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第二章土的三相组成
土是由固体相、液体相、气体相组成的三相体系。
固体相指土中的矿物颗粒,简称土粒。它构成土的骨架,称为土骨架。
液体相由水溶液组成,可分为强结合水、弱结合水、毛细水、重力水等。
气体相由空气和其它气体构成。
土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的物理力学性质有明显影响
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1、土的沉积与成岩作用
岩石经风化形成土,土经过搬运和沉积,然后经成岩作用又形成岩石。风化形成的碎屑物在各种动力的搬运下,被搬运到地表低凹的地方,主要是湖盆和海盆地沉积下来。沉积后的碎屑物处在一个新的、改变了的物理化学环境中,再经过一系列的变化,最后固结成坚硬的沉积岩。这个变化改造过程称为成岩作用。
沉积物在固结成岩过程中的变化是很复杂的,主要有以下几种作用:
1、压固脱水作用
2、胶结作用
3、重结晶作用
4、沉积岩新矿物的形成
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1、土的沉积与成岩作用
工程上所遇到的大多数土都是在第四纪地质年代内所形成的。第四纪地质年代的土又可分为更新世与全新世两类。
更新世(~71万年)及其以前的土,应为老沉积土。
。在有人类文化期以来的土称为新近代沉积土。
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2、不同生成条件下土的特点
土从其形成条件来看可以分为两大类:残积土和搬运土。
1、残积土指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或细小颗粒后,未经搬运,残留在原地的堆积物。其特点是颗粒表面粗糙、多棱角、粗细不均、无层理。
2、搬运土指风化后的土颗粒,受自然力作用,被搬运到远近不同的地点沉积的堆积物。其特点是颗粒经滚动和磨擦而变圆滑。在沉积过程中因受水流等自然力的分选作用而形成颗粒粗细不同的层次,粗粒下沉快,细粒下沉慢而形成不同粒径的土层。搬运和沉积过程对土的性质影响很大。
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2、不同生成条件下土的特点
搬运土根据搬运动力的不同,可分为以下几类:
坡积土残积土受重力和雨水或雪水作用,被挟带到山坡或坡脚聚集起来的堆积物。由于搬运距离短,颗粒尺寸相差大,性质很不均匀。
风积土由风力带动土粒经过一段搬运再沉积下来的土。分两类:1)砂粒大小的土层,形成砂丘,在风力的推动下随时改变形状和位置。2)黄土,由干旱地带的粉粒大小的土粒经风力长距离搬运沉积而成,在全球广泛分布。其特点是孔隙大、密度低,干燥时土粒间有胶结,强度较大;遇水后,胶结作用降低或丧失,因而强度大多削弱并产生较大变形。在处理黄土时要注意这一点。
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冲积土由江、河水流搬运所形成的沉积物,分布在山谷、河谷和冲积平原上的土都属于冲积土。这类土由于经过较长距离的搬运,磨圆度和分选性都较好,常形成沙层和粘土层交叠的地层。
洪积土残积土和坡积土受洪水冲刷,并被挟带到山麓处沉积的堆积物。具一定分选性,搬运距离近的沉积颗粒较粗,力学性质较好;远的则较细,力学性质较差
湖泊沼泽沉积土在极为缓慢水流或静水条件下沉积形成的堆积物。颗粒较细,并常伴有有机物,成为淤泥或淤泥质土,工程性质很差。
海相沉积土由水流到大海沉积起来的堆积物。颗粒细,表层土质松软,工程性质较差。
冰积土由冰川或冰水挟带搬运所形成的沉积物,颗粒粗细变化大,土质变化不均。
2、不同生成条件下土的特点
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目录
第一节土的颗粒级配
第二节土的矿物成分
第三节土中的水
第四节土的结构
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第一节土的颗粒级配
一、粒组的划分
自然界中土一般都是由大小不等的土粒混合而组成的,也就是不同大小的土颗粒按不同的比例搭配关系构成某一类土,比例搭配(级配)不一样,则土的性质各异。
土粒的大小通常以粒径表示,以mm为单位。
土粒按粒径大小分为若干组别,称为粒组。粒组就是一定的粒径区段,以毫米表示。
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符合粒径变化所引起的质的变化规律,即每个粒组的成分与性质无质的变化,具相同或相似的成分与性质;
与粒组的分析技术条件相适应,即不同大