土力学基础知识2解析.pptx
《土力学基础知识2解析.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《土力学基础知识2解析.pptx(33页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、土中的有机质和土中的水五、土壤中的有机质1 概述土壤中的有机质存在是土区别于一般固体物质的主要特性之一,有机质是土壤固相物质最易变化的部分,性质最不稳定的组分,含有机质的土壤力学性质研究一直是土力学界关注的问题,也是目前为止研究最薄弱的领域。土壤中的有机质可分为两大类:(1)非腐殖质:化学成分与生物体相同的普通有机化合物,如低分子有机酸、单糖、氨基酸、蛋白质、纤维、木质素、脂蜡和色素等。(2)腐殖质:动植物遗体在土壤中发生化学变化后生成的新的特殊化合物,到目前为止还不知道确切的物理性质和化学性质的物质,如泥炭、底泥等但是,土壤中的腐殖质和非腐殖质并无清楚的界限,没有办法将他们完全分别开来。这是
2、由于:一方面他们在土壤中通过不同的力彼此结合在一起;另一方面,它们的某些组分还是相同的。同时,土壤中的有机质通过物理的或(和)化学的力与土的固体颗粒相结合,结合的牢固程度各不相同,有些结合得很牢固,以至于不改变其矿物成分就没有办法将其分离。土壤中的有机物性质在土壤中处于不断变化中。如动物残骸和植物残体中的易分解部分在土壤中的半衰减期一般小于3个月(0.25年),它们不断分解为CO2、H2O和各种中间物质,并转化为腐殖质和微生物。土壤中的腐殖质仍然在不断矿化和转化为微生物,不过其分解速率比非腐殖质慢得多。2 土壤中有机无机复合体的数量土壤中的腐殖质不仅与粘土颗粒有相互作用,长期共存,并且有一部分
3、腐殖质与粘粒结合得非常紧密,构成有机无机复合体,一般物理化学手段不能将其分离。土壤中的有机无机复合现象不仅发生在粘粒晶体表面,还可以发生在晶层间。土壤中有机无机复合体的数量指有机物与无机物相互复合而构成复合体的数量,而没有复合的有机部分和无机部分不计在内。实验上,将土壤中游离的有机质用重液(H2O2)法除去后,量测土壤中有机无机复合体中的含C量占土壤总含C量的百分数称为有机无机复合度。表3测试结果表明土壤中大多数有机质以有机无机复合体形式存在。表3 土壤中的总C含量和有机无机复合度土壤全碳含量(%)有机无机复合度(%)资料来源灰壤1.689.6Xah 1959棕壤3.268.1Roulet 1
4、963高原荒漠土0.3493.5傅积平 1978石灰性潮土0.6793.5傅积平 1978中性潮土0.9292.6傅积平 19783 土壤有机无机复合的机理土壤中有机化合物与粘粒的复合机理比较复杂,结合的方式很多,主要是通过库伦引力和范德华力作用。(1)库仑引力:库伦引力是正负电荷间的静电吸引力,带负电的粘土颗粒与带正点的有机物胶体颗粒吸引在一起。(2)范德华力:分子中的电子旋转过程中产生的振动偶极间的相互作用力。是大分子量的有机物与粘土颗粒结合的主要作用力。4 土壤中有机无机复合体的性质由前面的分析结果可见,土壤中的有机碳中50%90%是一有机无机复合体形态存在。有机胶体与无机土粒复合后,使
5、土壤的稳定性和表面性质都发生变化。(1)粘性土的微团聚体有两种:1)完全由无机胶体团聚的原生微团聚体;2)由有机无机复合体团聚的基本微团聚体。原生微团聚体是由粘土颗粒经范德华力或阳离子凝聚而成,团聚体较密实,孔隙小,孔隙率低,渗透性低,抗剪强度较高,粒间连接较强。原生微团聚体中,水是定向颗粒间的结合键,粘粒间靠吸着水膜相互连接,当含水率低时,吸着水膜变薄,连接增强,含水率增加,颗粒间连接减小,直至土粒呈流动性。基本微粒团聚体是有机无机复合体团聚体,有机胶体常覆盖于无机粘粒或粘粒团聚体外表,它有降低粘粒间内聚力的作用。当团聚体表面基本都被活性有机物覆盖,则相邻颗粒或团聚体间的内聚力很小甚至为0,
