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郑州大学工程岩土学总结

第一篇：郑州大学工程岩土学总结粒组：这种大小相近、性质相似的组别称粒组，或称粒级。粒度：土粒的大小通常以其平均直径的大小的表示，简称；粒度粒度成分：土中各粒组的相对百分含量，也称粒度级配颗粒分析：分离出土中各个粒组，并测定其相对含量。土的粒度成分的表示方法a,列表法b，累计曲线法c，三角图法A根据曲线形态判断土的均匀程度。曲线平缓，表示土粒大小均有，即级配良好；曲线越陡，则表示颗粒粒径相差不大，粒径较均匀，即级配不良。B，根据曲线的确定土的有效粒径d10，平均粒径d50，限制粒径d60当cu大于5，cc＝1—3时，为良好级配的土，即不均粒土，表明土中各粒组的含量相差无几，大小颗粒混杂，累计曲线显得平缓；若不能同时满足上述两条件，则为不良级配的土。土的矿物成分类型：原生矿物指母岩风化后残留的化学成分没有发生变化的矿物。组成土的原生矿物主要有石英、长石、角闪石、云母等。其主要的特点是颗粒粗大，物理、化学性质稳定或较稳定，具有较强的抗水性和抗风化能力，亲水性弱或较弱。次生矿物母岩风化后及在风化搬运过程中，继续遭受化学风化作用，使原来的矿物因氧化、水化及水解、溶解等化学风化作用而进一步分解，形成的一种新矿物，颗粒变得更细，甚至形成胶体。有机质有机质是土层中的动植物残骸在微生物的作用下分解而形成的粘土矿物的基本类型及其基本特征：粘土矿物是指由原生矿物长石、云母等硅酸盐矿物经化学风化而形成的具有片状或链状结晶格架的颗粒细小、亲水性强、具有胶体特性的铝硅酸盐矿物。最常见的粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石三大类。在上述三种主要粘土矿物中，高岭石相邻晶胞之间具有较强的氢键连结，结合牢固，水分子不能自由渗入，形成较粗的粘粒，比表面积小，亲水性弱，压缩性较低，抗剪强度较大。蒙脱石相邻晶胞间距离较大，连结较弱，水分子易渗入，形成较细的粘粒，比表面积较大，亲水性较强，膨胀性显著，压缩性高，抗剪强度低。伊利石的工程地质性质则居于两者之间。土粒表面结合水：当土空隙中的水与土粒表面接触时，出于细小土粒表面的静电引力作用和水分子是—种极性分子，水分子被极化，并被吸附于土粒周围，形成一层水膜。这部分水通常称为土粒表面结合水，简称结合水。结合水愈靠近土粒表面，吸引越牢固，水分子排列愈紧密、整齐，活动性愈小。随着距离增大，吸引力减弱，活动性增大。一般又将结合水分为强结合水和弱结合水两种不同类型。总之，结合水性质不同于普通液态水，不受重力影响，主要存在于细粒土中，土粒表面静电引力对水分子起主导作用。因此，它有一系列的特殊性质。强结合水具有固体的特性，我们将它归属于固相部分。弱结合水厚度的变化是影响细粒土物理力学性质的因素之一，其厚度的变化取决于土粒的大小、形状和矿物成分，也取决于水溶液的pH值、溶液中离子成分、浓度等。非结合水：距土粒表面较远的水分子，几乎不受或完全不受土粒表面静电引力的影响，主要受重力的控制，保持其自由活动的能力。双电层：由决定电位离子层和反号离子层构成电性相反的电层称双电层固定层：反离子与粘粒表面上的离子形成的带电层称固定层(或称吸附层)。扩散层：颗粒表面较远的反离子分布在颗粒的周围，具有扩散到溶液中去的趋势，形成与固定层电荷符号相反的另一个带电层。它的厚度决定于反离子向介质中扩散伸入的程度，所以把它称作扩散层。决定电位离子：紧密地吸附在固相表面的离子称决定电位离子反离子层：带电粘粒与溶液作用时，由于静电引力的作用，吸附溶液中与其电荷符号相反的离子聚集在其周围(这种离子称反离子)，形成反离子层热力电位：就是粘粒表面及其周围正负离子间总的电位差，称热力电位电动电位：固定层与扩散层带有相反的电荷，在两层之间存在着电位差，只有当粘粒与介质作相对移动时才表现出来，故称电动电位影响粘粒扩散层厚度的因素：1.土粒的矿物成分与分散程度颗粒的分散程度愈高，比表面积愈大，对一定量的上来说，扩散层的总体积也愈大。颗粒的比表面积与颗粒的大小、形状有关，颗粒的形状又与矿物成分有关，所以矿物成分是决定的因素。2.溶液的化学成分对于由选择性吸附而形成的双电层的矿物而言，介质中可被选择吸附的离子浓度愈大，则热力学电位愈大，扩散层愈厚；反之，扩散层则愈薄。3.溶液的浓度当溶液中反号离子的浓度增加时，可对扩散层中的反号离子起排斥作用，结果使扩散层中的离子被迫进入团定层，扩散层变薄。4.溶液的pH值由次生二氧化硅、游离氧化物、粘土矿物组成的粘粒，其溶液的pH值将决定着双电层的热力学电位，从而影响到扩散层的厚度。土中的离子交换：粘粒与水溶液相互作用后，吸附在其表面的阳离子(或者阴离子)可与溶液中的离子(或者阴离子)进行交换，这种现象称离子交换。交换容量：是指在一定条件下，一定量的土中所有土粒的反离子层内具有交换能力的离子总数，以每百克干土中含有多少毫摩尔的交换