薄，结合水具有与一般自由水不同的性质，其密度较大、粘滞度高、流动性差、冰点低、比热较大、介电常数较低。这种差异随距离增加而减弱。

结合水分为:强结合水和弱结合水(1)强结合水（吸着水）：指紧靠土粒表面的结合水1）没有溶解盐类的能力，2）不能传递静水压力，3）只有吸热变成蒸汽时才能移动。

(2)弱结合水（薄膜水）弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。它仍然不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向临近的较薄的水膜缓慢移动。当土中含有较多的弱结合水时，土则具有一定的可塑性。砂土比表面积较小，几乎不具可塑性，而粘土的比表面积较大，其可塑性范围较大。弱结合水离土粒表面积愈远，其受到的电分子吸引力愈弱小，并逐渐过渡到自由水。

（2）自由水(非结合水)在双电层影响以外的水为自由液态水，它主要受重力作用的控制，土粒表面吸引力居次要地位，这部分水称为非结合水，它包括毛细水和重力水。(1)毛细水毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。毛管现象是毛细管壁对水的吸力和水的表面张力共同作用的结果。(2)重力水重力水是存在于地下水位以下的适水土层中的地下水。它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮力作用。重力水只受重力控制，不受土粒表面吸引力的影响。

土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体（1）非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大（2）封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时3.土中的气体

土有三个组成部分：固相、液相和气相小结1.固体颗粒2.土中水3.土中气体粒径级配矿物成分颗粒形状结合水(强结合水、弱结合水)自由水(重力水、毛细水)自由气体封闭气体