土的礦物成分和土中的有機(jī)質(zhì)

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土的礦物成分和土中的有機(jī)質(zhì)
     土的礦物成分取決于成土母巖的成分以及所經(jīng)受的風(fēng)化作用。按所經(jīng)受的風(fēng)化作用不同,土的礦物成分可分為原生礦物和次生礦物兩大類。
     1.原生礦物和次生礦物
     巖石經(jīng)物理風(fēng)化作用后破碎形成的礦物顆粒,稱原牛礦物。原生礦物在風(fēng)化過程中,其化學(xué)成分并沒有發(fā)生變化,它與母巖的礦物成分是相同的。常見的原生礦物有石英、長石和云母等。
     巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用所形成的礦物顆粒,稱次生礦物。次生礦物的礦物成分與母巖不同。常見的次生礦物有高嶺石、伊利石(水云母)和蒙脫石(微晶高嶺石)三大黏土礦物。另外,還有一類易溶于水的次生礦物,稱水溶鹽。水溶鹽的礦物種類很多,按其溶解度可區(qū)分為難溶鹽、中溶鹽和易溶鹽三類。難溶鹽主要是碳酸鈣(C30C3),中溶鹽常見的是石膏(CaSO4·2H20),易溶鹽常見的是各種氯化物(如NaCl、KCl、CaCl2)以及鉀與鈉的硫酸鹽和碳酸鹽等。
     2.各粒組中所含的主要礦物成分
     自然界的土是巖石風(fēng)化的產(chǎn)物,其顆粒大小的變化很大,相差極為懸殊。大的土顆??纱笾翑?shù)百毫米以上,小的土顆粒可小至千分之幾甚至萬分之幾毫米。通常把自然界的土顆粒劃分為漂石或塊石、卵石或碎石、礫石、砂粒、粉粒和黏粒等六大粒組
     不同粒組的土,其礦物成分不同,性質(zhì)也差別很大。
     石英和長石多呈粒狀,是礫石和砂的主要礦物成分,性質(zhì)較穩(wěn)定,強(qiáng)度很高。云母呈薄片狀,強(qiáng)度較低,壓縮性大,在外力作用下易變形。含云母較多的土,作為建筑物的地基時,沉降量較大,承載力較低;作為筑壩土料時不易壓實(shí)。
     黏土礦物的顆粒很細(xì),都小于0.005mm,多是片狀(或針狀)的晶體,顆粒的比表面積(即單位體積或單位質(zhì)量的顆粒表面積的總和)大、親水性(指黏土顆粒表面與水相互作用的能力)強(qiáng)。不同類型的黏土礦‘物具有不同程度的親水性。如蒙脫石是由多個晶體層構(gòu)造而成的礦物顆粒,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,水容易滲入使晶體劈開,而且顆粒最小,所以它的親水性;而高嶺石顆粒相對較大,晶體結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,親水性較弱;伊利石則介于兩者之間,,但比較接近蒙脫石。黏土礦物的親水性使黏性土具有黏聚性、可塑性、膨脹性、收縮性以及透水性小等一系列特性。
     黏性土中的水溶鹽,通常是由土中的水溶液蒸發(fā)后沉淀充填在土孔隙中的,它構(gòu)成了土粒間不穩(wěn)定的膠結(jié)物質(zhì)。如黏性土中含有水溶鹽類礦物,遇水溶解后會被滲透水流帶走,導(dǎo)致地基或土壩壩體產(chǎn)生集中滲流,引起不均勻沉降以及強(qiáng)度降低。因此,通常規(guī)定筑壩土料的水溶鹽含量不得超過8%。如果水工建筑物地基土的水溶鹽含量較大,必須采取適當(dāng)?shù)姆罎B措施,以防水溶鹽流失造成對建筑物的危害。
     3.土中的有機(jī)質(zhì)
     土中的有機(jī)質(zhì)是在土的形成過程中動、植物的殘骸及其分解物質(zhì)與土混摻沉積在一起,經(jīng)生物化學(xué)作用生成的物質(zhì)。其成分比較復(fù)雜,主要是動植物殘骸、未完全分解的泥炭和完全分解的腐殖質(zhì)。有機(jī)質(zhì)親水性很強(qiáng),因此有機(jī)土壓縮性大、強(qiáng)度低。有機(jī)土不能作為堤壩工程的填筑土料,否則會影響工程的質(zhì)量。