工程地质任务3.2土的三相组成05课件.pptxVIP

情景三土的工程地质特征认知任务3.2土的三相组成工程地质主讲人：李雅倩资源环境工程系

思考1.什么是土？2.土有哪些特点？3.土是怎么生成的？

什么是土土是指：地球表面的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而形成的、覆盖在地表上碎散的、没有胶结或胶结很弱的颗粒堆积体。他是由岩石风化而来的松散堆积体。岩石地球风化颗粒堆积物地球

土有哪些特点由于土是松散堆积体，所以具有分散性、是非连续介质，因此土表现为：复杂性、易变形、分散性。岩石风化的产物分散性非连续介质▽复杂性▽易变形▽分散性

土是如何生成的？土：是由地球外壳坚硬的岩土在风化作用下形成的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物。岩石风化的三种类型：1.物理风化岩石中发生的只改变颗粒的大小与形状，不改变原来的矿物成分的变化称为物理风化。2.化学风化岩石与周围环境中的水、氧气和二氧化碳等物质的长时间接触，其内部的化学成分逐渐发生变化，从而导致其组成矿物成分发生改变的过程称为化学风化。由化学风化而产生的一些新的矿物称为次生矿物。3.生物风化动物、植物和人类活动对岩石的破坏作用称为生物风化。

土的三相组成土是一个三相体系，分别是，固相(土颗粒)，液相(孔隙水)，气相(空气)。因此土也是一种多孔介质，这也使得土体具有以下特点：受力后土颗粒和孔隙介质来承受荷载，土颗粒与土介质体相互作用，孔隙体可以流动。三相体系固相(土颗粒)液相(孔隙水)气相(孔隙气)多孔介质?受力后土颗粒和孔隙介质承受荷载?土颗粒与土介质体相互作用?孔隙流体流动

土的三相图土的三相图为便于说明这些物理性质指标的定义和它们的换算关系，常用三相图表示土体内三相的相对含量。就是把土体中的水、空气和土颗粒分开，再集中到一个图里，从上到下依次是：空气、水和土颗粒.

土颗粒土的工程地质性质主要取决于组成土的土粒的工程特性。土粒的工程特性从土粒的矿物组成和大小（即土的粒度成分和矿物成分）两个基本方面来描述。一般地说，组成土粒的矿物的亲水性越强，土的工程特性受含水量的影响越大；组成土粒的颗粒越粗、越坚硬、物理力学性质及化学性质越稳定、表面越粗糙，土的透水性越好、可压缩性越小、强度越高，土的总体工程特性越好。

土颗粒反之，组成土粒的颗粒越细、越软、性质越不稳定、表面越光滑，则单位面体积土中秘有土粒的总表面积即土的比表面越大，土粒间的摩擦阻力和孔隙越小，土粒与孔隙中的水的接触面积越大，土的透水性越差，工程特性受含水量的影响越大，在工程作用下承受荷载和抵抗变形能力越弱。

土颗粒1.土的粒度成分土中不同大小颗粒的组合,也就是各种不同粒径的颗粒在土中的相对含量,称为粒度成分；组成土中各种土粒的矿物种类及其相对含量称为土的“矿物成分”；组成土的固体相和液体相部分的化学元素、化合物的种类以及它们之间的相对含量，称为土的“化学成分”。土颗粒的直径大小称为粒径(或粒度),用毫米来表示。界限粒径：200、20、2、0.075和0.005mm六大粒组：漂石（块石）颗粒、卵石（碎石）颗粒、圆砾（角砾）颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。

土颗粒(1)土的粒度成分测定方法通常以各粒组的质量百分率来表示土的粒度成分,说明各粒级的分配情况,也称颗粒级配。筛分法—针对于粗粒土静水沉降法—针对于细粒土测定方法(2)土的粒度成分表示方法常用的表示方法有列表法、累积曲线法和三角图法。列表法：将粒度分析的成果用表格形式表示。

土颗粒累积曲线法。累计曲线的坐标系有两种类型：一种是自然数坐标系；另一种是半对数坐标。

土颗粒2.土的矿物成分原生矿物、次生矿物、可溶盐类、有机质四大类别（1）原生矿物特点：颗粒粗大,物理、化学性质比较稳定,原生矿物对土的工程性质影响比其它几种矿物要小得多。常见的原生矿物主要有：石英、长石、角闪石、云母等（2）次生矿物主要有：粘土矿物、次生SiO2（胶态、准胶态SiO2）、倍半氧化物（Al2O3和Fe2O3等）。其中最常见、对土的工程性质影响最大的是粘土矿物。粘土矿物为含水铝硅酸盐，主要有高岭石、伊利石、水云母及蒙脱石等。最主要特点：呈高度分散状态——胶态或准胶态，具有很高的表面能、亲水性及一系列特殊的性质。

土颗粒a.高岭石由一个铝氢氧八面体层和一个硅氧四面体层组成,形成单位晶胞,属1:1型矿物，理论结构式为Al4[Si4O10](OH)8。具有较稳固的结晶格架,水较难进入其结晶格架内,所以高岭石与水之间的作用比较弱。主要由高岭石组成的粘性土的膨胀性和压缩性等均较小。b.蒙脱石由许多相互平行的单位晶胞组成,其上晶胞的上、下面都为硅氧四面体晶片,而中间夹着一片铝氧八面体晶片,属2:1型矿物,理论结构式为2Al2[Si