《土的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)構(gòu)造》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第一節(jié)土的形成與物質(zhì)組成一、土的形成“土”一詞在不同的學(xué)科領(lǐng)域有其不同的涵義。就土木工程領(lǐng)域而言，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。土與巖石的區(qū)分僅在于顆粒間膠結(jié)的強(qiáng)弱。物理風(fēng)化——指巖石經(jīng)受風(fēng)、霜、雨、雪的侵蝕，溫度、濕度的變化、不均勻膨脹與收縮，使巖石產(chǎn)生裂隙，崩解為碎塊。這種風(fēng)化僅改變顆粒大小與形狀，不改變原來礦物成分。生成的土呈松散狀態(tài)，無粘性土?；瘜W(xué)風(fēng)化——指巖石碎屑與空氣、水和各種水溶液相接觸，經(jīng)氧化、碳化和水化作用，改變原來礦物成分，形成新的礦物（次生礦物）。生成的土

2、為細(xì)粒土，粘性土。生物風(fēng)化——由動物、植物和人類對巖體的破壞。第一章土的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)構(gòu)造1巖石物理風(fēng)化化學(xué)風(fēng)化土原生礦物次生礦物顆粒通常是由一種或幾種原生礦物所組成，它的成分與母巖的相同，顆粒一般較粗，吸附水的能力弱，性質(zhì)比較穩(wěn)，無塑性?；瘜W(xué)風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生質(zhì)的變化物理風(fēng)化僅使巖石產(chǎn)生量的變化原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化生成的新礦物，它的成分與母巖的完全不同。顆粒極細(xì)，性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的吸附水能力，具塑性。土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時，土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化土粒的大小及其組成粘土顆粒性質(zhì)23二、土的物質(zhì)

3、組成4第二節(jié)土的粒度成分一土的顆粒級配1.土顆粒的大小直接決定土的性質(zhì).2.粒徑——顆粒直徑大小.3.界限粒徑——劃分粒組的分界尺寸。4.粒組——將粒徑大小接近、礦物成分和性質(zhì)相似的土粒歸并為一個組別即稱為粒組?？蓜澐郑?002020.050.005mm漂石卵石礫石砂粒粉粒粘粒565.顆粒級配——土粒的大小及組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量來表示，稱為土的顆粒級配?！窦壟涞臏y試方法：—篩析法（>0.075mm),比重計(jì)法(<0.075mm)7二級配曲線據(jù)顆粒分析試驗(yàn)結(jié)果，繪制土的粒徑級配曲

4、線。用半對數(shù)坐標(biāo)繪制。縱坐標(biāo)表示小于某粒徑的土重占總土重的百分?jǐn)?shù)，橫坐標(biāo)用對數(shù)坐標(biāo)表示土的粒徑。8①不均勻系數(shù)定義為（Cu）②曲率系數(shù)定義為（Cc）式中：d60—限定粒徑。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60%時，相應(yīng)的粒徑稱為d60。d10—有效粒徑。當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為10%時，相應(yīng)的粒徑稱為d10。d30—當(dāng)小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為30%時的粒徑用d30表示。9●不均勻系數(shù)Cｕ反映大小不同粒組的分布情況。Cｕ越大表示土粒大小的分布范圍越大、其級配越良好，作為填方工程

5、的土料時，則比較容易獲得較大的密實(shí)度。●曲率系數(shù)Cc描寫累積曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。曲線平緩，粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻。顆粒級配可以在一定程度上反映土的某些性質(zhì)。對于級配良好（Cｕ>5，且Cc=1-3)的土，較粗顆粒間的孔隙被較細(xì)的顆粒所填充，因而土的密實(shí)度較好，相應(yīng)的地基土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性也較好．透水性和壓縮性也較小，可用作堤壩或其它土建工程的填方土料。10第三節(jié)土的礦物成分和化學(xué)成分一土的礦物成分土中的固體顆粒是由礦物構(gòu)成的。按其成因和成分可分為原生礦物、次生礦物、有機(jī)質(zhì)等。（

6、一）原生礦物土中的原生礦物是巖石風(fēng)化過程中的產(chǎn)物，保持了母巖的礦物成分和晶體結(jié)構(gòu)，常見的如石英、長石、角閃石、云母等。這些礦物是組成土中卵石、礫石、砂粒和某些粉粒的主要成分。11原生礦物的主要特點(diǎn)是：顆粒粗大，物理、化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，抗水性和抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，親水性弱或較弱。它們對土的工程性質(zhì)的影響比其它幾種礦物要小得多，主要差別表現(xiàn)在顆粒形狀、堅(jiān)硬程度和抗風(fēng)化穩(wěn)定性等幾方面。例如，分別由石英和云母類礦物組成的土，盡管土的粒度成分和密實(shí)度相同。但由于石英的堅(jiān)硬程度、抗風(fēng)化能力遠(yuǎn)大于云母，故主要由石

7、英顆粒組成的土，其強(qiáng)度將遠(yuǎn)大于由云母顆粒組成（或含云母較多）的土，其變形相應(yīng)也小得多。12（二）次生礦物母巖風(fēng)化后及在風(fēng)化搬運(yùn)過程中，如果原來的礦物因氧化、水化及水解、溶解等化學(xué)風(fēng)化作用而進(jìn)一步分解，就會形成一種新礦物，這就是次生礦物，其顆粒比原生礦物細(xì)小得多。自然界土體中常見次生礦物又分為兩種類型:可溶性次生礦物,通常以離子狀態(tài)存在于土的孔隙溶液中。陽離子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等，陰離子有C1-、SO42+、HCO3-、S2-等。不可溶性次生礦物,包括游離氧化物和粘土礦物

8、。13（1）游離氧化物這是由三價(jià)的Fe、Al，二價(jià)的Si和O、OH、H2O等組成的礦物，如針鐵礦（Fe2O3·H2O）、褐鐵礦（Fe2O3·3H2O）、三水鋁石（Al2O3·2H2O）、二氧化硅（SiO2·nH2O）等。（2）粘土礦物粘土礦物是原生礦物長石、云母等硅酸鹽礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化形成的，硅酸鹽礦物由兩部分構(gòu)成，即硅氧四面體和鋁氫氧八面體。14硅氧四面體：由一個硅原子和四個氧原子以相等距離堆成四面體形狀，硅居其中央，氧占據(jù)四個頂點(diǎn)（圖2-2a）。四面體中的三個氧被共用，橫向連結(jié)成六角形的網(wǎng)格（