土的三相组成

土的组成与物理性质测试土的三相组成土的三相组成土一般是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。

(特例：干土与饱和土)1.土中固体颗粒：

土颗粒（矿物颗粒、有机质）构成土的骨架，其大小、形状、成分与组成决定土的物理力学性质。（1）矿物成分：原生矿物次生矿物石英、长石、云母粘土矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石）有机质形成、颗粒大小、亲水性、塑性、透水性、强度（2）土的粒度成分：粒度：天然土是由大小不同的颗粒组成，土粒的大小称粒度。几十厘米----小于几微米测定：平均粒径相对含量①粒组划分：工程上将物理力学性质相近的颗粒划分为一组，称为粒组。细粒（粉粒：0.005＜d≤0.075；粘粒：d≤0.005）巨粒（漂石、块石：d＞200；卵石、碎石：60＜d≤200）粗粒（砾粒粗砾：20＜d≤60，细砾：2＜d≤20；砂粒：0.075＜d≤2）透水性大，无粘性。透水性大，无粘性。易透水，无粘性，松散。透水性小，稍有粘性。透水性很小，有粘性，可塑。土的分类标准（GB145-90）dmm卵石砾石砂粒粉粒粘粒胶粒20020.0750.0050.0020.250.5粗

中

细

粉0.1粗粒土细粒土20漂石建筑地基基础设计规范GB50007-2002dmm卵石砾石砂粒粉粒粘粒胶粒6020.0750.0050.0020.250.5520粗

中

细粗

中

细0.1粗粒土细粒土土工试验规程（SL237-1999）粒组统称粒组名称粒径d范围（mm）分析方法主要特征巨粒漂石（块石）粒d>200直接测定透水性很大，压缩性极小，颗粒间无粘结，无毛细性。卵石（碎石）粒20（60）<d≤200粗粒砾粒2<d≤20（60）筛

分

法透水性大，压缩性小，无粘性，有一定毛细性，上升高度不超过粒径。砂粒粗砂0.5<d≤2中砂0.25<d≤0.5细砂0.075<d≤0.25细粒粉粒0.005<d≤0.075静水沉降原理(密度计法)透水性小，压缩性中等，毛细上升高度大，微粘性。粘粒d≤0.005透水性极弱，压缩性变化大，具粘性和可塑性。土的粒组划分②土的颗粒分析试验方法筛分法：适用于粗粒土(>0.075mm)静水沉降分析法：适用于细粒土(<0.075mm)颗粒大小分析试验-----颗分试验②表述方法-----

粒径级配累积曲线土粒的大小及组成情况，决定土的性质。为确定土中各粒组的百分含量，要做颗粒分析试验。通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。105.02.01.00.50.250.1200g10161824223872P%958778665536粒径(mm)0.050.010.005百分数P(%)2613.510③颗粒级配：通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。特征粒径:

d50

:平均粒径d60:控制粒径d10

:有效粒径d30

不均匀程度：Cu=d60/d10连续程度:

Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系数—不均匀系数Cu

≥5,级配不均匀粗细程度：

用d50

表示

1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d50d10d30d60d10d30CuCc0.330.0050.063662.41斜率:

某粒径范围内颗粒的含量

陡—相应粒组质量集中

缓--相应粒组含量少

平台--相应粒组缺乏连续程度:Cc=d302

/(d60×d10)

—曲率系数较大颗粒缺少Cc

减小较小颗粒缺少Cc

增大Cc=1~3,

级配连续性好1009080706050403020100小于某粒径之土质量百分数（％）105.01.00.50.100.050.010.0050.001粒径(mm)土的粒径级配累积曲线d60d10d30曲线d60d10d30CuCcL0.330.0050.081663.98M0.0632.41R0.0300.545土中水矿物成分水

孔隙中的水

结晶水

沸石水

液态水

固态水

气态水

结合水

非结合水

强结合水

弱结合水

毛细水

重力水

2.土中液相：结构水

2.土中液相：土中水矿物中的结合水土孔隙中的水结构水：以氢离子和氢氧根离子存在于矿物晶格中沸石水：以水分子形式存在于矿物晶胞中，80-120度结晶水：以水分子形式存在于矿物晶格架中，400度液态水

固态水

气态水

结合水

自由水

强结合水

弱结合水

毛细水

重力水

2.土中液相：水分为固态水（冰）气态水（孔隙中水气）液态水（有以下两种存在方式，影响土性）。

（1）结合水强结合水：紧靠土粒表面（受电场作用力很大）排列致密近于固体特征，不传递静水压力，105度才蒸发，密度>1g/cm3（1.2-2.4），冰点-78度，具有很大的粘滞性和弹性，抗剪强度高。弱结合水：强结合水外，受电场作用减小，呈粘滞状态，对粘性土物理力学性质影响大。重力水：地下水位以下土孔隙中，服从重力规律，传递水压力，对土粒有浮力。毛细水：存在于地下水位以上土孔隙中（表面张力作用产生，可在土粒间空隙中自由移动，细粒土明显），注意防冻、防潮。

（2）自由水：电场范围之外，不受电场吸引，服从重力定律，传递静水压力，冰点0度，具溶解能力。3.土中气相自由气体：与大气连通，对土的性质影响不大封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道指充填在土的空隙中的气体。含气体的