第二章 土的三相组成
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第二章土工试验10%一、土的三相组成及物性指标换算了解:1、土的形成过程。
土是由地表面的岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积,形成固体矿物、流体水和气钵的一种集合体。
2、土的风化作用(任何材料适用)物理风化→巨粒土(无黏性土)、化学风化→细粒土(黏性土)、生物风化例如:化学风化作用:水泥风化指水泥与空气中的水气反应生成氢氧化钙,再与二氧化碳反应生成碳酸钙固体颗粒。
更多资料加群:851162792易风化的岩石一般不用为骨料熟悉:1、土的三相组成【多选题】固相→土颗粒、液相→水、气相→气体(空气)干燥土:固相与气相饱和土:固相与液相潮湿土:固相、液相、气相土中的水分可分为存在矿物颗粒内部的水(化学结构水和化学结晶水、)和存在矿物颗粒表面的水(结合水、自由水)。
结晶水(150C-240C)、结合水(强--2g/cm3、弱--1-2g/cm3)、自由水(毛细水、重力水)结晶水是存在于土颗粒矿物晶体内部或参与矿物构造的水。
结合水是吸着在土颗粒表面呈薄膜状的水,受土粒表面引力的作用而不服从朴水力学规律,可分为强结合水和弱结合水。
弱结合水远离土颗粒表面,是强结合水与自由水的过渡型水,强结合水是靠近土颗粒表面。
自由水是存在于土颗粒孔隙中的水,是可运动的水。
受水表面的张力作用为毛细水,受重力作用为重力水。
含水率试验测:弱结合水、自由水2、土的物理性质指标及指标换算。
土的实测指标:土的密度,土粒比重(相对密度),含水量换算指标:干密度,饱和密度,浮密度,空隙比,空隙率,饱和度土的(湿)密度:土体单位体积的质量,ρ=m/V土颗粒比重(相对密度、颗粒密度)Gs=ms/Vs/mw/Vw4c=ρs/ρ水土粒在温度105-110C下烘至恒量时的质量与同体积4C时纯水质量的比值土的含水率ώ=m水/m固体颗粒土中水的质量和固体颗粒质量之比,通常以百分数表示干密度ρd=m固体颗粒/V土的固体颗粒质量与土的总体积之比饱和密度ρsat=ms+Vv▪ρw/V土孔隙中全部被水充满时的密度浮密度(浸水密度)ρ'=(ms-Vs▪ρw)/V土浸入水中受到水的浮力作用时的单位体积的质量孔隙比e=Vv/Vs土中孔隙的体积与固体颗粒体积之比孔隙率n=Vv/V土中孔隙体积与总体积之比饱和度Sr=Vw/V孔隙中水的体积与空隙体积之比物理性质指标:含水率、密度、比重、颗粒分析和相对密度等水理性质指标:界限含水率、稠度、膨胀、收缩、和毛细上升高度等力学性质指标:击实性、压缩系数、压缩指数、固结系数、抗剪强度指标、承载比、回弹模量、无侧限抗压强度(压缩描述非饱和土、固结描述饱和土)化学性指标:酸碱度、烧失量、有机质含量、可溶盐含量、阳离子交换量和矿物成分掌握:含水率试验(更多资料加群:851162792)测定的方法:烘干法(通用标准方法),酒精燃烧法,比重法习题多选中也有碳化钙气压法、密度法即比重法烘干法(标准方法105C-110C(适用黏T、粉T、砂T、砂砾T、有机质T、冻土)酒精燃烧法(快速简易、细粒土(含有机质的除外)酒精浓度95%,燃烧3次,测得的含水率小于烘干法测得的值比重法(间接计算、仅适用砂类土)特殊土体含水量测定条件:烘箱温度为60~70℃,时间可12~15h。
土壤肥料学通论整理(土壤学部分)第一章绪论1. 土壤:陆地表面由矿物、有机物质、水、空气和生物组成、具有肥力且能生长植物的未固结层。
2.肥料:凡是能够直接供给植物生长的必需的营养元素的物料。
分为有机肥料和化学肥料。
3.土壤肥力:在植物生活的全过程中,土壤具有能供应与协调植物正常生长发育所需的水分、养分、空气和热量的能力。
根据肥力产生的原因,可以将土壤肥力分为自然肥力和人为肥力。
四因素:空气、温度、养分、水分。
第二章土壤的基本物质组成1.土壤的三相组成:固相(固体土粒,包括矿物质和有机质)、液相(土壤水和可溶性物质)、气相(土壤空气)。
2.矿物:自然产生于地壳中的具有一定化学成分、物理性质和内部构造的单质或化合物,是组成岩石的基本单位。
原生矿物:在风化过程中没有改变化学组成而遗留在土壤中的一类矿物。
次生矿物:原生矿物风化和成土过程中经化学变化,或由分解产物重新结合而成的矿物。
2.成土岩石:一种或数种矿物的集合体。
分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。
3.风化作用:岩石、矿物在外界因素和内部因素的共同作用下,逐渐发生崩解和分解的过程。
