土质土力学土的物质组成和结构.ppt

2 土的物质组成和结构土的物质组成和结构土是未固结成岩的松散沉积物，在地表广泛土是未固结成岩的松散沉积物，在地表广泛分布，是工程和经济活动的主要对象土的分布，是工程和经济活动的主要对象土的工程性质复杂多变：工程性质复杂多变：作为建筑地基，有的可以修建高楼大厦，有的连作为建筑地基，有的可以修建高楼大厦，有的连平房都承受不起；作为建筑材料，有的可以作为平房都承受不起；作为建筑材料，有的可以作为混凝土的骨料，有的可以烧制砖瓦，有的很难派混凝土的骨料，有的可以烧制砖瓦，有的很难派上用场土的性质之所以有这样大的差别，主要是其成分土的性质之所以有这样大的差别，主要是其成分和结构的不同因此，在研究土的工程性质形成和结构的不同因此，在研究土的工程性质形成及其变化规律时，首先要研究土的组成成分及其变化规律时，首先要研究土的组成成分12 土的物质组成和结构土的物质组成和结构2.1 土的基本特性土的基本特性2.2 土的粒度成分土的粒度成分2.3 土的矿物成分土的矿物成分2.4 土的化学成分土的化学成分2.5 土中的水和气土中的水和气2.6 土与水的相互作用土与水的相互作用22.1 土的基本特征土的基本特征1、从地质观点分析，土具有如下共同特点：、从地质观点分析，土具有如下共同特点：1）土是地质历史的产物）土是地质历史的产物l土是由多种矿物自然集合而成的，它是在土是由多种矿物自然集合而成的，它是在一定的地质历史时期内，经过各种复杂的一定的地质历史时期内，经过各种复杂的自然因素的作用后形成的。

不同类型的土，自然因素的作用后形成的不同类型的土，其形成时间、地点、环境及方式不同，各其形成时间、地点、环境及方式不同，各种矿物在质量、数量和空间排列上都有一种矿物在质量、数量和空间排列上都有一定的差异，因而工程性质也有所不同因定的差异，因而工程性质也有所不同因此，成因类型和地质历史的研究是分析鉴此，成因类型和地质历史的研究是分析鉴定土的工程性质的基础定土的工程性质的基础 3l形成过程：无机土来自岩石的形成过程：无机土来自岩石的物物理风化理风化和化学风化和化学风化, ,有机土中的有有机土中的有机物来自植物、小动物的骨骼和外机物来自植物、小动物的骨骼和外壳l形成过程中仍残留原地的称为形成过程中仍残留原地的称为残残积土积土l由风、水、波浪、冰川或重力搬由风、水、波浪、冰川或重力搬运而形成的沉积物称为运而形成的沉积物称为运积土运积土4松散沉积物类型：松散沉积物类型：l风化残积风化残积：残积物：残积物l重力堆积重力堆积：坠积物、崩塌堆积物、滑坡堆积物、土：坠积物、崩塌堆积物、滑坡堆积物、土溜堆积物溜堆积物l大陆流水堆积大陆流水堆积：坡积物、洪积物、冲积物、湖积物、：坡积物、洪积物、冲积物、湖积物、沼泽沉积物、三角洲（河－湖、河－海）堆积物沼泽沉积物、三角洲（河－湖、河－海）堆积物l海水堆积海水堆积：滨海堆积物、浅海堆积物、深海堆积物：滨海堆积物、浅海堆积物、深海堆积物l地下水堆积地下水堆积：泉水堆积物、洞穴堆积物：泉水堆积物、洞穴堆积物l冰川堆积冰川堆积：冰积堆积物、冰水堆积物、冰积湖堆积：冰积堆积物、冰水堆积物、冰积湖堆积物物l风力堆积风力堆积：风积物：风积物l火山堆积火山堆积：火山岩及火山碎屑岩：火山岩及火山碎屑岩l其它其它：人工堆积：人工堆积5l通常，流水搬运、沉积形成的土如通常，流水搬运、沉积形成的土如洪、冲积土的工程性质要好洪、冲积土的工程性质要好于风力于风力搬运、沉积形成的土，也好于湖积搬运、沉积形成的土，也好于湖积和海积土；和海积土；沉积年代久远的土的工沉积年代久远的土的工程性质要优程性质要优于新近形成的土；不同于新近形成的土；不同的自然条件下形成的土的性质有较的自然条件下形成的土的性质有较大的差异，各地往往存在一些大的差异，各地往往存在一些特殊特殊性土性土，其性质常常较一般土差。

