土的三相组成优秀课件

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土的三项组成

土的三项组成

同时满足,级配良好
土粒的形状
土颗粒受其矿物成分及成土的历史条件不同
其形状多种多样。 土颗粒形状对土的强度具有重要的影响作用。
体型系数Vc 形状系数F
二、土的液相
土的液相是水及各离子的溶液,其含量及性
质明显地影响土,尤其是粘性土的性质,如 增加含水量,可使土体状态由坚硬变为可塑, 甚至成为流动状态的土浆。 土中水可分为下列各类: 结晶水、吸着水、 自由水
吸着水示意图
自由水(毛细管水、重力水)
自由水指土粒表面引力作用范围意外的水,
与普通水一样,受重力支配,能传递静水压 力并具有融解作用 。
自由水-毛细管水
土中孔隙 细水通道 表面张力 自由水上升 重力 毛细管水
毛细管水上升高度的影响因素
孔隙大小和形状
粒径尺寸 水的表面张力
重力水
土粒的粒组
天然土由无数大小
漂石粒 卵石粒 砾 粒 砂 粒 粉 粒 粘 粒 胶 粒
不同的土粒组成, 逐个研究它们的大 小是不可能的,统 称是将工程性质相 近的土粒合并成一 组称为粒组
巨粒组
d>60mm 粗粒组 6 0 mm~ 0.075mm 细粒组 d<0.075mm
结晶水:土粒矿物内部的水
存在矿物结晶中的水,只有在高温(大于
105℃)下,才能使之从矿物中析出,故可将 它视作矿物本身的一部分。
吸着水:与土粒表面结合的水
吸着水是指附着在土粒表面呈薄膜状的水,
受土粒表面引力作用而不服从静水力学规律, 其冰点低于零度。它比普通水有较大的粘滞 性,较小的能动性和不同的密度 。 粘土矿物颗粒具有较强的与水相互作用的能 力,称之为亲水性。这种亲水性的土粒表面 常常带有负电荷,电荷的大小与土粒表面积 大小有关。常用比表面积来表示电荷对土粒 性能的影响。 比表面积大 电荷作用能力强

土力学第一章 土的组成(共32张PPT)

土力学第一章  土的组成(共32张PPT)

特征
能传递水压力
重力作用 有溶解能力
冰点为0℃
毛细水 重力水
毛细水上升 高度 饱和 带
23
自由水
结合水 薄膜水
吸着水
正电荷H+
土粒
负电荷OH极化水分子
电分 子引 力
水化阳离子
颗粒表面 的负电荷
24
吸离土粒距离
(3)毛细水
是存在于地下水位以上的透水层中孔隙的自由水
毛细水受到
重力作用 水与空气界面的表面张力作用
在压力差作用下产生渗流
动水压力
重力水
流土
渗透破坏
管涌
孔隙率增大
溶解土中盐类
压缩性增大
抗剪强度降低
27
• 三、土中气体
土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分,分为 与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气 体
1.非封闭气体:受外荷作用时被挤出土体外,对土的
性质影响不大
2.封闭气体:受外荷作用,不能逸出,被压缩或溶解于水
颗粒极细,且多呈片状,
性质活泼,吸附水能力强,具塑性
有机质
动植物分解后的残骸,称为腐殖质。 其颗粒极细,粒径小于,呈凝胶状, 带有电荷,具极强的吸附性。
4
§1.1 土的组成
• 一、土的固相
土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况对土的 物理力学性质有明显影响
粒组的划分
• 土粒的大小通常以粒径表示,以mm为单位。 • 土粒按粒径大小分为若干组别,称为粒组。 • 粒组间的分界粒径称为界限粒径。 • 以土中各个粒组的相对含量来表示土体中土粒的大
无机矿物颗粒次 原生 生矿 矿物 物( (原 造生 岩矿 矿物 物风 ,化 如后 石的 英产 、物 长, 石、 主云 要有 母等 粘土 )矿物)

