土的形成与三相组成

《路基路面试验与检测》课程主讲：张小利土的形成与三相组成《路基路面试验与检测》课程1、土的形成目录2、土的三相组成目录

1.土的形成《路基路面试验与检测》课程土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物。

1.土的形成《路基路面试验与检测》课程岩石通过风化作用（物理风化、化学风化和生物风化），变成碎块、碎屑、颗粒状态，同时发生质变，经过自然力的搬运，在新的环境中形成沉积或堆积，由于时间经历短，固结压密和胶结作用还不够，不具备成岩条件而呈松散的颗粒状态，含有水和气体，形成了土。岩石碎屑物理、化学、生物风化作用堆积、搬运、沉积

1.土的形成《路基路面试验与检测》课程

物理风化化学风化生物风化岩石和土的粗颗粒受各种气候（风、霜、雨、雪）等物理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、崩解为碎块是颗粒大小发生量的变化矿物成分与母岩相同，称原生矿物产生无粘性土

1.土的形成《路基路面试验与检测》课程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，形成新的矿物颗粒成分发生质的变化矿物成分与母岩不同，称次生矿物形成十分细微的土颗粒，最主要为粘性颗粒及可溶盐类

物理风化化学风化生物风化风化作用

1.土的形成《路基路面试验与检测》课程包括植物、动物和土壤微生物的作用可加剧物理和化学风化构成土中有机质和营养物质的生物循环导致腐殖质的形成，改变土壤的结构风化作用

物理风化化学风化生物风化

1.土的形成《路基路面试验与检测》课程生物风化物理风化化学风化矿物成分未变无粘性土原生矿物矿物成分改变粘性土次生矿物有机质2.土的三相组成《路基路面试验与检测》课程气相固相液相++构成土骨架，起决定作用重要影响（主要是水，溶解有少量的可溶盐）土体2.土的三相组成《路基路面试验与检测》课程气相固相液相++土体湿土。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。什么是液化？2.土的三相组成《路基路面试验与检测》课程

如果饱和疏松的土是由细砂粒或粉砂粒所组成，在强烈的振动作用下，土的结构会突然破坏变成流动状态，引起所谓“砂土液化”现象，使地基失去承载力，在地震区将会引起震害。1964年6月16日，日本新泻发生里氏7.5级地震后，因地基土发生液化所造成的破坏。2.土的三相组成-土的固体颗粒《路基路面试验与检测》课程

土的矿物成分

次生矿物固体颗粒矿物质有机质原生矿物：石英、长石、云母等粘土矿：蒙脱石、伊利石、高岭石等可溶盐：NaCl、CaCO3等无定形氧化胶体《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土的固体颗粒

颗粒较粗，多呈浑圆形状

吸附水的能力弱，无塑性石英云母长石《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土的固体颗粒

颗粒极细，且多呈片状

性质活泼，吸附水能力强蒙脱石伊利石高岭石《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土的固体颗粒

土的粒组划分工程经验：矿物成分不同，土颗粒的大小不同、土的工程性质不相同

土的粒组划分工程上把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组划分粒组的分界尺寸称为界限粒径d(mm)砾石砂粒粉粒粘粒胶粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗

中

细粗

中

细0.075粗粒细粒粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称无粘性土。细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称粘性土。巨粒60《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土的固体颗粒

土的颗粒级配土的颗粒级配——土中各粒组占土粒总量的百分率《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土的固体颗粒筛分法沉降分析法适用于d=0.075mm~60mm适用于d<0.075mm颗粒分析实验直接测量法适用于d>60mm《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土的固体颗粒筛分法就是用一套标准筛子如孔直径(mm)：20、10、5.0、2.0、l.0、0.5、0.25、0.1、0.075，将烘干且分散了的200g有代表性的试样倒入标准筛内摇振，然后分别称出留在各筛子上的土重，并计算出各粒组的相对含量，即得土的颗粒级配。105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%958778665536筛分法原理图筛分法《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土的固体颗粒颗粒级配曲线的分析a曲线较平缓，粒径范围广，粒径相差较大，土粒不均匀，土的密实性较好b曲线较陡，粒范围狭窄，粒径相差小，土粒较均匀，土颗粒级配不良《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土中水土中水结合水自由水强结合水弱结合水重力水毛细水《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土中水-强结合水：排列致密，密度>1g/cm3

冰点处于零下几十度完全不能移动，具有固体的特性温度略高于100°C时可蒸发-弱结合水：受电场引力作用，为粘滞水膜外力作用下可以移动不因重力而流动，有粘滞性粘土颗粒-----------------++++引力d水分子阳离子强结合水弱结合水自由水土中水–

结合水结合水：受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动的水《路基路面试验与检测》课程2.土的三相组成-土中水毛细水：由于土体孔隙的毛细作用升至自由水面以上的水。毛细水承受表面张力和重力的作用重力水：自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用下可在土中自由流动自由水：不受颗粒电场引力作用的孔隙水hc毛细水重力水土中水–

自由水《路基路面试验与检测》课程3.土的三相组成-土中气自由气体：与大气连通连通的气体

对土的性质影响不大封闭气体：被土颗粒和水封闭的气体

其体积与压力有关。会增加土的弹性；阻塞渗流通道，降低渗透性溶解在水中的气体吸附于土颗粒表面的气体