其性质常常较一般土差 62）土是相系组合体）土是相系组合体l土是由三相（固、液、气）或四相（固、土是由三相（固、液、气）或四相（固、液、气、有机质）所组成的体系：液、气、有机质）所组成的体系：7l相系之间往往存在复杂的物理相系之间往往存在复杂的物理—化学化学作用因此，作用因此，土的相系之间质和量的土的相系之间质和量的变化是鉴定其工程性质的一个重要依变化是鉴定其工程性质的一个重要依据据l在研究土时，必须对同时存在的三相在研究土时，必须对同时存在的三相的质与量以及它们之间的相互作用一的质与量以及它们之间的相互作用一并加以研究并加以研究83）土是分散体系）土是分散体系l由二相或更多相所构成的体系，其一相或某一由二相或更多相所构成的体系，其一相或某一些相分散在另一相中，称为些相分散在另一相中，称为分散体系分散体系多相组成的土是分散体系成的土是分散体系l根据固相土粒的大小程度，将土划分为：根据固相土粒的大小程度，将土划分为：l粗分散体系粗分散体系(>2 m)l细分散体系细分散体系(2~0.1 m)l胶体体系胶体体系(0.1~0.01 m)l分子体系分子体系(<0.01 m)。

l分散体系的性质随着分散程度的变化而变化分散体系的性质随着分散程度的变化而变化 9l研究表明，粗分散体系与细分散体系及胶研究表明，粗分散体系与细分散体系及胶体体系的差别很大体体系的差别很大细分散体系和胶体体细分散体系和胶体体系具有许多的共性系具有许多的共性因此，一般将细分散因此，一般将细分散体系和胶体体系合并在一起作为土的细分体系和胶体体系合并在一起作为土的细分散部分加以研究散部分加以研究l土的细分散体系具有特殊的矿物成分，具土的细分散体系具有特殊的矿物成分，具有很高的分散性和比表面积，因而具有巨有很高的分散性和比表面积，因而具有巨大的表面能当细分散颗粒与水作用时，大的表面能当细分散颗粒与水作用时，在固、液相界面上具有很强的物理在固、液相界面上具有很强的物理—化学化学活性土中细分散颗粒含量的增多是形成活性土中细分散颗粒含量的增多是形成黏性土工程性质的决定因素黏性土工程性质的决定因素10l任任何何土土类类具具有有存存在在一一定定的的能能量量，，在在砂砂土土和和黏黏性性土土中中，，其其总总能能量量是是由由内内部部能能量量和和表表面面能能量量之之和和构构成成的的内内部部能能量量与与其其土土粒粒体体积积成成正正比比，，而而表表面面能能量量则则与与土土粒粒的的表表面面积积成成正比正比。

l砂砂土土及及其其它它碎碎屑屑土土的的比比表表面面积积很很小小，，所所以以表表面面能能有有限限，，砂砂土土在在物物理理—化化学学方方面面，，很很大程度上是大程度上是惰性的、不亲水惰性的、不亲水的l黏黏性性土土的的比比表表面面积积和和表表面面能能均均很很大大，，因因此此，，具具有有较较大大的的物物理理—化化学学活活性性和和亲亲水水性性，，表表现为现为极强的黏着性和塑性极强的黏着性和塑性114）土是多矿物组合体）土是多矿物组合体l土中含有土中含有5~10种甚至更多的矿物，种甚至更多的矿物，其中除其中除原生矿物原生矿物外，外，次生黏土矿物次生黏土矿物是主要成分是主要成分黏土矿物黏土矿物的粒径很小的粒径很小(<0.002mm)，遇水容易，遇水容易呈现胶体化呈现胶体化学特性学特性，在土粒之间形成一种特殊，在土粒之间形成一种特殊的连接，使黏性土表现出复杂多变的连接，使黏性土表现出复杂多变的工程性质的工程性质122、土与其它连续介质的建筑材料（如钢材等）相比，、土与其它连续介质的建筑材料（如钢材等）相比，具有以下三个方面的工程特性：具有以下三个方面的工程特性：l1））压缩性高压缩性高——在相同外部荷载作用下，土的在相同外部荷载作用下，土的压缩量远大于常用的建筑材料如混凝土，反映压缩量远大于常用的建筑材料如混凝土，反映在变形模量在变形模量E上，土的压缩模量较建筑材料要小，上，土的压缩模量较建筑材料要小，而且不同类型的土之间的压缩性存在较大的差而且不同类型的土之间的压缩性存在较大的差别。

别l2））强度低强度低——土的抗剪强度远小于建筑材料的土的抗剪强度远小于建筑材料的抗剪强度这是因为，土粒之间的摩擦力和黏抗剪强度这是因为，土粒之间的摩擦力和黏聚力（土粒间的结合力）通常较小聚力（土粒间的结合力）通常较小l3））透水性大透水性大——土属于多孔介质，内部存在无土属于多孔介质，内部存在无数的相互连通的孔隙这些孔隙是透水的土数的相互连通的孔隙这些孔隙是透水的土的透水性与土的粒度成分、结构、构造等有关的透水性与土的粒度成分、结构、构造等有关132 土的物质组成和结构土的物质组成和结构2.1 土的基本特性土的基本特性2.2 土的粒度成分土的粒度成分2.3 土的矿物成分土的矿物成分2.4 土的化学成分土的化学成分2.5 土中的水和气土中的水和气2.6 土与水的相互作用土与水的相互作用142.2 土的粒度成分土的粒度成分1、粒径、粒径土粒的大小用其直径表示，称为土粒的大小用其直径表示，称为粒径粒径，又称，又称粒度粒度一般用土粒能通过的最小筛孔的一般用土粒能通过的最小筛孔的直径，或土粒在静水中具有相同下直径，或土粒在静水中具有相同下沉速度的当量球体直径表示沉速度的当量球体直径表示——原原因是颗粒形状多样因是颗粒形状多样15土的粒度变化范围极大土的粒度变化范围极大。