《土的三相比例指标》课件

《土的三相比例指标》课件

土的三相比例指标的局限性和改进方 向
局限性
• 只能靠经验或实验确定某种土壤类型 或性质;
• 不同地区的土壤可能会产生误差; • 对于颗粒相含量的测量需要复杂而耗
时的实验工作。
改进方向
• 结合地下勘探技术,对土层情况进行 更精准而详细的分析;
• 采用更先进、更精密的实验手段进行 测算;
• 借助企业和大数据等资源,开展综合 性研究。
从土样中提取有机质 后,重量与土样重量 之比。
土的三相比例指标的应用领域
农业领域
有助于选择适合各类作物生 长的土壤,并为土层分析和土质评 估,更好地确定建筑基础的 设计方案。
环境领域
可以用于评估土壤污染和土 地退化的程度,进而采取相 应的治理措施。
土的三相比例指标的意义与价值
《土的三相比例指标》 PPT课件
有关土质分析的PPT,涵盖了土的三相比例、计算方法、应用领域和局限性, 帮助您理解土壤组成,以及如何根据不同的土地选择对应的作物进行种植。
什么是土的三相比例指标
矿物质成分
占比最大的成分,如粘 土、砂粒、岩屑等。
有机质成分
包括枯枝落叶、动植物 遗体等,占比较小。
孔隙空气和孔隙水 成分
总结与展望
《土的三相比例指标》是一种直观系统的表征方法,为科学使用土地和保护土地资源提供了根本 性的基础支持;未来,这一分析手段将越来越被人们重视和运用。
对土壤透气性、通水性 等性质有影响。
土的三相比例指标的定义
1
三相
指土壤由颗粒(矿物质)相、孔隙相和有机质相三部分构成。
2
比例
指三相在土壤中所占的比例。
3
指标
用于描述和分析土壤的成分和特性。
土的三相比例指标的计算方法

第1章 土壤的三相组成及其基本的物理特性ppt课件

第1章  土壤的三相组成及其基本的物理特性ppt课件

(二)土壤的孔隙性
土壤固相土团或土粒之间存在着 大小不等的孔隙,其中孔径小于 0.002mm的极细小孔隙被水膜 〔膜状水〕所充溢,称为无效孔 隙;孔径在0.002-0.04mm之间的 孔隙,有明显的毛管作用,可吸 持并传导水分,供作物生长需求, 称为毛管孔隙;孔径大于0.4mm
(1) 孔隙度〔P〕
(粉质)
细粘粒0.0005~0.0001 (胶质)
胶体 <0.0001
粗粉粒 细粉粒 粗粘粒
粘粒
0.05~0.01 0.01~0.005 0.005~0.001
<0.001
二、粒径级配及其测定方法
土壤中所含各粒级的相对含量,以土粒 总重的百分数表示;称为土壤的粒径级 配。
常用的颗分方法有两种,一是筛分法, 一是沉淀法。沉淀法又可分为比重计法 或吸管法。
三、土壤气相
〔一〕组成 土壤空气主要来源于与大气交
换,其次还有少量土壤中生物 化学过程产生的气体。 〔二〕土壤空气与大气的差别 1.土壤空气的成分与大气不完 全一样 2.相对湿度不同
〔三〕土壤通气性
土壤通气性普通要求表土20cm深 的土壤空气每小时能完全得到 更新;
温度及大气压变化对土壤通气性 影响很小,而风及分散作用是 土壤空气与大气交换的主要要 素。
第一章 土壤的三相组成 及其根本的物理特性
第一节 土壤颗粒、土壤溶液 和土壤空气
土壤是由多相物质组成的复杂、多孔、 疏松而分散的体系。其组成包括固相、 液相、气相三相物质 。
其中固相即土壤颗粒约占土壤体积的50 %。固相包括38%的矿物质和12%的有 机质。
液相为土壤溶液,体积约占15%-35%气 相即土壤空气,其体积约占35%-15%。
心脑血管病是世界卫生组织总干事讲过只要采取预防措施就能减少一半的死亡也就是说一半的死亡完全是可以预防的第二节土壤质地及其分类心脑血管病是世界卫生组织总干事讲过只要采取预防措施就能减少一半的死亡也就是说一半的死亡完全是可以预防的一土壤的粒级由于土壤中的矿物质颗粒大小相差悬殊对土壤的性状影响很大所以我们把各种矿物质颗粒按大小和性质的不同进行分组划成若干等级称为土壤的粒级其大小以当量粒径表示

《土的三相组成》PPT课件

《土的三相组成》PPT课件
具有粘结力。
原生矿物
无粘性土
化学风化
矿物成 分改变
次生矿物
粘性土
生物风化
有机质
动植物活动引起的岩石和土体 粗颗粒的粒度或成分的变化
§1.1土的形成
• 岩石和土的粗颗粒受各种气候等物理因素
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


