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土木研讨生土力学微观基础黏土矿藏(土木考研考土力学吗)

跟着土力学学科的飞速打开,在结束了饱满土与土的微观分析研讨之后,土力学的研讨方向与领域现已进入到了非饱满土与土的微观构成特性。而土的微观特性是从化学视点 去研讨土的微观规划,也就是从原子规划 ,经过火子、化学键、晶体,不断延拓到肉眼可见的黏土颗粒。关于土的微观规划方面写的极好的教材,我举荐北京交通大学的赵成刚写的《土力学原理》,这本书用许多篇幅介绍了土的微观规划、构成、特性,还配备了许多的微观电镜扫描图像供读者参阅,协助了解。
微观土力学的常识比照浅显,许多细节都需要深化研讨,从本科教材的视点来科普微观常识是比照好的选择。本科期间的土力学教材中写微观土力学的篇幅一般不多,都是以简略的示意图和文字来进行简略说明,实践上岩土的科研都是需要深化到微观程度的,平常咱们常说的黏土是由许多更细微的黏土矿藏构成的,黏土矿藏是次生矿藏中数量最多的一种,颗粒都极细微,是黏粒组中的首要矿藏成分,它们实践上是铝-硅酸盐晶体,由这两种晶片彼此成层叠加构成。研讨土就水到渠成地深化到了化学构成微观层面。
黏土矿藏分为两种:
一种是硅氧晶片(硅片):根柢单元为si-o四面体,即一个居中的硅原子和四个角点的氧原子构成。
一个硅片由六个si-o四面体构成,其间硅片底面氧原子被相邻四面体共有
黏土矿藏晶片示意图1
另一种是铝氢氧晶片(铝片):根柢单元为al-oh8面体,即一个居中铝原子和六个在角点的氢氧根离子构成。
一个铝片由四个al-oh8面体构成。
黏土矿藏晶片示意图2
硅片和铝片构成两种晶胞:第一种叫1:1型晶胞,由一层硅片和一层铝片构成。
第二种叫2:1型晶胞,由两层硅片中心夹一层铝片构成。
示意图如下
晶胞叠加示意图
两种晶胞可以安适组合,不一样的叠加方法就构成了不一样的黏土矿藏。首要的黏土矿藏有三种,别离是蒙脱石、伊利石、高岭石。
示意图如图
黏土矿藏规划示意图1
黏土矿藏规划示意图2
从上面两幅图可以看到:
蒙脱石为两层硅氧四面体夹一层铝氢氧8面体构成一个晶胞,两个晶胞之间的联合力很弱,其缘由是晶层之间是o2-对o2-的联合,联合力很弱,水很简略进入晶层之间,所以首要特征是具有显着吸水胀大、失水缩短,亲谁才能强。
蒙脱石晶体规划示意图
伊利石是云母在碱性介质中风化的产品,和蒙脱石相同也是三层规划,可是两个晶胞之间有更多钾离子存在,晶层之间联合强度弱于高岭石而高于蒙脱石,其特征也介于两者之间。
高岭石是长石风化产品,由一层硅氧四面体和一层铝氢氧8面体叠加构成。首要特征是颗粒较粗,不简略吸水胀大及失水缩短,亲水才能较差。
那么黏土矿藏与黏土粒组是对应联络,黏土矿藏成分巨细不一样,所构成的黏土的粒组也纷歧样。
黏土矿藏与粒组之间的对应联络
黏土矿藏首要特性汇总表
很显着,由三种黏土矿藏构成的土具有显着的特性

,比方富含85%-90%蒙脱石的土叫膨润土,由高岭石为首要成分的土叫高岭土。经过电镜扫面(sem),咱们可以获得这些黏土矿藏构成的典型土体的sem图像,如下图:
膨润土的sem图像
「传闻打赏这个规划力学教师的同学都考上了研」

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feng20220501@163.com

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