6、这时土壤将具有水稳定性好、疏松多孔、内聚力小的特殊粘土。在水中不膨胀但易分解成单粒或表面有有机质覆盖的团粒。如蒙脱石颗粒吸附蛋白质后,憎水性提高,吸水性和膨胀性都降低。如有一类粘土为分散土,其成因就是在土粒或土团外有憎水的有机胶粒覆盖,遇水作用极易分散成单个的胶粒而漂浮于水中。但是,若蛭石粘土颗粒外覆盖丁基、丙基、戊基铵后,膨胀性将大增;小的烷基铵离子可由钙蒙脱石中换出部分钙离子,这时也会引起蒙脱石的膨胀性增加。*可见:有机质可能降低土的膨胀性,也可能增加土的膨胀性。(2)有机无机复合体土壤的结构性土壤团聚体中含有与之结合的有机质后,将使土壤的粗孔隙增加,在孔隙中形成疏水性胶膜,从而阻止渗透水
7、流对土壤团聚体的破坏作用,增强土的渗透性和渗透稳定性。六、土壤中的水1 概述充填于土粒孔隙中的水和气,对土的性质影响很大。同时,这两个组分更容易随外界条件改变而变化。如大气降水或干旱都使地下水位升降,土中水和气的比例发生明显的变化,即含水率和饱和度的变化,从而使土体的性质和状态发生变化。特别是土中水的水量和类型直接决定着土的性状。2 土中水的类型 自然界的土中水在气温影响下状态发生变化,可以呈固态(冰)、液态和气态(水蒸汽)存在。广义而言,土颗粒矿物内部的结晶水和层状硅酸盐中的OH-1离子也属于水。各种形态的水在土中存在的位置和活动能力是不同的。有的在常温常压下即可以移动或转化,有的需要在高温
8、或高压下才能转化和移动。土质学中,按照土中水存在的状态和所处位置将其分为如下主要类型:(1)固态水 1)矿物中的化学结合水:结构水、结晶水、沸石水 2)土壤孔隙中的固态水:冰(2)液态水 1)土粒表面的吸着水:强吸着水、弱吸着水 2)土壤孔隙中的非吸着水:毛细水、重力水(3)气态水 水蒸汽,因为在土壤中存在比例很低,经常可以忽略。3 土中水的特征(1)矿物中的化学结合水 1)结构水:以OH-或H+离子形式存在于矿物晶格的固定位置上,如粘土矿物中Al-OH八面体中的OH-就属于这种类型的水,一般不呈水分子,只有加热到45005000C时,这些离子才从晶格中析出而成水,同时矿物的化学成分发生变化。
9、2)结晶水:以水分子的形式存在于矿物格的固定位置上,比例固定。如石膏:CaSO42H2O、苏打NaCO310H2O等的水都是结晶水。结晶水在加热到1500C 4000C即可析出。结晶水析出后矿物成分变化。3)沸石水:以水分子形式存在于矿物相邻晶胞之间的水,水量不固定,不影响矿物的晶格构造,析出时也不改变矿物化学性质,加热到800C到1200C即可析出。如方解石、蒙脱石、伊利石晶胞间的水。(2)土粒表面的吸着水 水分子由两个H+及一个O-2构成,整个水分子是中性的。由于水分子键角大约为1050,电荷分布不对称而呈偶极分子。水中的阳离子吸引水分子的阴极而形成水化阳离子。O2-H+H+1050H2O
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 土力学 基础知识 解析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【快乐****生活】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【快乐****生活】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。