第2章土的物质组成及土水相互作用 2.1概述 “土”是自然界中性质最为复杂多变的物质。土的物质成分起源于 岩石的风化（物理风化和化学风化）。地壳表层的坚硬岩石在长期的风 化、剥蚀等外力作用下，破碎成大小不等的矿物颗粒，这些颗粒在各种 形式的外力作用下，被搬运到适当环境里沉积下来，就形成了土。 “土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木工程领域而 言，土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物。土与岩石的 区分仅在于颗粒间胶结的强弱。 土质学与土力学 40-1 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—1 吉林大学建设工程学院 “土” 是自然界中性质最为复杂多变的物质。土的物质成分起源于 岩石的风化（物理风化和化学风化）。地壳表层的坚硬岩石在长期的风 化、剥蚀等外力作用下，破碎成大小不等的矿物颗粒，这些颗粒在各种 形式的外力作用下，被搬运到适当环境里沉积下来，就形成了土。 “土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木工程领域而 言，土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物。土与岩石的 区分仅在于颗粒间胶结的强弱。 2.1 概述
第2章土的物质组成及土水相互作用 土是岩石风化的产物 物理风化：指由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等物理力使岩 体崩解、碎裂成岩块、岩屑的过程。物理风化仅使岩石产 生量的变化。 化学风化指岩体（或岩块、岩屑）与空气、水及其它溶液相接触，经氧 化、碳化和水化作用分解为极细颗粒的过程，生物活动也 可助长风化的进程。化学风化使岩石产生质的变化。 生物风化 土质学与土力学 40-2 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—2 吉林大学建设工程学院 土是岩石风化的产物 物理风化:指由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等物理力使岩 体崩解、碎裂成岩块、岩屑的过程。物理风化仅使岩石产 生量的变化。 化学风化:指岩体(或岩块、岩屑)与空气、水及其它溶液相接触，经氧 化、碳化和水化作用分解为极细颗粒的过程，生物活动也 可助长风化的进程。化学风化使岩石产生质的变化。 生物风化
第2章土的物质组成及土水相互作用 颗粒通常是由一种或几种原生矿物所 组成，一般较粗，其成分与母岩相同， 吸附水能力弱，性质比较稳定，无塑 物理风化仅使岩 性。 石产生量的变化 原生矿物 粗 物理风化 岩石 化学风化 次生矿物 化学风化使岩 细 石产生质的变化 次生矿物是经化学风化生成的新矿物， 其成分与母岩完全不同。颗粒极细，性 粘土颗粒性质 质活泼，有较强的吸附水能力，具塑性。 土质学与土力学 40-3 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—3 吉林大学建设工程学院 岩石 物理风化 化学风化 土 原生矿物 次生矿物 颗粒通常是由一种或几种原生矿物所 组成，一般较粗，其成分与母岩相同， 吸附水能力弱，性质比较稳定，无塑 性。 次生矿物是经化学风化生成的新矿物， 其成分与母岩完全不同。颗粒极细，性 粘土颗粒性质 质活泼,有较强的吸附水能力,具塑性
第2章土的物质组成及土水相互作用 土是由固相、液相、气相组成的三 相分散系。 固相：包括多种矿物成分组成的土的骨 架，骨架间的空隙为液相和气相 填满，这些空隙若相互连通，则 形成多孔介质。 液相：主要是水（溶解有少量的可溶盐类）。 气相：主要是空气、水蒸气，有时还有沼气等 土质学与土力学 40-4 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—4 吉林大学建设工程学院 土是由固相、液相、气相组成的三 相分散系。 固相:包括多种矿物成分组成的土的骨 架，骨架间的空隙为液相和气相 填满，这些空隙若相互连通，则 形成多孔介质。 液相:主要是水(溶解有少量的可溶盐类)。 气相:主要是空气、水蒸气，有时还有沼气等
