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1、精品課程《土質(zhì)學與土力學》第一章第一章土的物質(zhì)組成和結構本章學習要點1.土的生成學習要點簡要了解什么是土，它是怎樣生成的，從土的形式來看它有什么特點。2.土的三相組成學習土的固體顆粒、礦物成分、土粒形狀、土中水、土中氣等內(nèi)容，掌握土的額粒級配的含義及顆粒級配累積曲線的做法、用途，區(qū)分開三大類礦物成分(高嶺石、伊里石、蒙脫石)不同性質(zhì)，土中水的主要形態(tài)類型。3.土的結構與構造學習顆粒間的作用力、顆粒間的排列型式(結構類型)、土的構造、粘性土的靈敏度，掌握單粒結構、蜂窩結構、絮狀結構的特點與不同，了解土的層狀
2、構造、分散構造、結構狀構造、裂隙狀構造，理解靈敏度的含義與劃分。第一節(jié)土的形成一、土和土體的概念1．土(soil)地球表面30－80km厚的范圍是地殼。地殼中原來整體堅硬的巖石，經(jīng)風化、剝蝕搬運、沉積，形成固體礦物、水和氣體的集合體稱為土。土是由固體相、液相、氣體三相物質(zhì)組成；或土是由固體相、液體相、氣體相和有機質(zhì)（腐殖質(zhì)）相四相物質(zhì)組成。不同的風化作用，形成不同性質(zhì)的土。風化作用有下列三種：物理風化、化學風化、生物風化。2．“土體”(soilmass)土體不是一般土層的組合體，而是與工程建筑的穩(wěn)定、變形
3、有關的土層的組合體。土體是由厚薄不等，性質(zhì)各異的若干土層，以特定的上、下次序組合在一起的。二、土和土體的形成和演變地殼表面廣泛分布著的土體是完整堅硬的巖石經(jīng)過風化、剝蝕等外力作用而瓦解的碎塊或礦物顆粒，再經(jīng)水流、風力或重力作用、冰川作用搬運在適當?shù)臈l件下沉積成各種類型的土體。再搬運過程中，由于形成土的母巖成分的差異、顆粒大小、形態(tài)，礦物成分又進一步發(fā)生變化，并在搬運及沉積過程中由于分選作用形成在成分、結構、構造和性質(zhì)上有規(guī)律的變化。土體沉積后：a.將經(jīng)過生物化學及物理化學變化，即成壤作用，形成土壤（1）靠
4、近地表的土體b.未形成土壤的土，繼續(xù)受到風化、剝蝕、侵蝕而再破碎、再搬運、再沉積等地質(zhì)作用。（2）時代較老的土，在上覆沉積物的自重壓力及地下水的作用下，經(jīng)受成巖作用，逐漸固結成巖，強度增高，成為“母巖”。11安徽理工大學精品課程《土質(zhì)學與土力學》第一章總之，土體的形成和演化過程，就是土的性質(zhì)和變化過程，由于不同的作用處于不同的作用階段，土體就表現(xiàn)出不同的特點。三、土的基本特征及主要成因類型（一）土的基本特征從工程地質(zhì)觀點分析，土有以下共同的基本特征：1．土是自然歷史的產(chǎn)物土是由許多礦物自然結合而成的。它在
5、一定的地質(zhì)歷史時期內(nèi)，經(jīng)過各種復雜的自然因素作用后形成各類土的形成時間、地點、環(huán)境以及方式不同，各種礦物在質(zhì)量、數(shù)量和空間排列上都有一定的差異，其工程地質(zhì)性質(zhì)也就有所不同。2．土是相系組合體土是由三相（固、液、氣）或四相（固、液、氣、有機質(zhì)）所組成的體系。相系組成之間的變化,將導致土的性質(zhì)的改變。土的相系之間的質(zhì)和量的變化是鑒別其工程地質(zhì)性質(zhì)的一個重要依據(jù)。它們存在著復雜的物理～化學作用。3．土是分散體系由二相或更多的相所構成的體系，其一相或一些相分散在另一相中，謂之分散體系。根據(jù)固相土粒的大小程度(分散
6、程度)，土可分為①粗分散體系（大于2μ），②細分散體系，（2～0.1μ），③膠體體系（0.1～0.01μ），④分子體系（小于0.01μ）。分散體系的性質(zhì)隨著分散程度的變化而改變。粗分散與細分散和膠體體系的差別很大。細分散體系與膠體具有許多共性，可將它們合在一起看成是土的細分散部分。土的細分散部分具有特殊的礦物成分，具有很高的分散性和比表面積，因而具有較大的表面能。任何土類均儲備有一定的能量，在砂土和粘土類土中其總能量系由內(nèi)部儲量與表面能量之和構成，即：E總＝E內(nèi)＋E表4．土是多礦物組合體在一般情況下，土將
7、含有5～10種或更多的礦物，其中除原生礦物外，次生粘土礦物是主要成分。粘土礦物的粒徑很?。ㄐ∮?.002mm），遇水呈現(xiàn)出膠體化學特性。（二）土體的主要成因類型按形成土體的地質(zhì)營力和沉積條件（沉積環(huán)境），可將土體劃分為若干成因類型：如殘積、坡積、洪積……現(xiàn)就介紹幾種主要的成因類型、土體的性質(zhì)成分及其工程地質(zhì)特征。1．殘積土體的工程地質(zhì)特征殘積土體是由基巖風化而成，未經(jīng)搬運留于原地的土體。它處于巖石風化殼的上部，是風化殼中劇風化帶。殘積土一般形成剝蝕平原影響殘積土工程地質(zhì)特征因素主要是氣候條件和母巖的巖性：
8、1）氣候因素氣候影響著風化作用類型從而使得不同氣候條件不同地區(qū)的殘積土具有特定的粒度成分、礦物成分、化學成分。①干旱地區(qū)：以物理風化為主，只能使巖石破碎成粗碎屑物和砂礫，缺乏粘土礦物，具有礫石類土和工程地質(zhì)特征。②11安徽理工大學精品課程《土質(zhì)學與土力學》第一章半干旱地區(qū)：在物理風化的基礎上發(fā)生化學變化，使原生的硅酸鹽礦物變成粘土礦物；但由于雨量稀少，蒸汽量大，故土中常含有較多的可溶鹽類；如碳酸鈣、硫酸鈣等。③潮濕地區(qū)：a、在
