巖土工程師輔導資料:土的固體顆粒-礦物成分

2020-12-01 建設工程教育網

  土的固體顆粒-礦物成分

  (2)礦物成分 土粒的礦物成分主要取決於母巖的成分及其所經受化學風化的程度。 不同礦物成分對土的性質有著不同的影響,特別是細顆粒士尤為重要,詳見表12-1-2 所示。

  土粒的礦物成分 表12-1-2


   土粒名稱 

   礦物成分 

   與水相互作用能力 

漂石 卵石  圓礫 角礫 

   巖石的碎屑,其礦物成分與母巖相同 

   不強

   砂粒 

   母巖中單礦物顆粒,如石英、長石、雲母等 

   其中石英抗化學風化能力強,親水性不強 

   粉粒 

   主要是石英、MgC03、CaC03等,難溶鹽 

   因顆粒較細,有一定的親水能力,表現在溼時有微弱黏性和毛細性 

   黏粒 

   1.黏土礦物
  (次生礦物) 蒙脫石 伊利石 高嶺石
  2.氧化物和氫氧化物
  3各種鹽類
  4有機物 

   親水性強,特別是蒙脫石型的蒙古士礦物,能吸附大量的水分子而膨脹、乾燥時大量收縮。 使土具有塑性和勃性。毛細作用強,滲 

  從表中可以看出,粗顆粒土的性質主要與顆粒粒徑及其級配有關;而細顆粒土,礦物 成分起著非常重要的作用。這是因為和土顆粒都是由化學風化形成的次生礦物:高嶺石、伊利石和蒙脫石所組成,顆粒粒徑非常微小,在電子顯微鏡下觀察到的都呈鱗片狀或片狀,內部具有層狀晶體構造。蒙脫石的顆粒最小,長度約為0.05μm,厚僅為0.001μm; 伊利石次之,高嶺石顆粒最大。這些微粒表面都帶負電荷,因此具有很強的與水和水溶液中的水化陽離子相互作用的能力,稱為表|建設工程教育網|面能。如果用單位體積內顆粒總表面面積定義為比表面,顆粒愈細比表面愈大,表面能愈強。例如,若將1cm3的顆粒分割成稜邊為 0.001mm的微粒,這些微粒總的表面積可達6 X 104c㎡.由此可見,含蒙脫石的教性土親 水性強於伊利石和高嶺石。

  黏土顆粒的親水性與膠體的電化學性質相似,所以黏土|建設工程教育網|顆粒又稱為膠粒。在黏土顆粒 粒組中還包括氫氧化物、鹽類和有機質。這些物質也具有膠體性質;氫氧化物和鹽類還能 起到顆粒與顆粒之間的膠結和固化作用,使土的骨架具有一定的強度。例如我國西北的黃 土,顆粒成分為粉土,但膠結物為碳酸鹽,這種土乾燥時強度很高,可以形成很陡的邊 坡,但浸水時由於碳酸鹽的軟化或溶解,土的結構破壞、強度喪失,壓縮性增加,使這類 土具有「溼陷」的特性。

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