大到数百大到数百至数千至数千mm的漂石、块石，小到不足的漂石、块石，小到不足千分之一的黏土颗粒千分之一的黏土颗粒随着粒径的变化，土的成分和工程随着粒径的变化，土的成分和工程性质也随之变化性质也随之变化不同粒径的土粒不同粒径的土粒具有不同的成分和性质具有不同的成分和性质16巨大的砾石巨大的砾石—漂石漂石171819扫描电镜扫描电镜扫描电镜扫描电镜202、粒组划分与粒度成分、粒组划分与粒度成分(1) 粒组粒组按粒径的大小划分的组称为粒组也就按粒径的大小划分的组称为粒组也就是将土中的颗粒按粒径分成若干个粒径是将土中的颗粒按粒径分成若干个粒径区段，每一个区段中所包括的这些大小区段，每一个区段中所包括的这些大小的颗粒称为粒组，即土中颗粒直径界于的颗粒称为粒组，即土中颗粒直径界于某粒径区间的所有颗粒某粒径区间的所有颗粒土的粒度成分实际上是不同粒组所占的土的粒度成分实际上是不同粒组所占的比例关系比例关系21我我国国《《土土的的工工程程分分类类标标准准》》（（GB/T 50145-2007）中的粒组划分方案见下图：）中的粒组划分方案见下图：(2) 粒组划分粒组划分巨粒巨粒粗粒粗粒细粒细粒22(3)粒度成分粒度成分土的工程性质与构成土的各种粒径的相对含量土的工程性质与构成土的各种粒径的相对含量有关有关，即与各种粒径在土中的比例搭配关系有，即与各种粒径在土中的比例搭配关系有关。

关土中各种粒径颗粒之间的比例搭配关系（相对土中各种粒径颗粒之间的比例搭配关系（相对含量）称为含量）称为粒度成分粒度成分（又称为（又称为粒度级配粒度级配或或级配级配）），一般用干土质量百分比表示：，一般用干土质量百分比表示：式中式中 x x——某粒组的质量百分数某粒组的质量百分数,%,%；； m ma a——干土中某粒组的质量；干土中某粒组的质量； m mb b——干土总质量干土总质量233、粒度分析方法、粒度分析方法粒度分析粒度分析的定义：的定义：又称颗粒分析，采用不同的方法将构成土的各粒又称颗粒分析，采用不同的方法将构成土的各粒组划分开来，并计算出各粒组的百分含量，以确定组划分开来，并计算出各粒组的百分含量，以确定土的粒度成分，同时根据粒度成分分析结果进行土土的粒度成分，同时根据粒度成分分析结果进行土的分类与定名（尤其粗粒土和巨粒土）的分类与定名（尤其粗粒土和巨粒土）粒度分析粒度分析方法方法常用的有：常用的有：l粗粒土（粒径粗粒土（粒径>0.075mm）采用）采用筛析法筛析法（筛分法）（筛分法）l细粒土（粒径细粒土（粒径<0.075mm）则采用）则采用静水沉降分析法静水沉降分析法两种方法分析结果综合在一起就可获得完整的两种方法分析结果综合在一起就可获得完整的土的粒度分析数据土的粒度分析数据。

24（（1）筛析法）筛析法适用条件：适用于粒径界于适用条件：适用于粒径界于60~0.075mm之间的土之间的土主要设备：是一套标准分析筛，筛子的主要设备：是一套标准分析筛，筛子的孔径分别为：孔径分别为：l粗筛：粗筛：60、、40、、20、、10、、5、、2mml细筛：细筛：1.0、、0.5、、0.25、、0.075mml可根据土的性质和工程要求适当增减不同可根据土的性质和工程要求适当增减不同筛径的分析筛筛径的分析筛试验要求：试验要求：应符合应符合《《土工试验方法标准土工试验方法标准》》(GB/T50123-1999)的规定的规定优优 点：简单易行点：简单易行25标准分析筛标准分析筛 振筛机振筛机26（（2）沉降分析法）沉降分析法适用条件：粒径小于适用条件：粒径小于0.075mm的土原理：根据土粒在悬液中的沉降速率与粒径的平方成原理：根据土粒在悬液中的沉降速率与粒径的平方成正比的正比的Stocks公式来确定各粒组相对含量的方法静水公式来确定各粒组相对含量的方法静水中土粒在有效重力和液体阻力的共同作用下匀速下沉，中土粒在有效重力和液体阻力的共同作用下匀速下沉，可用下列公式表示：可用下列公式表示：d—颗粒直径颗粒直径(mm)；； —纯水的动力粘滞系数纯水的动力粘滞系数(10-6kPa s)；； s—土颗粒密度土颗粒密度(g/cm3)；； w—水的密度水的密度(g/cm3)；；g—重力加速度重力加速度(cm/s2)；；L—某一时间内土粒沉降距离某一时间内土粒沉降距离(cm)；；t—沉降时间沉降时间(s)。

