【正文】 直。 ? 試樣中粗粒組含量大于 50%的土為 粗粒類土 。 ? 試樣中細(xì)粒組含量不小于 50%的土為 細(xì)粒類土 ?？衫?塑性圖 對(duì)細(xì)粒類土進(jìn)一步劃分。 ? 礫類土的分類 ： 土類 粒組含量 土類名稱 礫土 細(xì)粒含量 5% 級(jí)配 Cu?5， 1?Cc?3 級(jí)配良好礫土 級(jí)配不能同時(shí)滿足上述要求 級(jí)配不良礫土 含細(xì)粒土礫土 5%?細(xì)粒含量 15% 含細(xì)粒土礫土 細(xì)粒土質(zhì)礫土 15%?細(xì)粒含量50% 細(xì)粒組中粉粒含量不大于 50% 黏土質(zhì)礫土 細(xì)粒組中粉粒含量大于 50% 粉土質(zhì)礫土 ? 砂類土的分類 ： 土類 粒組含量 土類名稱 砂 土 細(xì)粒含量 5% 級(jí)配 Cu?5， 1?Cc?3 級(jí)配 良好 砂 土 級(jí)配不能同時(shí)滿足上述要求 級(jí)配 不良 砂 土 含 細(xì)粒土 砂 土 5%?細(xì)粒含量 15% 含 細(xì)粒土 砂 土 細(xì)粒土 質(zhì) 砂 土 15%?細(xì)粒含量50% 細(xì)粒組中粉粒含量不大于 50% 黏土 質(zhì) 砂 土 細(xì)粒組中粉粒含量大于 50% 粉土質(zhì) 砂 土 ? 2） 《 巖土工程勘察規(guī)范 》 (GB/T500072022)和 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 (GB/T500212022)分類 ? 粒徑在 度成分進(jìn)行分類和定名，粒徑在 以下的土則按照塑性指數(shù) Ip進(jìn)行分類和定名 。 （碎石土通常是性質(zhì)良好的土，砂土總體上是性質(zhì)良好的土） ? (1) 碎石土 ? 粒徑大于 2mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量的 50%的土稱為碎石土 。 ?粒徑 20mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量的 50%的土為卵石土（顆粒以圓形及亞圓形為主）或碎石土（顆粒以棱角形為主）。 ? (2) 砂土 ? 粒徑大于 2mm的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的 50%，粒徑大于 50%的土稱為砂土。 ?粒徑 總質(zhì)量的 50%的土為粗砂土。 ?粒徑 總質(zhì)量的 85%的土為細(xì)砂土。 ?土定名的原則： ?碎石土和砂土分類定名時(shí)，應(yīng)根據(jù)顆粒級(jí)配由大到小以最先符合者確定。土樣中 2mm的顆粒含量為8%+22%=30%，超過(guò)了 25%，但不到 50%，因此，該土樣應(yīng)定名為礫砂土。 粒徑 mm 5~2 2~ ~ ~ 質(zhì)量百分比 % 10 23 27 16 24 2 土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu) 土的基本特性 土的粒度成分 土的礦物成分 土的化學(xué)成分 土中的水和氣 土與水的相互作用 ? 土的礦物成分的類型 ? 土的固體顆粒的礦物來(lái)源于巖石的風(fēng)化產(chǎn)物。 ? 次生礦物 ：巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后，不僅顆粒變得細(xì)小了，而且其成分也發(fā)生了變化，形成的新礦物。 ? 腐殖質(zhì) ：風(fēng)化作用的進(jìn)一步發(fā)展往往有生物作用參與，形成土壤化作用，使土增加了有機(jī)成分，其顆粒很細(xì)小。 ? (1) 原生礦物 ? 類型： 主要為硅酸鹽等造巖礦物，常見(jiàn)的有石英、長(zhǎng)石、角閃石、云母等，有時(shí)有方解石、白云石等碳酸鹽礦物。漂石、塊石組則一般為巖屑成分，保持原巖的多礦物結(jié)構(gòu)。 ? 對(duì)土的工程性質(zhì)的影響主要取決于礦物顆粒的形狀、大小、排列、堅(jiān)硬程度和抗風(fēng)化穩(wěn)定性方面。 ?最主要的為黏土礦物，其次為倍半氧化物 R2O3（如 Fe2O Al2O3）及次生 SiO2。 ?黏土礦物對(duì)土的工程性質(zhì)影響很大，即使在土中含量不大，也能表現(xiàn)出明顯的控制作用。 ?倍半氧化物、次生 SiO2常以凝膠狀存在于土粒之間，使顆粒之間膠結(jié)， 可增強(qiáng)土粒的結(jié)構(gòu)連結(jié)，從而使土的強(qiáng)度增大、壓縮性減小 。 ? 可溶鹽在土中存在形式可以呈 層狀 或以分散狀態(tài) 存在于土顆粒之間。 ? 可溶鹽以溶液形式存在于土中時(shí)，對(duì)土的工程性質(zhì)的影響主要取決于溶液的離子成分與濃度，以及由其控制的離子交換性質(zhì)?？紫吨锌扇茺}濃度越低，離子成分的作用越大。另外， 可溶鹽 溶解在水中后會(huì)對(duì)混凝土及鋼筋等建筑材料 產(chǎn)生腐蝕作用 而破壞建筑物的基礎(chǔ)工程。方法有： ?對(duì)于易溶鹽可采用水溶液提取液法 ?中溶鹽和難溶液可采用酸提取液法 ?碳酸鹽含量不高時(shí)，可以通過(guò)測(cè)定其與酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的 CO2的量確定含量（氣量法）。 以腐殖質(zhì)為主 ，占有機(jī)質(zhì)總含量的 80~90%。在酸溶液中能凝聚成較大的球狀團(tuán)粒。 ? 部分有機(jī)質(zhì)以分子形式分散在水中，具有較強(qiáng)的活動(dòng)能力和酸性，能被土中的礦物尤其是黏土礦物顆粒表面吸附，形成礦物 — 有機(jī)質(zhì)組合體。 ? 有機(jī)質(zhì)對(duì)土的工程性質(zhì)的影響： ?黏土礦物顆粒吸附有機(jī)質(zhì)后，持水性、離子交換性能提高，顆粒間距增大，連接力減弱； ?土粒分散性提高，使土的塑性增強(qiáng)，滲透性能下降，壓縮性提高，強(qiáng)度降低。如細(xì)砂土中含少量的有機(jī)質(zhì)，就可具有流沙的特性。 ? 有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定： ?重鉻酸鉀容量法 ? 土的礦物成分與粒度成分的關(guān)系 ? 不同粒徑具有不同的礦物成分。石英的物理強(qiáng)度大，物理 — 化學(xué)穩(wěn)定性高，可存在于各粒組中。云母的物理強(qiáng)度低，一般只存在粉細(xì)砂中。次生礦物高嶺石可出現(xiàn)于粉粒組中。 ?黏粒組幾乎全部由次生礦物及有機(jī)質(zhì)組成。 黏土礦物的晶體結(jié)構(gòu)及其基本特征 ?黏土礦物的定義： ?是一類具有片狀或鏈狀結(jié)晶格架結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，是原生礦物長(zhǎng)石、云母等硅酸鹽礦物經(jīng)過(guò)化學(xué)風(fēng)化作用形成的新的次生礦物。 黏土礦物顆粒極細(xì)小 ， 一般都小于2?m， 呈扁平形狀 ， 比表面很大 ， 與水作用具有很強(qiáng)的物理 — 化學(xué)活性 ， 當(dāng)土中含少量黏土礦物時(shí) ， 就能改變土的許多重要性質(zhì) ， 如親水性 、 滲透性 、 塑性 、 膨脹性及強(qiáng)度等 。 ? 黏土礦物的研究意義 ： ?黏土礦物是構(gòu)成黏粒的主要礦物成分 ， 含黏土礦物的土的工程性質(zhì)很大程度上取決于黏土礦物 ， 以黏土礦物為主構(gòu)成的土的工程性質(zhì)復(fù)雜多變 。 ? 1） 黏土礦物的基本結(jié)構(gòu)類型 ? （ 1）黏土礦物晶胞的組成單元 ? 硅 — 氧四面體片 ?鋁（鎂） 氧（氫氧）八面體片 ? （ 2）四面體片和八面體片的排列方式 ? 配位相連形成結(jié)構(gòu)單元層，即單位晶胞。 ? 2）主要黏土礦物的結(jié)晶化學(xué)結(jié)構(gòu)特征及其性質(zhì) ? （ 1）高嶺石 ? 高嶺石具有典型的 1:1雙層層狀結(jié)構(gòu) 。因此，高嶺石晶胞間的連接力較強(qiáng)，晶胞間活動(dòng)性較弱，在與水相互作用時(shí)， 水分子不能進(jìn)入晶胞間，晶體不能產(chǎn)生層間膨脹，親水性小 。 高齡石與水作用所表現(xiàn)的物理 —化學(xué)活性弱?？傮w上，含高嶺石的黏性土的工程性質(zhì)不易因外界條件的變化而變化。 ? 晶胞間的連接弱，晶胞間具有異常大的活動(dòng)性，水分子及其他極性分子可進(jìn)入晶胞之間，使晶體發(fā)生膨脹。蒙脫石晶體可分裂形成更小的顆粒。 ? 同晶臵換是蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)的另一個(gè)特點(diǎn)。 蒙脫石與水作用時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的物理 — 化學(xué)活性，并對(duì)外部條件非常敏感。 ? （ 3）伊利石 (水云母 ) ? 