第九講土的三相組成工程巖土在線開(kāi)放10課件

第九講土的三相組成主講教師：王琛艷《工程巖土》在線開(kāi)放課程學(xué)習(xí)內(nèi)容一土的固體礦物顆粒(固相)二土中水（液相）土中氣體（氣相））三氣體Air三相草圖液體

Water固體Solidma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVnV體積土的三相組成1、固體礦物顆粒(固相)土中的固體礦物顆粒構(gòu)成土的骨架，其粒度成分、礦物成分決定著土的工程性質(zhì)。其中，粒度成分指的是土顆粒的大小以及粒組成分的分析。土中礦物成分主要分為原生礦物和次生礦物。2006020520.50.250.0750.002(mm)

巨粒組粗粒組細(xì)粒組漂石（塊石）卵石（小塊石）礫（角礫）砂粉粒黏粒粗中細(xì)粗中細(xì)2、

土中水

土中水處于不同位置和溫度條件下，可具有不同的物理狀態(tài)——固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。液態(tài)水是土中孔隙水的主要存在狀態(tài)，因其受土粒表面雙電層影響程度的不同可分為結(jié)合水、毛細(xì)水、重力水。后兩者也稱(chēng)為非結(jié)合水（自由水）。土中水礦物成分水

孔隙中的水

結(jié)晶水

沸石水

液態(tài)水

固態(tài)水

氣態(tài)水

結(jié)合水

自由水

弱結(jié)合水

強(qiáng)結(jié)合水

毛細(xì)水

重力水

2.土中的水粘性土的性質(zhì)結(jié)構(gòu)水

（1）結(jié)合水

土顆粒表面帶有一定的電荷，當(dāng)土粒與水相接觸時(shí)，由于靜電作用力，將吸引水化離子和水分子，形成雙電層，在雙電層影響下的水膜稱(chēng)為表面結(jié)合水。雙電層的厚薄也反映了結(jié)合水的厚薄，結(jié)合水具有與一般自由水不同的性質(zhì)，其密度較大、粘滯度高、流動(dòng)性差、冰點(diǎn)低、比熱較大、介電常數(shù)較低。這種差異隨距離增加而減弱。

結(jié)合水分為:強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水(1)強(qiáng)結(jié)合水（吸著水）：指緊靠土粒表面的結(jié)合水1）沒(méi)有溶解鹽類(lèi)的能力，2）不能傳遞靜水壓力，3）只有吸熱變成蒸汽時(shí)才能移動(dòng)。(2)弱結(jié)合水（薄膜水）弱結(jié)合水緊靠于強(qiáng)結(jié)合水的外圍形成一層結(jié)合水膜。它仍然不能傳遞靜水壓力，但水膜較厚的弱結(jié)合水能向臨近的較薄的水膜緩慢移動(dòng)。當(dāng)土中含有較多的弱結(jié)合水時(shí)，土則具有一定的可塑性。砂土比表面積較小，幾乎不具可塑性，而粘土的比表面積較大，其可塑性范圍較大。弱結(jié)合水離土粒表面積愈遠(yuǎn)，其受到的電分子吸引力愈弱小，并逐漸過(guò)渡到自由水。（2）自由水(非結(jié)合水)

在雙電層影響以外的水為自由液態(tài)水，它主要受重力作用的控制，土粒表面吸引力居次要地位，這部分水稱(chēng)為非結(jié)合水，它包括毛細(xì)水和重力水。(1)毛細(xì)水

毛細(xì)水是受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水。毛管現(xiàn)象是毛細(xì)管壁對(duì)水的吸力和水的表面張力共同作用的結(jié)果。(2)重力水

重力水是存在于地下水位以下的適水土層中的地下水。它是在重力或壓力差作用下運(yùn)動(dòng)的自由水，對(duì)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響。土中氣體存在于土孔隙中未被水占據(jù)的部分，分為與大氣連通的非封閉氣體和與大氣不連通的封閉氣體（1）非封閉氣體：受外荷作用時(shí)被擠出土體外，對(duì)土的性質(zhì)影響不大

（2）封閉氣體：受外荷作用，不能逸出，被壓縮或溶解于水中，壓力減小時(shí)能有所復(fù)原，對(duì)土的性質(zhì)有較大的影響，使土的滲透性減小，彈性增大和延長(zhǎng)土體受力后變形達(dá)到穩(wěn)定的歷時(shí)3.土中的氣體

土有三個(gè)組成部分：固相、液相和氣相

小結(jié)1.固體顆粒2.土