按照其作用因素和风化的特点可以分为物理风化(温度作用、结冰作用以及水流和大风的磨蚀作用)、化学风化(溶解、水化、水解和氧化)、生物风化三种类型。
4.成土因素:气候、母质、地形、生物、时间因素。
成土母质:岩石矿物经过风化破碎形成的疏松堆积物。
5.土壤的机械组成:据机械分析,分别计算各粒级的相对含量。
是划分土壤质地的依据。
土壤质地:土壤中各粒级土粒含量(质量) 百分率的组合,及其所表现的粘砂性质。
分为砂土类(透水性强、通气性好、热容量较小、养分少、松散易耕)、壤土类(通气透水性良好、保水保肥、耕性较好、宜耕期较长,理想土壤)和粘土类(透水性差、通气性差、热容量较大、养分较丰富、宜耕期短)。
6.土粒分级:石砾、砂粒、粉砂粒和粘粒。
7.土壤质地的改良措施a. 增施有机肥料:有机质的粘结力比砂粒强,比粘粒弱。
第一章绪论1、土壤概念2、土壤肥力四因素第二章土壤的基本物质组成1、土壤的三相组成2、成土岩石的种类(三种)3、风化作用及三种类型4、五种成土因素5、土壤机械分析、土壤质地概念及土粒分级(分为哪几级)6、不同质地土壤的利用改良措施7、土壤有机质的转化(1)矿化作用(2)腐殖质化过程(3)土壤呼吸(微生物学解释及通气机制解释)(4)腐殖物质(5)腐殖质化系数8、腐殖质的种类及其人为分离方法9、影响有机质转化的因素10、有机质在土壤肥力中的作用11、土壤空气的组成特点12、通气的两个机制13、土壤热特性、热导率、导温率等概念14、土壤氧化还原电位概念15、水分进入土体时所受的三种力16、土水界面的三种吸附力17、土壤水分的类型特点18、水分含量的表示方法(四种)19、土壤水分能态:(1)四种水势(2)土壤水吸力概念(3)土壤水分特征曲线概念及意义20、水、气、热等的调节第三章土壤的基本发性质1、土壤孔性:(1)孔隙度(2)相对密度(3)土壤容重(4)孔隙类型2、土壤结构性:五种结构,其中团粒结构为重点,包括其形成及其与土壤肥力的关系。
3、土壤耕性、土壤物理机械性概念(1)粘结和粘着性(2)可塑性(3)胀缩性4、土壤胶体概念、种类:(1)2:1型粘土矿物和1:1型粘土矿物、同晶代换5、土壤胶体的结构:微粒核、双电层6、土壤胶体电荷:永久电荷、可变电荷、可变电荷零电点(pH0)7、土壤的吸收性能8、阳离子交换量及其影响因素9、盐基饱和度、交换性阳离子种类、盐基饱和(不饱和)土壤10、影响交换性阳离子有效性的因素11、阳离子非交换吸附中的晶格固定12、土壤活性酸、潜性酸及其表示方法,潜性酸的分类13、土壤缓冲作用的机制第四章1、高产肥沃土壤特征及其培肥措施2、土壤污染源及其防治。
第二章土的成分及其分析§ 2.1 土的成分§2.1.1土体三相组成土是由固相物质、液相物质和气相物质组成的复杂介质。
对土的性质进行研究时,必须分析组成土的三相物质。
1.固相物质土的固相物质分无机矿物颗粒和有机质,成为土的骨架。
◆固体矿物土体中的固体矿物包括原生矿物和次生矿物。
原生矿物:原生是岩浆在冷凝过程中形成的矿物质,如石英、长石、云母等。
次生矿物:是原生矿物经化学风化作用后,发生化学变化而形成新的次生矿物,如三氧化二铁、三氧化二铝、次生二氧化硅、粘土矿物、碳酸盐等。
次生矿物溶解性:次生矿物按期于水的作用可分为可溶的或不可溶的。
可溶的按其溶解难易程度又可分为易溶的、中溶的和难溶的。
次生矿物的成分和性质均较复杂,对土的工程性质影响也较大。
◆有机物在土的风化形成过程中,往往有微生物的参与,在土中产生有机质成分,如多种复杂的腐殖质矿物、动植物残骸体等有机残余物(如泥炭)。
有机质对土的工程性质影响很大。
但目前对土的有机质组成的研究还很不够。
2.液相物质土的液相物质是指存在于土孔隙中的水。
一般把土中的水看成是中性的,无色、无味、无嗅,其密度为1g/cm3,重力密度为9.81kN/m3,冰点在0°C,沸点为100°C。
实质上,土中水是成分复杂的电解质水溶液,它与土粒间有着复杂的相互作用。
按水与土颗粒之间作用的强弱程度划分为结合水(强结合水、弱结合水)和自由水(毛细水和重力水)◆结合水1当土粒与水相互作用时,土颗粒会吸附一部分水分子,在土粒表面形成一定厚度的水膜,称为表面结合水。
它受土粒表面引力的控制而不服从静水力学规律。
结合水的密度、粘滞度均比一般正常水为高;冰点低于0°C,最低可达零下几十度。
结合水的以上这些特征随着离土粒表面距离而变化。
愈靠近土拉表面的水分子,受土粒的吸附力愈强,与正常水的性质的差别众大。
因此按吸附力的强弱,结合水可分为强结合水(也称为吸着水)和弱结合水(也称为薄膜水)。