• 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
第二章 土的三相组成
1
§2.1 土的形成与颗粒特征
一、土的形成
土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物
岩石 地球
风化 搬运、沉积
土 地球
形成过程 形成条件
影响 物理力学性质
风化作用分类
物理风化
矿物成 分未变
岩石和土的粗颗粒受各种气候因素 的影母响岩产表生面胀和缩碎而散发的生颗裂粒缝受,或环在境运 动过因程素中的因作碰用撞而和改摩变擦其而矿破物碎的。化 特点学:成只分改,变形颗成粒新的的大矿小物和。形状, 不改经变化矿学物风颗化粒生的成成的分土。为细粒土,
OH1铝离子Al3+
硅片简图
铝-氢氧八面体 铝片的结构
Al Al
11
铝片简图
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
依硅片和铝片组叠 形式的不同,可分 成如下三种类型:
高岭石 蒙特石 伊利石
1:1的两 2层:1的结三构 层结构
Si AAl l
Si AAll
高岭 石微钾数粒离层子
水分子
Al Si Al Si Si Al SAil Al Al
卵石(碎石)粒 60<d≤200

第2节 土的三相组成

第2节  土的三相组成

Cc=1~3为连续级配,反 之为不连续级配
土的粒径级配累积曲线
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10 0
d60 d50 d30
d10
粒径(mm)
固体颗粒 – 级配曲线
小于某粒径之土质量百分数(%) 10 5.0 1.0 0.5 0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
§1.2 土的三相组成–固体颗粒
Cu 5且 Cc=1~3为级配良好的土;如果Cu< 5 或Cc>3
或Cc<1为 级配不良的土
粒径级配曲线和指标的应用
§1.2 土的三相组成–固体颗粒
固体成分
矿物质 有机质
原生矿物:石英、长石、云母等
次生矿物
无定形氧化物胶体 可溶盐 黏土矿物
具有和原生矿物很不相同的特性 对黏土性质的影响很大
石英
长石
Al Al Si Si
高岭 石微粒
Al Al Si Si Al Al Si Si
高岭石 蒙特石 伊利石
• 晶层间通过氢键联结,联结力强,晶格不
能自由活动,水难以进入晶格间
• 能组叠很多晶层,多达百个以上,成为一
个颗粒。颗粒长宽约0.3-3,厚约0.03-1
• 主要特征:颗粒较粗,不容易吸水膨胀和
100
曲线 d60 d10 d30 Cu Cc
90 80
L
0.081
3.98
70
M 0.33 0.005 0.063 66 2.41
60
R
0.030 0.545 50
40
30
Cc=13, 级配连续
20 10

土力学 土的三相组成ppt解读

土力学 土的三相组成ppt解读

力粗 粒 学细
粒 组
砾粒组
筛分法 0.075<d≤2
组 砂粒组 粉粒
粘粒
0.005<d≤0.07 透水性小,压缩性中等,毛 5 静水沉降 细上升高度大,微粘性。 原理 透水性极弱,压缩性变化大, d≤0.005 具粘性和可塑性。
二、颗粒级配的测定
土 力 学
• 土的颗粒级配是指土中各粒组的相对百分含量,通常 用各粒组占土粒总质量(干土质量)的百分数表示, 也称为土的粒度成分。
• 粗粒土指以砾石和砂粒为主的土。 • 细粒土指以粉粒、粘粒和胶粒为主的土。 • 筛分法(适用于砾石类和粗粒土,d>0.075mm) • 静水沉降分析法(适用于细粒土,d<0.075mm) (虹吸比重瓶法、移液管法、比重计法)
三、
筛分法
土 力 学
用一套孔径不同的筛子,按 从上至下筛孔逐渐减小放置。 将事先称过质量的烘干土样 过筛,称出留在各筛上的土 质量,然后计算其占总土粒 质量的百分数
砂 粒
粗砂
中砂 细砂 粉粒 粘粒
0.5<d≤2
0.25<d≤0.5 0.075<d≤0.25 0.005<d≤0.075 d≤0.005
细粒

粒组名称 粒径d范围(mm) 分析方法
主 要 特

巨粒组
d>60 2<性极小, 颗粒间无粘结,无毛细性。 透水性大,压缩性小,无粘 性,有一定毛细性。
第二章 土的三相组成 土 力 学
• 土是由固体相、液体相、气体相组成的三相体 系。 • 固体相指土中的矿物颗粒,简称土粒。它构成 土的骨架,称为土骨架。 • 液体相由水溶液组成,可分为强结合水、弱结 合水、毛细水、重力水等。 • 气体相由空气和其它气体构成。 • 土粒的大小、相关矿物成分以及大小搭配情况 对土的物理力学性质有明显影响

