3土的物理性质与工程分类工程地质与土力学69课件.pptx
工程地质与土力学
主讲人：熊熙
3-土的物理性质与工程分类
任务
土的三相组成
（一）土的形成
形成过程
形成条件
物理力学性质
影响
土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物
搬运、沉积
风化
土的三相组成
1.风化作用
生物风化
物理风化
化学风化
无粘性土
原生矿物
粘性土
次生矿物
风化作用分类
有机质
岩石和土的粗颗粒受各种气候因素的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程中因碰撞和摩擦而破碎。
特点：只改变颗粒的大小和形状，不改变矿物颗粒的成分。
母岩表面和碎散的颗粒受环境因素的作用而改变其矿物的化学成分，形成新的矿物。
经化学风化生成的土为细粒土，具有粘结力。
动植物活动引起的岩石和土体粗颗粒的粒度或成分的变化
土的三相组成
残积土
无搬运
运积土
有搬运
土质较好
残积土
强风化
弱风化
微风化
母岩体
颗粒表面粗糙
多棱角
粗细不均
无层理
母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小颗粒后，未经搬运残留在原地的堆积物
风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物
2.搬运与沉积
土的三相组成
气相
固相
液相
+
+
构成土骨架，起决定作用
重要影响
土体
次要作用
土体三相组成示意图
湿土。是一种非饱和土。若为粘土多为可塑性土。
液相为零，为干土。此时粘土呈坚硬状态，砂土呈松散状态。
气体为零，为饱和状态。此时粉细砂或粉土在震动下容易产生液化。
土的三相比例不同，其性质不同
3.土的三相组成
土的三相组成
土体中的气体是指存于土体空隙中未被水占据的部分,存在形式有两种:
自由气体:与大气相通,对土的性质影响不大
封闭气体:与大气隔绝,增大土体的弹性和压缩性
土体中气体
（1）土体中气体(气相)
土的三相组成
强结合水
弱结合水
重力水
毛细水
土中的水即为土体中的液相。
结合水吸附在土颗粒表面的水
（2）土体中水(液相)
土的三相组成
自由水电场引力作用范围之外的水
根据土体中水分子受到电场力的作用大小,土体中的水主要可以分为:
结合水
排列致密、定向性强
土密度1.2~2.4g/cm3
冰点-76℃
具有极大的粘滞性和固体的特性
温度高于100°C时可蒸发
强结合水
位于强结合水之外，电场引力作用范围之内
土密度1.0~1.7g/cm3
冰点-20~30℃
外力作用下可以移动
不因重力而移动，有粘滞性
弱结合水
矿物颗粒对水分子的静电引力作用
土的三相组成
土中毛细现象
毛细水
分布在土粒内部相互贯通的孔隙可以看成许多形状不一、直径互异、彼此连通的毛细管
上升高度:
毛细升高与孔径成反比
粘土
粉土
砂土
砾石
分析对象:水柱
T为表面张力
土的三相组成
物理状态力学特性
（3）固体矿物颗粒(固相)
土的三相组成
矿物成分
土是岩石风化的产物，土粒的矿物成分取决于成土母岩的矿物成分风化后的风化作用，一般可分为两类
粒径级配
颗粒形状
原生矿物：石英、长石、云母；岩石物理风化生成的土粒。
次生矿物：化学风化的产物，性质与母岩完全不同，一般为粘土矿物
土的级配指各粒组的相对含量，用土粒总重的百分数表示。
原生矿物：圆状、浑圆状、棱角状
次生矿物：针状、片状、扁平状·
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
土的三相组成
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单元3：土的物理性质与工程分类