【土的物理性质及工程分类】是土木工程领域中重要的基础知识，主要涉及土的三相组成、粒度、粒组划分、粒度成分及其表示方法、粒度成分分析方法、土中的水和气体，以及粘土颗粒的特殊性质。
1. **土的三相组成与结构**
土主要由固相（固体颗粒）、液相（水）和气相（气体）组成。固相包括无机矿物（原生矿物和次生矿物）和有机质。颗粒的形状和粗细会影响土的物理性质，如颗粒细小，比表面积大，颗粒间的作用力会增强。
2. **粘土矿物的特性**
粘土矿物的结晶结构主要由硅氧四面体和氢氧化铝八面体组成。常见的粘土矿物有高岭石、蒙脱石和伊利石，它们的膨胀性和压缩性各异，对土的工程性质有显著影响。
3. **粒度和粒组划分**
土粒的大小称为粒度，粒度相近的颗粒归为同一粒组。粒度的划分通常依据土中各粒组的相对含量，即颗粒级配。粒度成分可用表格法、累计曲线法或三角坐标法表示。
4. **不均匀系数和曲率系数**
不均匀系数Cu和曲率系数Cc是评价颗粒级配的重要指标。Cu反映了颗粒大小分布的范围，Cu越大，级配越好。Cc则反映粒度分布的形状，Cc在1~3之间通常认为级配良好。
5. **粒度成分分析方法**
分析粒度成分常用筛分法（适用于大于0.1mm或0.075mm的颗粒）和比重计法（适用于小于0.1mm或0.075mm的颗粒）。比重计法基于颗粒在水中的沉降速度差异来测定含量。
6. **土中的水**
土中的水分为强结合水、弱结合水和自由水。强结合水对土的工程性质影响小，需高温烘烤才能蒸发；弱结合水赋予土塑性；自由水分为重力水和毛细水。
7. **土中气体**
土中的气体分为非封闭气体和封闭气体。封闭气体的存在会影响土的渗透性、弹性以及变形稳定的时间，可能导致土体的高压缩性。
8. **粘土颗粒表面带电现象**
粘土颗粒表面带有负电荷，形成双电层结构。电泳和电渗现象是电场作用下粘土颗粒和水分子的运动表现，这一原理在软土地基处理中得到应用。
9. **双电层厚度的影响因素**
双电层的厚度受矿物成分、水的pH值、溶液中阳离子的价数和半径等因素影响。例如，蒙脱石的双电层较其他矿物厚，而pH值上升会增加双电层厚度。
这些知识点对于理解和评估土壤的工程性能至关重要，它们在地质勘查、地基处理、土工构筑物设计等领域中都有广泛应用。了解和掌握这些知识能够帮助工程师更准确地预测和控制土壤的行为，从而确保建筑物和基础设施的安全与稳定性。
VIP享7折，此内容立减5.97元 
