蚀作用 粘土矿物：原生矿物长石、云母等硅酸盐矿物经化学风化形成。一般由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成。 硅氧四面体：一个硅原子和四个氧原子以相等距离堆成四面体形状，硅居其中央，氧占据四个顶点，四面体 中的三个氧被共用，横向联结成六角形的网格。每个硅原子有四个正电荷，每个氧原子有两个负电荷，四面体 排列成的六角网格片状结构中，每个硅氧四面体都具有一个负电荷。 铝氢氧八面体：六个氢氧离子围绕一个铝离子构成的八面体晶片。八面体中每个氢氧离子均为三个八面体共 有，形成八面体单位的片状结构仁。铝为正三价，氢氧为负一价，每个八面体只能以两个负电荷抵消铝离子的 一个正电荷，故每个八面体都是正一价。 硅氧四面体和铝氢氧八面体这两种基本单元以不同的比例组合，形成不同类型的粘土矿物。 土中常见的粘土矿物有高龄石、伊利石和蒙脱石三大类。 高龄石：一层硅氧四面体晶片和一层铝氧八面体晶片结合，形成一个单位晶胞。高龄石晶胞间具有较强的氢 键联结，水较难渗入其间，其颗粒一般较粗，亲水性弱。因而主要由这类矿物组成的土，膨胀性和压缩性都较 低。 蒙脱石：蒙脱石单位晶胞的上下面均为硅氧四面体晶片，中间夹一个铝氧八面体晶片。相邻晶胞间由相同的 氧原子相接，这种联结既弱也不稳固，水分子很容易楔入其间，并将其分散为极细小的鳞片状颗粒，并使晶格 沿垂直方向膨胀。 伊利石：是含钾量高的原生矿物经化学风化的初期产物，其晶格构造与蒙脱石相似，也是由两片硅氧四面体 夹铝氧八面体构成，不同的是四面体中S4+被AB+所替代，由K+离子补偿晶层正电荷的不足。 3,土中的有机质：动植物分解后的残骸，分解彻底的称为腐殖质。腐殖质的颗粒极细，粒径小于0.1mm,呈 凝胶状，带有电荷，具有极强的吸附性。 二、土的化学成分 土中的化学成分指组成土的固相、液相和气相中的化学元素、化合物的种类及其相对含量。 2.4土中的水和气体 一、土中的水 土中水处于不同位置和温度条件下，可具有不同的物理状态一固态、液态、气态。 液态水是土中孔隙水的主要存在状态，因其受土粒表面双电层影响程度的不同可分为结合水、毛细水、重力 水。后两者也称为非结合水（自由水）。 1.结合水 土颗粒表面带有一定的电荷，当土粒与水相接触时，由于静电作用力，将吸引水化离子和水分子，形成双电 层，在双电层影响下的水膜称为表面结合水。双电层的厚薄也反映了结合水的厚薄，结合水具有与一般自由水 不同的性质，其密度较大、粘滞度高、流动性差、冰点低、比热较大、介电常数较低，这种差异随距离增加而 减弱。结合水又可分为强结合水和弱结合水。 2.非结合水 在双电层影响以外的水为自由液态水，它主要受重力作用的控制，土粒表面吸引力居次要地位，这部分水称 为非结合水，它包括毛细水和重力水。 (1)毛细水 毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。毛管现象是毛细管壁对水的吸力和水的表面张力共 同作用的结果。 毛细水是受毛细管作用控制的水，可以把土的孔隙看作是连续变截面的毛细管，毛细管放在水中，管中的水位 会上升到自由水位以上的一定高度，毛管直径愈细上升高度愈高。 (2)重力水 重力水也称自由水，是存在于地下水位以下含水土层中的地下水。它是在重力或压力差作用下自由运动，对 土粒有浮力作用。重力水只受重力控制，不受土粒表面吸引力的影响。 (3)气态水和固态水 气态水以水气状态存在，从气压高的地方向气压低的地方移动。 固态水即冰，温度降到0℃以下时，孔隙中的水会凝结成冰。水结冰后体积膨胀，同时由于水分迁移和补 给，在土层中会形成冰层或透镜体。固态水在土中起着暂时的胶结作用，提高土的力学强度，降低透水性。但 温度升高后，冰层解冻为液态水，使土的强度急刷降低，压缩性增大，土的性质显著恶化。 