第2章土的物质组成及土水相互作用 2.2土的粒度成分 基本概念： 粒度：土固体颗粒的大小 粒径：与颗粒对应的当量小球体的直径 粒组：土颗粒按粒径大小、性质形似而划分的组别 粒度成分：土中各粒组的相对百分含量，称为土的粒度成分 土质学与土力学 40-5 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—5 吉林大学建设工程学院 基本概念： 粒度：土固体颗粒的大小 粒径：与颗粒对应的当量小球体的直径 粒组：土颗粒按粒径大小、性质形似而划分的组别 粒度成分：土中各粒组的相对百分含量，称为土的粒度成分 2.2 土的粒度成分
第2章土的物质组成及土水相互作用 粒组划分方案 粒组的粒径范围 粒组的名称 (mm) 方案一 方案二 心200 漂石粒（块石粒) 巨粒 漂石粒（块石粒） 200≥d>60 卵石粒（碎石粒） 卵石粒（碎石粒） 60≥d>20 粗砾粒 砾粒 20≥d>2 圆砾粒（角砾粒) 细砾粒 2≥>0.5 粗 粗粒 粗 0.5≥d>0.25 砂粒 中 砂粒 中 0.25≥d>0.075 细 细 0.075≥d>0.005 粉粒 细粒 粉粒 0.005>d 粘粒 粘粒 土质学与土力学 40-6 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—6 吉林大学建设工程学院 粒组划分方案 粒组的粒径范围 粒组的名称 （mm） 方案一 方案二 d>200 漂石粒（块石粒） 漂石粒（块石粒） 200≥d＞60 巨粒 卵石粒（碎石粒） 60≥d＞20 卵石粒（碎石粒） 粗砾粒 20≥d＞2 圆砾粒（角砾粒） 砾粒 细砾粒 2≥d＞0.5 粗 粗 0.5≥d＞0.25 中 中 0.25≥d＞0.075 砂粒 细 粗粒 砂粒 细 0.075≥d＞0.005 粉粒 粉粒 0.005＞d 粘粒 细粒 粘粒
第2章土的物质组成及土水相互作用 粒度成分的测定方法 土的粒度成分，通常以土中各粒组的质量百分率来表示，通过对土 进行粒度分析，分离出土中各个粒组，分别称取质量，然后计算出各粒 组的质量占该土总质量的百分数。 不同类型的土，采用不同的分析方法。粗粒土采用筛析法，细粒土 采用静水沉降分析法。 土质学与土力学 40-7 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—7 吉林大学建设工程学院 土的粒度成分，通常以土中各粒组的质量百分率来表示，通过对土 进行粒度分析，分离出土中各个粒组，分别称取质量，然后计算出各粒 组的质量占该土总质量的百分数。 不同类型的土，采用不同的分析方法。粗粒土采用筛析法，细粒土 采用静水沉降分析法。 粒度成分的测定方法
第2章土的物质组成及土水相互作用 韩析法对于粒径大于0.075mm的粗粒土，可用筛析法测定粒度成分。 试验时将风干、分散的代表性土样通过一套孔径不等的标准筛 (20、2、0.5、0.25、0.1、0.075mm),称出留在各个筛子上 的土的质量，即可求出各个粗粒组在土样中的相对含量。 土质学与土力学 40-8 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—8 吉林大学建设工程学院 筛析法 对于粒径大于0.075mm的粗粒土，可用筛析法测定粒度成分。 试验时将风干、分散的代表性土样通过一套孔径不等的标准筛 （20、2、0.5、0.25、0.1、0.075mm），称出留在各个筛子上 的土的质量，即可求出各个粗粒组在土样中的相对含量
第2章土的物质组成及土水相互作用 静水沉降分析法对粒径小于0.075mm的粉粒或粘粒，现有技术难以筛 分，一般可根据土粒在水中匀速下沉时的速度与粒 径的理论关系，用比重计法或移液管法测定。 土质学与土力学 40-9 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—9 吉林大学建设工程学院 静水沉降分析法 对粒径小于0.075mm的粉粒或粘粒,现有技术难以筛 分，一般可根据土粒在水中匀速下沉时的速度与粒 径的理论关系，用比重计法或移液管法测定
第2章土的物质组成及土水相互作用 粒度分析结果表示方法 列表法 累计曲线法 概念： 界限粒径：划分粒组的分界尺寸。 土的颗粒级配：土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总重的百分数）。 颗粒级配累积曲线：颗粒大小分析试验成果，由其横坐标（对数坐标） 表示粒径。纵坐标则表示用小于（或大于）某粒径的土 重含量（或称累计百分含量）。 土质学与土力学 40-10 吉林大学建设工程学院
土质学与土力学 40—10 吉林大学建设工程学院 概念： 界限粒径:划分粒组的分界尺寸。 土的颗粒级配:土中各个粒组的相对含量(各粒组占土粒总重的百分数)。 颗粒级配累积曲线:颗粒大小分析试验成果，由其横坐标（对数坐标） 表示粒径。纵坐标则表示用小于(或大于)某粒径的土 重含量(或称累计百分含量) 。 粒度分析结果表示方法 列表法 累计曲线法