第一章-土壤的基本组成-有机质ppt课件

第一章-土壤的基本组成-有机质ppt课件
土壤水分和通气状况:最适水势在0.03~-0.1MPa之间;干湿交替作用 好气嫌 气细菌的作用
植物残体的特性:新鲜的易分解;C/N 土壤特征:粘粒含量(正相关);pH
植物组织与土壤有机质的组分比较
一些有机质的C、N含量及C/N
适宜土壤微生物活动的pH值
7 有机质在生态环境上的作用
有机质与重金属离子的作用:各种功能基对 金属离子的亲和力:-NH2 (胺基)>-N=N(偶 氮化合物)>N(环氮)>COO-(羧基)>-O(醚基)>-C=O(羰基)
氨态氮被微生物氧化成亚硝酸,并进一步氧化成硝酸 的过程,称硝化作用。
这一作用可分为两个阶段:第一阶段,氨被亚硝酸细 菌氧化成亚硝酸;第二阶段,亚硝酸被硝化细菌氧化 成硝酸。其反应如下:
2NH3+3O2 2HNO2+O2
2HNO2+2H2O+热量 2HNO3+热量
反硝化作用
细菌在无氧或微氧条件下以NO3-或NO2-作为呼吸 作用的最终电子受体生成N2O和N2的硝酸盐还原过 程,称反硝化作用。其反应如下:
土壤对酸碱度变化的缓冲性能。
促进微生物的生命活动 土壤有机质能为微生物生活提供能量和养分,同时又能调节
土壤水、气热及酸碱状况。 促进植物的生长发育
胡敏酸具有芳香族的多元酚官能团,可以加强植物的呼吸过 程,提高细胞膜的透性,促进养分进入植物体,还能促进新陈代 谢,细胞分裂,加速根系和地上部分的生长。 其他方面的作用
蛋白质 硫氨基酸
H2S
还原型的无机硫化物被硫化细菌氧化成硫酸的过程,称硫
化作用。其反应如下:
2H2S+O2
2H2O+2S
2S+3O2+2H2O
2H2SO4
硫化作用产生的硫酸与土壤中的盐基物质作用,形成硫酸
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卵石(碎石)粒 60<d≤200

粗粒 砾
粗砾

粒 细砾


粗砂
20<d≤60 2<d≤20 0.5<d≤2
筛 透水性大,压缩性小,无 粘性,有一定毛细性。



中砂
0.25<d≤0.5 法
组 细粒
细砂 粉粒
0.075<d≤0.25 0.005<d≤0.075 静水 透水性小,压缩性中等,

沉降 毛细上升高度大,微粘性。 原理
生 物 • 可加剧物理和化学风化 活 • 构成土中有机质和营养物质的生物循环 动
• 导致腐殖质的形成,改变土壤的结构
土的形成与风化作用
二. 搬运与沉积
母岩表层经风化作用破碎成岩屑或细小 颗粒后,未经搬运残留在原地的堆积物
残积土
无搬运
运积土
有搬运
颗粒表面粗糙

残积土 强风化 弱风化
多棱角 粗细不均 无层理
固相 + 液相 + 气相
重要影响 次要作用 构成土骨架,起决定作用
土体三相组成示意图
1、固体矿物颗粒(固相)
② 粒径级配
① 矿物成分
③ 颗粒形状
物理状态 力学特性
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
原生矿物 - 石英、长石、云母等
矿物质 固
无定形氧化物胶体

次生矿物 可溶盐
成 分 有机质
粘土矿物
• 产生无粘性土
土的形成与风化作用
§1.1土的形成
• 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
土的形成与风化作用
§1.1土的形成
• 包括植物、动物和土壤微生物的作用
Si Si
水分子
Al Al Al Al
Si Si
Si Si
• 晶是层云间母是通在O过碱2氢性-对键介O联质2-的结中连,风结联化,结的联力产结强物力,。很晶 • 弱格与,不蒙水能特很自石容由相易活似进动,入,由晶水两层难层之以硅间进片。入夹晶一格层间 • 每能铝一组片颗叠所粒很形能多成组晶的叠层三的,层晶多结层达构数百,较个但少以晶。上层颗,之粒成
具有粘结力。
原生矿物
无粘性土
化学风化
矿物成 分改变
次生矿物
粘性土
生物风化
有机质
动植物活动引起的岩石和土体 粗颗粒的粒度或成分的变化
§1.1土的形成
• 岩石和土的粗颗粒受各种气候等物理因素
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