——Stocks公式公式27（（mm））——Stocks公式公式28试验方法：试验方法：l密度计法密度计法l移液管法移液管法l虹吸比重瓶法虹吸比重瓶法l方法不同，但原理均为方法不同，但原理均为Stocks公公式试验要求：应符合试验要求：应符合《《土工试验方法土工试验方法标准标准》》（（GB/T50123-1999）的规定293．土的粒度成分的表示方法．土的粒度成分的表示方法(1) 列表法列表法优点：可以清楚地说明各粒组的含量优点：可以清楚地说明各粒组的含量缺点：大量土样进行对比时较困难缺点：大量土样进行对比时较困难粒粒组（（mm））粒度成分粒度成分(以以质量量%计)土土样1土土样2土土样310-510-55-25-22-12-11-0.51-0.50.5-0.250.5-0.250.25-0.100.25-0.100.10-0.050.10-0.050.05-0.010.05-0.010.01-0.0050.01-0.0050.005-0.0020.005-0.002 0.0020.002- -3.13.160.60.14.414.440540526.026.09.09.0- -- -- -- -25.025.020.020.012.312.38.08.08.28.24.94.94.64.68.18.14.24.25.25.21.51.5- -- -- -- -- -8.08.014.414.437.637.611.111.118.918.910.010.030(2) 累计曲线法累计曲线法（粒径分布曲线图）（粒径分布曲线图）以粒径为横坐标，以小于某一粒径的累计百分以粒径为横坐标，以小于某一粒径的累计百分含量为纵坐标，建立直角坐标系，将试验结果含量为纵坐标，建立直角坐标系，将试验结果数据投到该坐标系中，得到两者之间的关系曲数据投到该坐标系中，得到两者之间的关系曲线（累计曲线）。

一般横坐标（粒径）采用对线（累计曲线）一般横坐标（粒径）采用对数的形式，因此累计曲线为数的形式，因此累计曲线为半对数曲线半对数曲线累积含量百分比是指小于（或大于）某粒径的累积含量百分比是指小于（或大于）某粒径的所有土颗粒占全部土颗粒的质量百分比所有土颗粒占全部土颗粒的质量百分比优点：优点：便于多个土样的粒度成分对比；便于多个土样的粒度成分对比；缺点：缺点：当土样数量很多时，较烦乱，不易分辨当土样数量很多时，较烦乱，不易分辨31d10d10d60d50d50d6032用途：用途：l累计曲线形态能较直观地表示出累计曲线形态能较直观地表示出土的粒度级配：土的粒度级配：累计曲线平缓，说明土中各粒累计曲线平缓，说明土中各粒组的含量差别不大，土的分选性组的含量差别不大，土的分选性较差，级配良好；较差，级配良好；累计曲线窄陡，土的分选性好，累计曲线窄陡，土的分选性好，土粒均匀，级配不良土粒均匀，级配不良33l累计曲线给出一些累计曲线给出一些定量的信息定量的信息：：任一粒径区段的百分含量；任一粒径区段的百分含量；任一百分含量的最大粒径；任一百分含量的最大粒径；有效粒径有效粒径d10——粒径分布曲线上小于该粒粒径分布曲线上小于该粒径的土粒质量占土总质量的径的土粒质量占土总质量的10%的粒径；的粒径；中间粒径中间粒径d30——粒径分布曲线上小于该粒粒径分布曲线上小于该粒径的土粒质量占土总质量的径的土粒质量占土总质量的30%的粒径；的粒径；平均粒径平均粒径d50——粒径分布曲线上小于该粒粒径分布曲线上小于该粒径的土粒质量占土总质量的径的土粒质量占土总质量的50%的粒径；的粒径；限制粒径限制粒径d60 ——粒径分布曲线上小于该粒径分布曲线上小于该粒径的土粒质量占土总质量的粒径的土粒质量占土总质量的60%的粒径。

的粒径34不均匀系数不均匀系数Cu——反映土颗粒粒径反映土颗粒粒径分布均匀性的系数分布均匀性的系数曲率系数曲率系数Cc——反映土颗粒粒径分反映土颗粒粒径分布曲线形态的系数布曲线形态的系数35l定量信息的用途：定量信息的用途：不均匀系数不均匀系数Cu用于评价土用于评价土层的机械潜蚀、流土（砂）层的机械潜蚀、流土（砂）等渗透变形的工程地质问等渗透变形的工程地质问题题平均粒径平均粒径d50和不均匀系数和不均匀系数用于判别砂土的振动液化用于判别砂土的振动液化36d10在水文地质和工程地质中具有特在水文地质和工程地质中具有特殊的意义：殊的意义：由一种粒径土粒组成的理想均粒土，如由一种粒径土粒组成的理想均粒土，如与另一种非均粒土具有相同的透水性，则与另一种非均粒土具有相同的透水性，则这个均粒土的粒径与这个非均匀土的这个均粒土的粒径与这个非均匀土的d10大致相等因此，一般认为，大致相等因此，一般认为， d10为最具为最具有代表性的粒径该数据广泛应用于机械有代表性的粒径该数据广泛应用于机械潜蚀、透水性、毛细性等的经验公式中潜蚀、透水性、毛细性等的经验公式中用用d10估算非均估算非均质砂的渗透系数公式：砂的渗透系数公式：k=d102 k——cm/s；；d10——mm 37Cu、、Cc是国际通用的指标，根据不均是国际通用的指标，根据不均匀系数、曲率系数进行匀系数、曲率系数进行土的级配分类土的级配分类：：u当当Cu 5且且1 Cc 3时，为级配良好的时，为级配良好的土土，即为非均粒土，表明土中各粒组，即为非均粒土，表明土中各粒组的含量相差不大，大小颗粒混杂，累的含量相差不大，大小颗粒混杂，累计曲线平缓；计曲线平缓；u若不能同时满足上述两个条件，则为若不能同时满足上述两个条件，则为级配不良的土级配不良的土，即均粒土，颗粒大小，即均粒土，颗粒大小较均匀，累计曲线的中段显得陡直。

