土的結構和構造貴大

土的結構和構造貴大1第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五3.1概述

土的結構一般包含了兩種概念；一是借助于光學顯微鏡來研究的結構，稱為微觀結構。土的微觀結構是指組成土的基本單元體（單粒）和結構單元體(集粒)的大小、形狀、表面特征、定量比例關系、各結構單元體在空間的排列狀況及其結構連結特征和孔隙特征的總稱。土的微觀結構，習慣稱為土的結構。二是借助于肉眼或放大鏡可以看到的結構，在一般學科通常稱為宏觀結構，以往習慣稱為土的構造，目前常稱為土體結構。土體結構系指土體形成時期伴隨形成的相的特征，以及后期改造過程中產生的節(jié)理、裂隙等不連續(xù)面在土塊內的排列、組合特征。如層理、節(jié)理、裂隙等，它影響著土體的穩(wěn)定、沉降、滲流等工程地質特性。2第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五組成土的顆粒之間的連結、組合關系通常稱為結構連結，簡稱連結。一、按連結物質性質的分類3.2土的結構連結3第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五二、按連結力的性質分類4第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

排列是指土的結構單元體(單粒和集粒)的排列方式，即指土顆粒間排列組合關系。通俗地說，就是指土顆粒排列的松緊程度。土的排列方式直接影響到土中孔隙大小和孔隙類型、數(shù)量的多少，因而影響土的水理性質和力學性質。3.3土的排列方式與孔隙類型5第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五一、粗粒土的排列方式與孔隙類型礫粒、砂粒、粉粒，由于其顆粒較粗大，比表面積小，土粒自重遠遠大于顆粒間的分子引力，所以粒間幾乎沒有連結，或者具有微弱的連結，形成單粒結構。因而常稱粗粒土為“無凝聚性土”或“無粘性土”。粗粒土的排列有松散的和緊密的兩種排列方。6第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五二、細粒土的排列方式通常認為，片狀粘土礦物是以單個薄片形式存在于土中，片狀礦物的晶面上往往帶負電荷，而其邊緣表面有時帶正電荷，有時帶負電荷，分子吸引及靜電引力使這些顆粒相互接觸。按單個片狀結構單元體(粘土礦物)相互間的接觸方式可分為邊面與邊面、邊面與晶面、晶面與晶面三種類型。7第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

細粒土的排列，可以根據(jù)孔隙比的大小來判斷其排列的緊密程度。通常我們按照孔隙比的大小將土的結構單元體的排列分為：孔隙比大于1.0的土稱為“松散排列的土”；孔隙比小于0.7的土稱為“緊密排列的土”；孔隙比為1.0~0.7的土稱為“中密排列的土”。一般情況下，呈緊密排列的土中結構單元體基本上以鑲嵌接觸方式為主，而呈松散排列的土中結構單元體基本上以架空的接觸或遠凝聚型的接觸方式為主要類型。8第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五三、細粒土的孔隙特征土中的孔隙大體上可以分為以下四種孔隙：9第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五一、粗粒土的微觀結構類型分為松散結構和緊密結構。松散砂土，由于其孔隙較大，土粒位置不固定，在較大壓力，特別是動荷作用下變形時，顆?；瑒踊驖L動到緊密狀態(tài)，孔隙比隨之減?。欢o密砂土在外力作用下孔隙比增大。這種結構的變化影響到土層或土坡的穩(wěn)定性。3.4土的結構類型及研究方法10第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五在自然界中，砂粒表面并不完全是光滑的或粗糙的。它們往往為粘粒或其它氧化物、有機質所覆裹，砂礫不能直接接觸(圖3—6a)。當粘粒含量少時，僅在砂粒接觸處有少量粘粒，起著接觸連結作用(圖3—6b)。這樣使得砂土的性質復雜化了，表現(xiàn)出粘性土的某些特征。11第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五二、細粒土的微觀結構類型關于土的微觀類型，在不同的研究時代，人們曾提出了很多的意見和想法。目前，根據(jù)不同成因、不同物質組成和不同的形態(tài)特征提出了骨架狀結構、絮凝狀結構、團聚狀結構、團粒狀結構、疊片狀結構、凝塊狀結構、蜂窩狀結構、海綿狀結構、磁疇狀結構及基質狀結構等結構類型。

骨架狀結構主要以粉粒為骨架，構成松散而均勻的較大孔隙的結構類型，粘粒呈不均勻地分布在其中，有時粘粒呈薄膜狀或者星點狀覆蓋在單粒表面，有時則位于粉粒的接觸點上起著連結作用。12第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

絮凝狀結構類型是以粘粒為主的絮凝體——集粒為基本結構單元體，有少量的粗顆粒分布于其中，集粒內粘土礦物片多呈邊—面、邊—邊和少量面—面的方式排列，孔隙具有較好的連通性，粘土礦物的定向性較差，因而土的工程地質性質較均勻。

蜂窩狀結構是在連續(xù)沉積作用下堆積而成的，粘土礦物片大多以邊—面彼此排列，形成類似蜂窩狀的鏈狀體。從斷面上看小孔密集，貌似蜂窩。13第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

海綿狀結構與蜂窩狀結構類似，主要是由粘土礦物片以面—邊排列的方式存在的，它們構成類似海綿的一種連續(xù)、細而多孔的網狀結構。它們形成的單個孔隙比蜂窩狀結構的要小。這種結構疏松、工程地質性質無各向異性。

疊片狀結構是粘土礦物以面—面的方式，有時呈面—邊的方式排列的。孔隙常沿粘土片的長軸方向呈延長狀，有的呈裂隙狀或楔狀。由于集粒的高度定向，導致土的工程地質性質具有各向異性。14第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

基質狀結構是以連續(xù)分布的無定向性的粘土礦物片為主體，其中含有一些分布不規(guī)則、互不接觸的粉粒和砂粒。粘土礦物片以面—面、邊—面、邊—邊三種方式排列，孔隙分布均勻，無定向性，所以土的工程地質性質也無各向異性。

凝塊狀結構是膠結物(主要以游離氧化物為主)將結構單元體(單粒和集鉸)覆蓋在其內，表面無法看清集粒內的結構狀態(tài)，外表似整體團塊狀，集粒內的孔隙多呈封閉狀態(tài)。每個單獨凝塊體之間的粒間連結力主要為游離物質、粘土質、結合水和化學連結力起作用。此集粒(凝塊體)具有一定的抗變形能力，所以土的工程地質性質較好。15第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五

團聚狀結構是團聚狀的集粒主要靠顆粒間連結力和起膠結作用的粘土質及游離氧化物把單粒和集粒聚合在一起，反映了顆粒主要以粉、粘粒為主，游離氧化物較少，土的強度不高，分散性較大。

磁疇狀結構16第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五三、研究土結構特征的方法簡介粗粒土-雙目放大鏡或顯微鏡細粒土-顯微鏡、x射線能諧和波譜分析、壓汞法、電子顯微鏡Ⅱ-14x射線能諧17第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五3.5土體結構土體結構是指土層組合和被節(jié)理、裂隙等切割后形成的土塊在土體內排列、組合方式。土體是經過搬運、堆積而形成的地質體，它具有一定的結構特征，我們稱其為土體原生結構。18第十八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五由于土體中存在著大量的節(jié)理，水沿節(jié)理面滲入，沖刷節(jié)理面兩側的土，極易形成大量的沖溝。如在極易被潛蝕的黃土中，沖溝發(fā)育，并且沖溝的分布與節(jié)理的分布非常一致，沖溝和節(jié)理一起破壞著土體的完整性，形