• 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
质 较 好
微风化
母岩体
•坡积土
风化所形成的土颗粒, 受自然力的作用搬运 到远近不同的地点所 沉积的堆积物
•洪积土 • 冲积土 •湖泊沼泽沉积土 •海相沉积物 • 冰积土 风积土
二、土的三相组成 土体
土的三相比例不同,其性质不同
气体为零,为湿饱土和液。相是为一零种,非为饱干 状态。此时粉和细土砂土。。若此为时粘粘土土多呈 或粉土在震动为下可容坚塑硬性状土态。,砂土 易产生液化。 呈松散状态。
a.颗粒大小
影响土性质 的主因
b.各粒径成 分在土中占 的比例
1. 常用表格法或 2. 累计曲线法表示
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
• 粒组 按粗细进行分组,将粒径接近的归成一类 • 界限粒径
巨粒
d
(mm)
60
0.075
粗粒
细粒
砾石
砂粒 粉粒 粘粒 胶粒
粗 中 细 粗 中细
20
60
5
0.5 0.25
粘土矿物
粘土矿 物的晶 格构造
9克蒙脱土的总
表面积大约与一
个足球场一样大
高岭石
伊利石
粒径


比表面积 10-20m2/g 80-100m2/g
胀缩性


渗透性


强度


压缩性


蒙脱石
小 800m2/g
大 小 小 大
三种粘性土矿物的形状特性
高岭石
伊利石
蒙脱石
1、固体矿物颗粒(固相) ② 颗粒级配
OH1铝离子Al3+
硅片简图
Al Al
铝-氢氧八面体 铝片的结构
铝片简图
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
依硅片和铝片组叠 形式的不同,可分 成如下三种类型:
高岭石 蒙特石 伊利石
1:1的两 2:层1的结三构 层结构
Si Si
AAll AAll SSii SSii
高岭 石微钾数粒离层子
Al Al Si Si
大为间小一有约个钾为颗离0粒子.1。连-1颗结,粒。厚长约宽0约.000.13--03.0,1厚。 • 主约要0.0特3-征1:。颗连粒结细强微度,弱具于有高显岭著石的而吸 • 水主高膨要于胀特蒙、征特失:石水颗,收粒其缩较特的粗征特,也性不介,容于或易两者吸说水之亲膨
水胀间能和。力失强水。收缩,或者说亲水能力差。
2
0.075
0.005
0.002
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。
固体颗粒 - 颗粒大小
1.
表 粒组 统称

粒组名称
粒径d范围(mm) 分析 方法

主要特征

巨 漂石(块石)粒 粒
d>200
直接 透水性很大,压缩性极小, 测定 颗粒间无粘结,无毛细性。
土的三相组成
§2.1 土的形成与颗粒特征
一、土的形成
土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物
岩石 地球
风化 搬运、沉积
土 地球
形成过程 形成条件
影响
物理力学性质
风化作用分类
物理风化
矿物成 分未变
岩石和土的粗颗粒受各种气候因素 的影母响岩产表生面胀和缩碎而散发的生颗裂粒缝受,或环在境运 动过因程素中的因作碰用撞而和改摩变擦其而矿破物碎的。化 特点学:成只分改,变形颗成粒新的的大矿小物和。形状, 不改经变化矿学物风颗化粒生的成成的分土。为细粒土,

粘粒
d≤0.005
透水性极弱,压缩性变化
大,具粘性和可塑性。
粒径级配
——各粒组的相对含量,用质量百分数来表示 •确定方法 筛分法:适用于粗粒土 (>0.1 mm)
沉降分析法:适用于细粒土 (<0.1mm), 常采用比重计法
•表述方法 粒径级配累积曲线
筛分法
200g
P
10 5.0 10 2.0 16 1.0 18 0.5 24 0.25 22 0.1 38
具有和原生矿物很不相同的特性 对粘土性质的影响很大
固体颗粒 - 矿物成分
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
粘土矿物
粘土矿物是一种复合的铝-硅盐晶体,颗粒呈片状,是由硅
片和铝片构成的晶包所组叠而成,可分成高岭石、伊利石和
蒙脱石三种类型。
氧离子O2-
硅离子Si4+
硅片
Si Si
铝片
硅-氧四面体 硅片的结构
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