较均匀，累计曲线的中段显得陡直38l特征粒径举例：特征粒径举例：有效粒径有效粒径 d10=0.10,<0.10mm的的颗粒粒占占总质量的量的10%中中间粒径粒径 d30=0.22,<0.22mm的的颗粒粒占占总质量的量的30%平均粒径平均粒径 d50=0.33,<0.33mm的的颗粒粒占占总质量的量的50%界限粒径界限粒径 d60=0.39,<0.39mm的的颗粒粒占占总质量的量的60%394、土按粒度成分的分类、土按粒度成分的分类1））《《土的工程分类标准土的工程分类标准》》(GB/T50145-2007)分类分类根据各粒组在土中的含量分为巨粒类土、粗粒根据各粒组在土中的含量分为巨粒类土、粗粒类土和细粒类土：类土和细粒类土：试样中巨粒组（粒径试样中巨粒组（粒径>60mm）含量大于）含量大于15%的土为的土为巨粒类土巨粒类土试样中粗粒组含量大于试样中粗粒组含量大于50%的土为的土为粗粒类土粗粒类土其中，砾粒组含量大于砂粒组的土为砾粒组含量大于砂粒组的土为砾类土砾类土；砾粒组含量；砾粒组含量不大于砂粒组的土为不大于砂粒组的土为砂类土砂类土试样中细粒组含量不小于试样中细粒组含量不小于50%的土为的土为细粒类土细粒类土。

其其中，粗粒组含量不大于中，粗粒组含量不大于25%的土为的土为细粒土细粒土；粗粒组；粗粒组含量大于含量大于25%且不大于且不大于50%的土为的土为含粗粒的细粒土含粗粒的细粒土；；有机质含量小于有机质含量小于10%且不小于且不小于5%的土为的土为有机质土有机质土可利用可利用塑性图塑性图对细粒类土进一步划分对细粒类土进一步划分40巨粒类土的分类巨粒类土的分类：：土土类粒粒组含量含量土土类名称名称巨粒土巨粒土巨粒含量巨粒含量>75%漂石含量大于卵石含量漂石含量大于卵石含量漂石漂石(块石石)土土漂石含量不大于卵石含量漂石含量不大于卵石含量卵石卵石(碎石碎石)土土混合巨粒土混合巨粒土50%<巨粒含巨粒含量量 75%漂石含量大于卵石含量漂石含量大于卵石含量混合漂石混合漂石(块石石)土土漂石含量不大于卵石含量漂石含量不大于卵石含量混合卵石混合卵石(碎石碎石)土土巨粒混合土巨粒混合土15%<巨粒含巨粒含量量 50%漂石含量大于卵石含量漂石含量大于卵石含量漂石漂石(块石石)混合土混合土漂石含量不大于卵石含量漂石含量不大于卵石含量卵石卵石(碎石碎石)混合土混合土注：巨粒混合土可根据所含粗粒或注：巨粒混合土可根据所含粗粒或细粒的含量粒的含量进行行细分。

分41砾类土的分类砾类土的分类：：土土类粒粒组含量含量土土类名称名称砾土土细粒含量粒含量<5%级配配Cu 5，，1 Cc 3级配良好配良好砾土土级配不能同配不能同时满足足上述要求上述要求级配不良配不良砾土土含含细粒土粒土砾土土5% 细粒含量粒含量<15% 含含细粒土粒土砾土土细粒土粒土质砾土土15% 细粒含粒含量量<50%细粒粒组中粉粒含量中粉粒含量不大于不大于50%黏土黏土质砾土土细粒粒组中粉粒含量中粉粒含量大于大于50%粉土粉土质砾土土42砂类土的分类砂类土的分类：：土土类粒粒组含量含量土土类名称名称砂土砂土细粒含量粒含量<5%级配配Cu 5，，1 Cc 3级配良好配良好砂土砂土级配不能同配不能同时满足足上述要求上述要求级配不良配不良砂土砂土含含细粒土粒土砂土砂土5% 细粒含量粒含量<15% 含含细粒土粒土砂土砂土细粒土粒土质砂土砂土15% 细粒含粒含量量<50%细粒粒组中粉粒含量中粉粒含量不大于不大于50%黏土黏土质砂土砂土细粒粒组中粉粒含量中粉粒含量大于大于50%粉土粉土质砂土砂土432））《《岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范》》(GB/T50007-2001)和和《《建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范》》(GB/T50021-2002)分类分类粒径在粒径在0.075mm以上的粗粒土通常按照粒以上的粗粒土通常按照粒度成分进行分类和定名，粒径在度成分进行分类和定名，粒径在0.075mm以下的土则按照塑性指数以下的土则按照塑性指数Ip进行分类和定进行分类和定名名。

