土的形成與三相組成

《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程主講：張小利土的形成與三相組成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程1、土的形成目錄2、土的三相組成目錄

1.土的形成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程土是指覆蓋在地表的沒有膠結(jié)或弱膠結(jié)的顆粒堆積物。

1.土的形成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程巖石通過風(fēng)化作用（物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化），變成碎塊、碎屑、顆粒狀態(tài)，同時(shí)發(fā)生質(zhì)變，經(jīng)過自然力的搬運(yùn)，在新的環(huán)境中形成沉積或堆積，由于時(shí)間經(jīng)歷短，固結(jié)壓密和膠結(jié)作用還不夠，不具備成巖條件而呈松散的顆粒狀態(tài)，含有水和氣體，形成了土。巖石碎屑物理、化學(xué)、生物風(fēng)化作用堆積、搬運(yùn)、沉積

1.土的形成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程

物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化巖石和土的粗顆粒受各種氣候（風(fēng)、霜、雨、雪）等物理因素的影響產(chǎn)生脹縮而發(fā)生裂縫,或在運(yùn)動(dòng)過程中因碰撞和摩擦而破碎、崩解為碎塊是顆粒大小發(fā)生量的變化礦物成分與母巖相同，稱原生礦物產(chǎn)生無粘性土

1.土的形成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程母巖表面和碎散的顆粒受環(huán)境因素的作用而改變其礦物的化學(xué)成分，形成新的礦物顆粒成分發(fā)生質(zhì)的變化礦物成分與母巖不同，稱次生礦物形成十分細(xì)微的土顆粒，最主要為粘性顆粒及可溶鹽類

物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化風(fēng)化作用

1.土的形成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程包括植物、動(dòng)物和土壤微生物的作用可加劇物理和化學(xué)風(fēng)化構(gòu)成土中有機(jī)質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物循環(huán)導(dǎo)致腐殖質(zhì)的形成，改變土壤的結(jié)構(gòu)風(fēng)化作用

物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化生物風(fēng)化

1.土的形成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程生物風(fēng)化物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化礦物成分未變無粘性土原生礦物礦物成分改變粘性土次生礦物有機(jī)質(zhì)2.土的三相組成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程氣相固相液相++構(gòu)成土骨架，起決定作用重要影響（主要是水，溶解有少量的可溶鹽）土體2.土的三相組成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程氣相固相液相++土體濕土。是一種非飽和土。若為粘土多為可塑性土。液相為零，為干土。此時(shí)粘土呈堅(jiān)硬狀態(tài)，砂土呈松散狀態(tài)。氣體為零，為飽和狀態(tài)。此時(shí)粉細(xì)砂或粉土在震動(dòng)下容易產(chǎn)生液化。什么是液化？2.土的三相組成《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程

如果飽和疏松的土是由細(xì)砂?；蚍凵傲ＫM成，在強(qiáng)烈的振動(dòng)作用下，土的結(jié)構(gòu)會(huì)突然破壞變成流動(dòng)狀態(tài)，引起所謂“砂土液化”現(xiàn)象，使地基失去承載力，在地震區(qū)將會(huì)引起震害。1964年6月16日，日本新瀉發(fā)生里氏7.5級(jí)地震后，因地基土發(fā)生液化所造成的破壞。2.土的三相組成-土的固體顆粒《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程

土的礦物成分

次生礦物固體顆粒礦物質(zhì)有機(jī)質(zhì)原生礦物：石英、長(zhǎng)石、云母等粘土礦：蒙脫石、伊利石、高嶺石等可溶鹽：NaCl、CaCO3等無定形氧化膠體《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土的固體顆粒

顆粒較粗，多呈渾圓形狀

吸附水的能力弱，無塑性石英云母長(zhǎng)石《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土的固體顆粒

顆粒極細(xì)，且多呈片狀

性質(zhì)活潑，吸附水能力強(qiáng)蒙脫石伊利石高嶺石《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土的固體顆粒

土的粒組劃分工程經(jīng)驗(yàn)：礦物成分不同，土顆粒的大小不同、土的工程性質(zhì)不相同

土的粒組劃分工程上把大小、性質(zhì)相近的土粒合并為一組，稱為粒組劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑d(mm)礫石砂粒粉粒粘粒膠粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗

中

細(xì)粗

中

細(xì)0.075粗粒細(xì)粒粗粒土：以礫石和砂礫為主要組成的土，也稱無粘性土。細(xì)粒土：以粉粒、粘粒和膠粒為主要組成的土，也稱粘性土。巨粒60《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土的固體顆粒

土的顆粒級(jí)配土的顆粒級(jí)配——土中各粒組占土粒總量的百分率《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土的固體顆粒篩分法沉降分析法適用于d=0.075mm~60mm適用于d<0.075mm顆粒分析實(shí)驗(yàn)直接測(cè)量法適用于d>60mm《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土的固體顆粒篩分法就是用一套標(biāo)準(zhǔn)篩子如孔直徑(mm)：20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075，將烘干且分散了的200g有代表性的試樣倒入標(biāo)準(zhǔn)篩內(nèi)搖振，然后分別稱出留在各篩子上的土重，并計(jì)算出各粒組的相對(duì)含量，即得土的顆粒級(jí)配。105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%958778665536篩分法原理圖篩分法《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土的固體顆粒顆粒級(jí)配曲線的分析a曲線較平緩，粒徑范圍廣，粒徑相差較大，土粒不均勻，土的密實(shí)性較好b曲線較陡，粒范圍狹窄，粒徑相差小，土粒較均勻，土顆粒級(jí)配不良《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土中水土中水結(jié)合水自由水強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水重力水毛細(xì)水《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土中水-強(qiáng)結(jié)合水：排列致密，密度>1g/cm3

冰點(diǎn)處于零下幾十度完全不能移動(dòng)，具有固體的特性溫度略高于100°C時(shí)可蒸發(fā)-弱結(jié)合水：受電場(chǎng)引力作用，為粘滯水膜外力作用下可以移動(dòng)不因重力而流動(dòng)，有粘滯性粘土顆粒-----------------++++引力d水分子陽離子強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水土中水–

結(jié)合水結(jié)合水：受顆粒表面電場(chǎng)作用力吸引而包圍在顆粒四周，不傳遞靜水壓力，不能任意流動(dòng)的水《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程2.土的三相組成-土中水毛細(xì)水：由于土體孔隙的毛細(xì)作用升至自由水面以上的水。毛細(xì)水承受表面張力和重力的作用重力水：自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土中自由流動(dòng)自由水：不受顆粒電場(chǎng)引力作用的孔隙水hc毛細(xì)水重力水土中水–

自由水《路基路面試驗(yàn)與檢測(cè)》課程3.土的三相組成-土中氣自由氣體：與大氣連通連通的氣體

對(duì)土的性質(zhì)影響不大封閉氣體：被土顆粒和水封閉的氣體

其體積與壓力有關(guān)。會(huì)增加土的彈性；阻塞滲流通道，降低滲透性溶解在水中的氣體吸附于土顆粒表面的氣體