伊利石的晶體結(jié)構(gòu)屬于 2:1三層層狀結(jié)構(gòu)。 K可起到連接相鄰晶胞的作用。 K 物理 — 化學(xué)性能界于蒙脫石與高嶺石之間。 ? 蒙脫石相鄰晶胞間距較大 ， 連接較弱 ，水分子易進(jìn)入晶體內(nèi)部 ， 故可形成較細(xì)小的顆粒 ， 比表面積較大 ， 親水性較強(qiáng) ，膨脹性顯著 ， 壓縮性高 ， 抗剪強(qiáng)度低 。 ? （ 5）黏土礦物對(duì)土的工程性質(zhì)的影響 ? 根據(jù) Guilloux， A（ 1978） 等的資料 ， 當(dāng)細(xì)砂中夾有黏土礦物時(shí) ， 將影響到砂土的承載力 。 ? 若夾雜有中等活動(dòng)性的伊利石 ， 只要細(xì)粒含量達(dá)到 8%就可使承載力較純砂土有顯著的差別 。 ? 3）黏土礦物的鑒定方法 ? 黏土顆粒細(xì)小、種類多、成分復(fù)雜，用偏光顯微鏡等方法難以鑒別其礦物成分。 ? 一般配合使用，互相對(duì)比參考，以取得較好的效果，即應(yīng)采用綜合分析方法。 ? 土中的化學(xué)元素都是以化合物的形式存在于土中。研究化學(xué)成分可以鑒別礦物種類，并進(jìn)一步研究黏粒與溶液的相互作用的特征，從而揭示土尤其是黏性土工程性質(zhì)的本質(zhì)。其成果為各元素的氧化物的含量，計(jì)算出 硅鋁率 (SiO2/R2O3)，判斷礦物種類。 2 土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu) 土的基本特性 土的粒度成分 土的礦物成分 土的化學(xué)成分 土中的水和氣 土與水的相互作用 ? 土中的水 ? 水是土中最為常見(jiàn)的液相。土的抗剪強(qiáng)度、壓縮性和滲透性都直接或間接地與土的含水量有關(guān)。 ? 土中的水可根據(jù)其儲(chǔ)存部位分為 ? 礦物中的結(jié)合水 ? 結(jié)構(gòu)水 ? 結(jié)晶水 ? 沸石水 ? 空隙中的水 ? 結(jié)合水 ? 毛細(xì)水 ? 重力水 ? 氣態(tài)水 ? 固體冰 ? 其中， 土粒表面的結(jié)合水對(duì)土尤其黏性土的工程性質(zhì)影響極大 。 與土中的液體相比，氣體對(duì)土的工程性質(zhì)的影響要小得多 。由于顆粒細(xì)小，接近于膠體的顆粒，因而表現(xiàn)出一系列膠體的特性。 ? 黏粒表面帶電的成因 ? 黏粒表面帶電主要的 4種途徑： ? 1） 選擇性吸附 ?黏粒與其他膠粒一樣，表面具有選擇性吸附的性能，它總是選擇性地吸附與它本身結(jié)晶格架中相同或相似的離子，使黏粒表面帶電。 ?2） 水化解離作用 ?黏粒表面與水作用后生成離子發(fā)生基，而后離解，再選擇性地吸附與礦物晶體格架上性質(zhì)相同或相似的離子，使黏粒表面帶電。 ? （ 1） Al2O3（注意兩性體）的離解 Al2O3與 水 作用形成 的離子發(fā)生基為Al(OH)3： Al2O3+3H2O=2Al(OH)3 Al(OH)3是兩性體 ，在不同的 PH值下，離解方式是不同的 : ?PH，為酸式 分解 Al(OH)3—— Al(OH)2O+H+ ?PH，為堿式 分解 Al(OH)3—— Al(OH)2+OH 當(dāng)溶液 PH，黏粒吸附Al(OH)2O而帶負(fù)電； 當(dāng)溶液 PH，黏粒吸附Al(OH)2+而帶正電。 不同成分的等電 PH值是不同的， Al2O3為 ， Fe2O3為 。 ? 黏土礦物是由硅氧四面體片和鋁氧八面體片構(gòu)成 ， 其晶面 和 邊 緣 斷 口 由SiO2和 Al2O3組成 ，在堿性條件下 ， 晶面 、 斷口均帶負(fù)電， 形成負(fù)雙電層 （圖 a)。 ?（ 3） 同晶臵換（同晶替代）作用 ? 黏土礦物晶格中的陽(yáng)離子常被低價(jià)陽(yáng)離子臵換，主要是 八面體中的 Al3+被 Fe2+、Mg2+、 Ca2+臵換，四面體中的 Si4+被 Al3+或其它陽(yáng)離子臵換。 ? 不同礦物的電荷數(shù)不同，伊利石每單位晶胞中約有 ~，但大部分被層間的非交換性的 K+平衡；蒙脫石每單位晶胞中約有 ；高嶺石基本上不存在同晶臵換現(xiàn)象。但在黏粒的邊緣處結(jié)晶格架的連續(xù)性受到破壞，鍵破裂，造成電荷不平衡 ，使黏粒表面帶有凈負(fù)電荷。 總體而言，由于上述原因，天然狀態(tài)下，黏性土帶電，且所帶的負(fù)電荷多于正電荷。 ? 雙電層的概念 ? 當(dāng)膠核與溶液作用時(shí)，能吸附溶液中的離子并使之與其牢固結(jié)合帶電，組成一個(gè)離子層，稱為 電位離子