粒径在粒径在0.075mm以上的土可分为碎石土和以上的土可分为碎石土和砂土碎石土通常是性质良好的土，砂（碎石土通常是性质良好的土，砂土总体上是性质良好的土）土总体上是性质良好的土）44(1) 碎石土碎石土粒径大于粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的的颗粒质量超过总质量的50%的的土称为碎石土土称为碎石土进一步划分为：进一步划分为：l粒径粒径>200mm的颗粒质量超过总质量的的颗粒质量超过总质量的50%的的土为漂石土（颗粒以圆形及亚圆形为主）或土为漂石土（颗粒以圆形及亚圆形为主）或块石土（颗粒以棱角形为主）块石土（颗粒以棱角形为主）l粒径粒径>20mm的颗粒质量超过总质量的的颗粒质量超过总质量的50%的的土为卵石土（颗粒以圆形及亚圆形为主）或土为卵石土（颗粒以圆形及亚圆形为主）或碎石土（颗粒以棱角形为主）碎石土（颗粒以棱角形为主）l粒径粒径>2mm的颗粒质量超过总质量的的颗粒质量超过总质量的50%的土的土为圆砾土（颗粒以圆形及亚圆形为主）或角为圆砾土（颗粒以圆形及亚圆形为主）或角砾土（颗粒以棱角形为主）砾土（颗粒以棱角形为主）45(2) 砂土砂土粒径大于粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的的颗粒质量超过总质量的50%的土称为砂土。

的土称为砂土进一步划分为：进一步划分为：l粒径粒径>2mm的颗粒质量占总质量的的颗粒质量占总质量的25%~50%的土为砾砂土的土为砾砂土l粒径粒径>0.5mm的颗粒质量的颗粒质量>总质量的总质量的50%的土的土为粗砂土为粗砂土l粒径粒径>0.25mm的颗粒质量的颗粒质量>总质量的总质量的50%的土的土为中砂土为中砂土l粒径粒径>0.075mm的颗粒质量的颗粒质量>总质量的总质量的85%的的土为细砂土土为细砂土l粒径粒径>0.075mm的颗粒质量的颗粒质量>总质量的总质量的50%的的土为粉砂土土为粉砂土46土定名的原则：土定名的原则：l碎石土和砂土分类定名碎石土和砂土分类定名时，应根据颗粒级配由大时，应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定到小以最先符合者确定47举例举例:l例例1：某砂土样，经筛析试验，得到各：某砂土样，经筛析试验，得到各粒组含量的百分比为：粒组含量的百分比为：l解：土在分类和定名时，应根据颗粒解：土在分类和定名时，应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定土级配由大到小以最先符合者确定土样中样中>2mm的颗粒含量为的颗粒含量为8%+22%=30%，超过了，超过了25%，但不，但不到到50%，因此，该土样应定名为砾砂，因此，该土样应定名为砾砂土。

土粒径粒径mm>55~22~0.50.5~0.250.25~0.075<0.075质量百分比量百分比%8222614161448l例例2：某土样，经筛析试验，得到各粒组含：某土样，经筛析试验，得到各粒组含量的百分比为：量的百分比为：l解：土样中，粒径解：土样中，粒径>2mm的颗粒占的颗粒占10%，不足，不足25%，不能定为砾砂土；，不能定为砾砂土；>0.5mm的颗粒占的颗粒占10%+23%=33%，也不足，也不足50%，不能定为粗砂土；，不能定为粗砂土；>0.25mm的颗粒占的颗粒占10+23+27=60%，超过了，超过了50%，该土样，该土样应定为中砂土应定为中砂土粒径粒径mm5~22~0.50.5~0.250.25~0.075<0.075质量百分量百分比比%1023271624492 土的物质组成和结构土的物质组成和结构2.1 土的基本特性土的基本特性2.2 土的粒度成分土的粒度成分2.3 土的矿物成分土的矿物成分2.4 土的化学成分土的化学成分2.5 土中的水和气土中的水和气2.6 土与水的相互作用土与水的相互作用501、土的矿物成分的类型、土的矿物成分的类型土的固体颗粒的矿物来源于岩石的风化产物。

根土的固体颗粒的矿物来源于岩石的风化产物根据来源可分为：据来源可分为：原生矿物原生矿物：岩石经物理风化后，破碎成土粒，其：岩石经物理风化后，破碎成土粒，其矿物成分不变，主要为母岩的原有矿物，如石英、矿物成分不变，主要为母岩的原有矿物，如石英、长石、云母等长石、云母等次生矿物次生矿物：岩石经化学风化后，不仅颗粒变得细：岩石经化学风化后，不仅颗粒变得细小了，而且其成分也发生了变化，形成的新矿物小了，而且其成分也发生了变化，形成的新矿物次生矿物根据其与水作用的关系可分为可溶次生矿物根据其与水作用的关系可分为可溶的和不可溶的两种的和不可溶的两种腐殖质腐殖质：风化作用的进一步发展往往有生物作用：风化作用的进一步发展往往有生物作用参与，形成土壤化作用，使土增加了有机成分，参与，形成土壤化作用，使土增加了有机成分，其颗粒很细小其颗粒很细小泥炭泥炭：土中有机植物残骸土中有机植物残骸51(1) 原生矿物原生矿物类型：类型：主要为硅酸盐等造岩矿物，常见的主要为硅酸盐等造岩矿物，常见的有石英、长石、角闪石、云母等，有时有有石英、长石、角闪石、云母等，有时有方解石、白云石等碳酸盐矿物多数存在方解石、白云石等碳酸盐矿物。

