土质土力学2土的物质组成和结构.pptx

土质(tǔzhì)土力学2土的物质组成和结构2.1土的基本特征
1、从地质观点分析，土具有如下共同特点：
1）土是地质历史的产物
土是由多种矿物自然集合而成的，它是在一定的地质历史时期内，经过各种复杂的自然因素的作用后形成的。不同类型的土，其形成时间(shíjiān)、地点、环境及方式不同，各种矿物在质量、数量和空间排列上都有一定的差异，因而工程性质也有所不同。因此，成因类型和地质历史的研究是分析鉴定土的工程性质的基础。形成过程：无机土来自岩石的物理风化和化学风化,有机土中的有机物来自植物、小动物的骨骼和外壳。
形成过程中仍残留(cánliú)原地的称为残积土。
由风、水、波浪、冰川或重力搬运而形成的沉积物称为运积土。松散(sōngsǎn)沉积物类型：通常，流水搬运、沉积形成的土如洪、冲积土的工程性质要好于风力(fēnglì)搬运、沉积形成的土，也好于湖积和海积土；沉积年代久远的土的工程性质要优于新近形成的土；不同的自然条件下形成的土的性质有较大的差异，各地往往存在一些特殊性土，其性质常常较一般土差。2）土是相系组合体

土是由三相(sānxiānɡ)（固、液、气）或四相（固、液、气、有机质）所组成的体系：相系之间往往存在复杂的物理—化学作用。因此，土的相系之间质和量的变化是鉴定其工程性质的一个重要依据。

在研究土时，必须对同时(tóngshí)存在的三相的质与量以及它们之间的相互作用一并加以研究。3）土是分散体系

由二相或更多相所构成的体系，其一相或某一些相分散在另一相中，称为分散体系。多相组成的土是分散体系。
根据(gēnjù)固相土粒的大小程度，将土划分为：
粗分散体系(>2m)
细分散体系(2~0.1m)
胶体体系(0.1~0.01m)
分子体系(<0.01m)。
分散体系的性质随着分散程度的变化而变化。研究表明，粗分散体系与细分散体系及胶体体系的差别很大。细分散体系和胶体体系具有许多的共性。因此，一般将细分散体系和胶体体系合并在一起作为土的细分散部分加以研究。
土的细分散体系具有特殊的矿物成分，具有很高的分散性和比表面积，因而(yīnér)具有巨大的表面能。当细分散颗粒与水作用时，在固、液相界面上具有很强的物理—化学活性。土中细分散颗粒含量的增多是形成黏性土工程性质的决定因素。任何土类具有存在一定的能量，在砂土(shātǔ)和黏性土中，其总能量是由内部能量和表面能量之和构成的。内部能量与其土粒体积成正比，而表面能量则与土粒的表面积成正比。
砂土(shātǔ)及其它碎屑土的比表面积很小，所以表面能有限，砂土(shātǔ)在物理—化学方面，很大程度上是惰性的、不亲水的。
黏性土的比表面积和表面能均很大，因此，具有较大的物理—化学活性和亲水性，表现为极强的黏着性和塑性。4）土是多矿物组合体
土中含有(hányǒu)5~10种甚至更多的矿物，其中除原生矿物外，次生黏土矿物是主要成分。黏土矿物的粒径很小(<0.002mm)，遇水容易呈现胶体化学特性，在土粒之间形成一种特殊的连接，使黏性土表现出复杂多变的工程性质。2、土与其它连续介质的建筑材料（如钢材等）相比，具有以下三个方面的工程特性：
1）压缩性高——在相同外部荷载作用下，土的压缩量远大于常用(chánɡyònɡ)的建筑材料如混凝土，反映在变形模量E上，土的压缩模量较建筑材料要小，而且不同类型的土之间的压缩性存在较大的差别。
2）强度低——土的抗剪强度远小于建筑材料的抗剪强度。这是因为，土粒之间的摩擦力和黏聚力（土粒间的结合力）通常较小。
3）透水性大——土属于多孔介质，内部存在无数的相互连通的孔隙。这些孔隙是透水的。土的透水性与土的粒度成分、结构、构造等有关。2土的物质(wùzhì)组成和结构2.2土的粒度成分
1、粒径
土粒的大小用其直径表示，称为(chēnɡwéi)粒径，又称粒度。

一般用土粒能通过的最小筛孔的直径，或土粒在静水中具有相同下沉速度的当量球体直径表示——原因是颗粒形状多样土的粒度变化范围极大(jídà)。大到数百至数千mm的漂石、块石，小到不足千分之一的黏土颗粒。

随着粒径的变化，土的成分和工程性质也随之变化。不同粒径的土粒具有不同的成分和性质。巨大(jùdà)的砾石—漂石/扫描电镜2、粒组划分与粒度(lìdù)成分
(1)粒组
按粒径的大小划分的组称为粒组。也就是将土中的颗粒按粒径分成若干个粒径区段，每一个区段中所包括的这些大小的颗粒称为粒组，即土中颗粒直径界于某粒径区间的所有颗粒。

土的粒度(lìdù)成分实际上是不同粒组所占的比例关系。我国《土的工程(gōngchéng)分类标准》（GB/T50145-2007）中的粒组划分方案见下图：(3)粒度成分
土的工程性质(xìngzhì)与构成土的各种粒径的相对含量有关，即与各种粒径在土