第1章土性质及工程分类
第1章土性质及工程分类
• 坡积土是高处的风化碎屑物在雨、雪水或本身重力的作用下搬运而成
的山坡堆
积物。
• (3)洪积土(图1.3)
图1.1 残积土
图1.2 坡积土
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图1.3 洪积土
• 洪积土是指在山区或高地由暂时性水流(山洪急流)作用，将大量的残 积物、坡积物搬运堆积在山谷中或山前平原上的堆积物。
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1.1 土的三相组成
土的三相： （1）固相（Solid phase） ——土颗粒骨架 （skeleton of soil particles） （2）液相（Liquid phase） ——水（Water） （3）气相（Gaseous phase） ——空气（Air）
Si Si Al Al Si Si
² 高岭石 ² 蒙特石 ² 伊利石
• 晶层间是O2-对O2-的连结，联结力很 弱，水很容易进入晶层之间。
• 每一颗粒能组叠的晶层数较少。颗粒 大小约为0.1-1 ，厚约0.0010.01。
• 主要特征：颗粒细微，具有显著的 吸水膨胀、失水收缩的特性， 或者说亲水能力强。
高于蒙特石，其特征也介于两者 之间。
粘土矿物
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？？？
• 亲水性最强的粘土矿物是： A、高岭石 B、蒙脱石 C、伊利石 D、方解石 答案：B
粘土矿物的亲水性强是指其吸水膨胀、失水收缩性强。三种主要粘土 矿物中，亲水性最强的是蒙脱石，最弱的是高岭石，伊利石居中。
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重力起主导作用
粒间力起 主导作用
土的结构 第1章土性质及工程分类
土的成因 • 土的形成要经历风化、剥蚀、搬运、沉积等作用过程。 • (1)残积土(图1.1) • 残积土是残留在原地未被搬运的那一部分岩石风化剥蚀后的碎屑堆积
物，其成分与母岩相同，一般没有层理构造，均质性差，孔隙度较大， 作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。 • (2)坡积土(图1.2)
• (4)冲积土(图1.4)
• 冲积土是由河流流水的地 质作用，将两岸基岩及其 上部覆盖的坡积、洪积物 质剥蚀后搬运沉积在河流 平缓地带形成的沉积物。
图1.4 冲积土
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残积和坡积物
坡积物
洪积平原
湖沼
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冰川冰碛
沙漠
云南红土
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沙滩
黄土
红粘土
第一章 土的物理性质及工程分类
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物理性质
土的ห้องสมุดไป่ตู้质包括 力学性质 水理性质
工程性质
土是由固体颗粒、水和空气 组成的三相体系
土
三相体系决定了土的物理性质 （轻重、疏密、干湿、软硬）
土的物理性质又决定了土的力学性质
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本章主要介绍
土的组成及土的结构 土的物理性质指标 无粘性土的密实度 粘性土的物理特性
粘 土 矿 物 第1章土性质及工程分类
依硅片和铝片组 叠形式的不同， 可分成如下三种 类型：
² 高岭石 ² 蒙特石 ² 伊利石
2:1的三 层结构
Si Si Al Al Si Si
钾离子
Si Si Al Al Si Si
• 是云母在碱性介质中风化的产物。 • 与蒙特石相似，由两层硅片夹一层
铝片所形成的三层结构，但晶层之 间有钾离子连结。 • 主要特征：连结强度弱于高岭石而
地基(岩)土的工程分类
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概述
土是风化的产物， 是由固体颗粒、水和空 气组成的三相体系。
在外力作用下，土体并不显示 为一般固体的特性，也不表现 为一般液体的特性，因此，在 研究土的工程性质时，既有别 于固体力学，也有别于液体力 学。
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土的概念 • 土是地壳表层母岩风化后的产物，是各种矿物颗粒(土粒)的集合体，
Al Al
硅片简图
铝片的结构
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(b) Illite
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依硅片和铝片组叠 形式的不同，可分 成如下三种类型：
² 高岭石 ² 蒙特石 ² 伊利石
1:1的两 层结构
Al Al Si Si
高岭 石微粒
Al Al Si Si Al Al Si Si
• 晶层间通过氢键联结，联结力强，晶 格不能自由活动，水难以进入晶格间
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固体颗粒
土中水 土中气体
固相
液相 气相
构成土体骨架 起决定作用
重要影响
次要作用
饱和土 ：土体孔隙完全被水充满 干 土 ：土体孔隙完全被气充满 非饱和土：孔隙中水和气均存在
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1.1.1土的固体颗粒（固相） 土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况 ，是决定土的物理力学性质的重要因素。
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原生矿物：岩浆在喷出后，经冷凝过程形成的矿物。 次生矿物 ：原生矿物经过化学风化后，形成的新的矿物。
原生矿物 - 石英、长石、云母等
固体成分
矿物质 次生矿物
有机质
无定形氧化物胶体 可溶盐 粘土矿物
具有和原生矿物很不相同的特性 对粘土性质的影响很大
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粘土矿物是一种复合的铝-硅酸盐晶体，颗粒呈片状，是由 硅片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊利 石和蒙特石三种类型。
² 硅片
氧离子O2硅离子Si4+
Si Si
² 铝片
硅-氧四面体 硅片的结构
硅片简图
硅片的结构
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粘土矿物是一种复合的铝-硅酸盐晶体，颗粒呈片状，是 由硅片和铝片构成的晶包所组叠而成，可分成高岭石、伊 利石和蒙特石三种类型。
² 硅片
OH1铝离子Al3+
² 铝片
铝-氢氧八面体 硅片的结构
• 能组叠很多晶层，多达百个以上，成 为一个颗粒。颗粒长宽约0.3-3，厚 约0.03-1。
• 主要特征：颗粒较粗，不容易吸水 膨胀和失水收缩，或者说亲水 能力差。
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依硅片和铝片组叠 形式的不同，可分 成如下三种类型：
2:1的三 层结构
Si Si Al Al Si Si
数层 水分子
包括岩石经物理风化崩解而成的碎块以及经化学风化后形成的细粒物
土 质，粗至巨砾，细至黏土，统称为 。
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过程、条件
土的组成、结构 和物理力学性质
风化、搬运、沉积
岩石
地质成岩作用
土
土的形成 第1章土性质及工程分类
土的结构
土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
粗粒土的结构 单粒结构
细粒土的结构 分散结构 凝聚结构
• 粒组 按粗细进行分组，将粒径接近的归成一类 • 界限粒径