多数存在于卵粒组和砂粒组中，是粗粒类土的主要于卵粒组和砂粒组中，是粗粒类土的主要矿物成分漂石、块石组则一般为岩屑成矿物成分漂石、块石组则一般为岩屑成分，保持原岩的多矿物结构分，保持原岩的多矿物结构特点：特点：颗粒较粗大，物理、化学性质稳定颗粒较粗大，物理、化学性质稳定或较稳定，具有较强的抗水性和抗风化能或较稳定，具有较强的抗水性和抗风化能力，亲水性弱或较弱力，亲水性弱或较弱对土的工程性质的影响主要取决于矿物颗对土的工程性质的影响主要取决于矿物颗粒的形状、大小、排列、坚硬程度和抗风粒的形状、大小、排列、坚硬程度和抗风化稳定性方面化稳定性方面52(2) 不可溶的次生矿物不可溶的次生矿物是原生矿物经氧化、水化、水解、是原生矿物经氧化、水化、水解、溶解等化学作用而形成的新的矿物溶解等化学作用而形成的新的矿物成分，不能溶解在水中成分，不能溶解在水中最主要的为黏土矿物，其次为倍半最主要的为黏土矿物，其次为倍半氧化物氧化物R2O3（如（如Fe2O3、、Al2O3）及）及次生次生SiO2颗粒很细小，一般呈晶颗粒很细小，一般呈晶体或凝胶状存在于黏粒组中体或凝胶状存在于黏粒组中53黏土矿物对土的工程性质影响很大，黏土矿物对土的工程性质影响很大，即使在土中含量不大，也能表现出明即使在土中含量不大，也能表现出明显的控制作用。

显的控制作用黏土矿物是决定黏性黏土矿物是决定黏性土工程性质的主要因素土工程性质的主要因素倍半氧化物、次生倍半氧化物、次生SiO2常以凝胶状常以凝胶状存在于土粒之间，使颗粒之间胶结，存在于土粒之间，使颗粒之间胶结，可增强土粒的结构连结，从而使土的可增强土粒的结构连结，从而使土的强度增大、压缩性减小强度增大、压缩性减小54(3) 可溶盐可溶盐可溶盐按其在水中的溶解度可分为：可溶盐按其在水中的溶解度可分为：易溶盐易溶盐——岩盐、钾盐、芒硝、苏打等；岩盐、钾盐、芒硝、苏打等；中溶盐中溶盐——石膏；石膏；难溶盐难溶盐——方解石、白云石方解石、白云石可溶盐在土中存在形式可以呈可溶盐在土中存在形式可以呈层状层状或以或以分散状态分散状态存在于土颗粒之间存在于土颗粒之间难溶盐或中溶盐以固体形式时难溶盐或中溶盐以固体形式时,可起到胶可起到胶结作用，加强土颗粒的结构连结，提高结作用，加强土颗粒的结构连结，提高土的强度土的强度55可溶盐以溶液形式存在于土中时，对土可溶盐以溶液形式存在于土中时，对土的工程性质的影响主要取决于溶液的离子的工程性质的影响主要取决于溶液的离子成分与浓度，以及由其控制的离子交换性成分与浓度，以及由其控制的离子交换性质。

如质如当孔隙溶液中富含当孔隙溶液中富含Na+时，则土的时，则土的亲水性大，强度低、压缩性高，膨胀性大；亲水性大，强度低、压缩性高，膨胀性大；当富含当富含Ca++时，则相反时，则相反孔隙中可溶盐浓孔隙中可溶盐浓度越低，离子成分的作用越大度越低，离子成分的作用越大可溶盐在可溶盐在土中属于不稳定矿物土中属于不稳定矿物，它们的变化将引起，它们的变化将引起土的工程性质的变化另外，土的工程性质的变化另外，可溶盐可溶盐溶解溶解在水中后会对混凝土及钢筋等建筑材料在水中后会对混凝土及钢筋等建筑材料产产生腐蚀作用生腐蚀作用而破坏建筑物的基础工程而破坏建筑物的基础工程56可溶盐的测定：可溶盐的测定：一般采用提取液法（浸出液法），通一般采用提取液法（浸出液法），通过对提取液进行化学分析确定其成分过对提取液进行化学分析确定其成分和含量方法有：和含量方法有：对于易溶盐可采用水溶液提取液对于易溶盐可采用水溶液提取液法法中溶盐和难溶液可采用酸提取液中溶盐和难溶液可采用酸提取液法法碳酸盐含量不高时，可以通过测定其碳酸盐含量不高时，可以通过测定其与酸发生化学反应生成的与酸发生化学反应生成的CO2的量确的量确定含量（气量法）。