二、土中的气体蚀作用 粘土矿物：原生矿物长石、云母等硅酸盐矿物经化学风化形成。一般由硅氧四面体和铝氢氧八面体构成。 硅氧四面体：一个硅原子和四个氧原子以相等距离堆成四面体形状，硅居其中央，氧占据四个顶点，四面体 中的三个氧被共用，横向联结成六角形的网格。每个硅原子有四个正电荷，每个氧原子有两个负电荷，四面体 排列成的六角网格片状结构中，每个硅氧四面体都具有一个负电荷。 铝氢氧八面体：六个氢氧离子围绕一个铝离子构成的八面体晶片。八面体中每个氢氧离子均为三个八面体共 有，形成八面体单位的片状结构仁。铝为正三价，氢氧为负一价，每个八面体只能以两个负电荷抵消铝离子的 一个正电荷，故每个八面体都是正一价。 硅氧四面体和铝氢氧八面体这两种基本单元以不同的比例组合，形成不同类型的粘土矿物。 土中常见的粘土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石三大类。 高岭石：一层硅氧四面体晶片和一层铝氧八面体晶片结合，形成一个单位晶胞。高岭石晶胞间具有较强的氢 键联结，水较难渗入其间，其颗粒一般较粗，亲水性弱。因而主要由这类矿物组成的土，膨胀性和压缩性都较 低。 蒙脱石：蒙脱石单位晶胞的上下面均为硅氧四面体晶片，中间夹一个铝氧八面体晶片。相邻晶胞间由相同的 氧原子相接，这种联结既弱也不稳固，水分子很容易楔入其间，并将其分散为极细小的鳞片状颗粒，并使晶格 沿垂直方向膨胀。 伊利石：是含钾量高的原生矿物经化学风化的初期产物，其晶格构造与蒙脱石相似，也是由两片硅氧四面体 夹铝氧八面体构成，不同的是四面体中 Si4+被Al3+ 所替代，由 K＋离子补偿晶层正电荷的不足。 3．土中的有机质：动植物分解后的残骸，分解彻底的称为腐殖质。腐殖质的颗粒极细，粒径小于 0.1mm，呈 凝胶状，带有电荷，具有极强的吸附性。 二、土的化学成分 土中的化学成分指组成土的固相、液相和气相中的化学元素、化合物的种类及其相对含量。 2.4 土中的水和气体 一、土中的水 土中水处于不同位置和温度条件下，可具有不同的物理状态—固态、液态、气态。 液态水是土中孔隙水的主要存在状态，因其受土粒表面双电层影响程度的不同可分为结合水、毛细水、重力 水。后两者也称为非结合水(自由水)。 1. 结合水 土颗粒表面带有一定的电荷，当土粒与水相接触时，由于静电作用力，将吸引水化离子和水分子，形成双电 层，在双电层影响下的水膜称为表面结合水。双电层的厚薄也反映了结合水的厚薄，结合水具有与一般自由水 不同的性质，其密度较大、粘滞度高、流动性差、冰点低、比热较大、介电常数较低，这种差异随距离增加而 减弱。结合水又可分为强结合水和弱结合水。 2.非结合水 在双电层影响以外的水为自由液态水，它主要受重力作用的控制，土粒表面吸引力居次要地位，这部分水称 为非结合水，它包括毛细水和重力水。 (1)毛细水 毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。毛管现象是毛细管壁对水的吸力和水的表面张力共 同作用的结果。 毛细水是受毛细管作用控制的水，可以把土的孔隙看作是连续变截面的毛细管，毛细管放在水中，管中的水位 会上升到自由水位以上的一定高度，毛管直径愈细上升高度愈高。 (2)重力水 重力水也称自由水，是存在于地下水位以下含水土层中的地下水。它是在重力或压力差作用下自由运动，对 土粒有浮力作用。重力水只受重力控制，不受土粒表面吸引力的影响。 (3)气态水和固态水 气态水以水气状态存在，从气压高的地方向气压低的地方移动。 固态水即冰，温度降到 0℃以下时，孔隙中的水会凝结成冰。水结冰后体积膨胀，同时由于水分迁移和补 给，在土层中会形成冰层或透镜体。固态水在土中起着暂时的胶结作用，提高土的力学强度，降低透水性。但 温度升高后，冰层解冻为液态水，使土的强度急剧降低，压缩性增大，土的性质显著恶化。 二、土中的气体