定含量（气量法）57(4) 有机质有机质按其分解程度可分为未分解的动植物残体、半按其分解程度可分为未分解的动植物残体、半分解的泥炭及完全分解的腐殖质分解的泥炭及完全分解的腐殖质以腐殖质为以腐殖质为主主，占有机质总含量的，占有机质总含量的80~90%腐殖质是一种有机酸，主要成分为腐殖酸，腐殖质是一种有机酸，主要成分为腐殖酸，具具有多微孔海绵状结构，具有很强的持水性和吸有多微孔海绵状结构，具有很强的持水性和吸附性附性，电镜下可见为颗粒极细小的圆粒，直径，电镜下可见为颗粒极细小的圆粒，直径80~100A在酸溶液中能凝聚成较大的球状团在酸溶液中能凝聚成较大的球状团粒泥炭疏松多孔，富含水，强度很低，压缩性极泥炭疏松多孔，富含水，强度很低，压缩性极高高部分有机质以分子形式分散在水中，具有较强部分有机质以分子形式分散在水中，具有较强的活动能力和酸性，能被土中的矿物尤其是黏的活动能力和酸性，能被土中的矿物尤其是黏土矿物颗粒表面吸附，形成矿物土矿物颗粒表面吸附，形成矿物—有机质组合有机质组合体有机质分散程度越高，亲水性越强，越易有机质分散程度越高，亲水性越强，越易被土颗粒吸附被土颗粒吸附58有机质对土的工程性质的影响：有机质对土的工程性质的影响：黏土矿物颗粒吸附有机质后，持水性、黏土矿物颗粒吸附有机质后，持水性、离子交换性能提高，颗粒间距增大，连离子交换性能提高，颗粒间距增大，连接力减弱；接力减弱；土粒分散性提高，使土的塑性增强，渗土粒分散性提高，使土的塑性增强，渗透性能下降，压缩性提高，强度降低。

透性能下降，压缩性提高，强度降低含有机质土的工程性质有很大的变化含有机质土的工程性质有很大的变化如细砂土中含少量的有机质，就可具有如细砂土中含少量的有机质，就可具有流沙的特性黏性土中含有有机质如淤流沙的特性黏性土中含有有机质如淤泥质土或淤泥土，则压缩性高、固结慢、泥质土或淤泥土，则压缩性高、固结慢、强度低，难以作为建筑物的天然地基强度低，难以作为建筑物的天然地基有机质含量的测定：有机质含量的测定：重铬酸钾容量法重铬酸钾容量法 592、土的矿物成分与粒度成分的关系、土的矿物成分与粒度成分的关系60不同粒径具有不同的矿物成分物理强不同粒径具有不同的矿物成分物理强度大、物理度大、物理—化学性质稳定性差的原生化学性质稳定性差的原生矿物多集中于粗的粒组中，物理强度小，矿物多集中于粗的粒组中，物理强度小，物理物理—化学稳定性高的原生矿物多存在化学稳定性高的原生矿物多存在于细粒组中：于细粒组中：石英、长石、云母是组成砂土的主要石英、长石、云母是组成砂土的主要矿物成分石英的物理强度大，物理矿物成分石英的物理强度大，物理—化学稳定性高，可存在于各粒组中化学稳定性高，可存在于各粒组中长石则主要存在于中粗砂组中。

云母长石则主要存在于中粗砂组中云母的物理强度低，一般只存在粉细砂中的物理强度低，一般只存在粉细砂中61粉粒组都是由抗风化能力强、物理粉粒组都是由抗风化能力强、物理—化学稳定高的原生矿物石英组成次化学稳定高的原生矿物石英组成次生矿物高岭石可出现于粉粒组中干生矿物高岭石可出现于粉粒组中干旱地区，难溶的碳酸盐矿物也是粉粒旱地区，难溶的碳酸盐矿物也是粉粒组的主要矿物组的主要矿物黏粒组几乎全部由次生矿物及有机质黏粒组几乎全部由次生矿物及有机质组成2mm以上的粒组多为母岩碎屑（岩以上的粒组多为母岩碎屑（岩屑），颗粒具多矿物结构，同时可含屑），颗粒具多矿物结构，同时可含有长石、石英等单矿物有长石、石英等单矿物623、黏土矿物的晶体结构及其基本特征、黏土矿物的晶体结构及其基本特征黏土矿物的定义：黏土矿物的定义：是一类具有片状或链状结晶格架结构是一类具有片状或链状结晶格架结构的铝硅酸盐矿物，是原生矿物长石、的铝硅酸盐矿物，是原生矿物长石、云母等硅酸盐矿物经过化学风化作用云母等硅酸盐矿物经过化学风化作用形成的新的次生矿物形成的新的次生矿物黏土矿物的种类：黏土矿物的种类：高岭石高岭石伊利石伊利石蒙脱石蒙脱石绿泥石绿泥石蛭石，等蛭石，等最常见最常见63黏土矿物的特点黏土矿物的特点：：具具有有高高分分散散性性、、高高亲亲水水性性、、强强吸吸附附性性和和离离子子置置换换性性能能。

黏黏土土矿矿物物颗颗粒粒极极细细小小，，一一般般都都小小于于2 m，，呈呈扁扁平平形形状状，，比比表表面面很很大大，，与与水水作作用用具具有有很很强强的的物物理理—化化学学活活性性，，当当土土中中含含少少量量黏黏土土矿矿物物时时，，就就能能改改变变土土的的许许多多重重要要性性质质，，如如亲亲水水性性、、渗渗透透性性、、塑塑性性、、膨膨胀胀性性及及强强度度等等黏黏土土矿矿物物的的这这种种活活性性，，不不仅仅在在于于其其有有很很大大的的比比表表面面，，而主要还在于其晶体结构的特点而主要还在于其晶体结构的特点黏土矿物的研究意义黏土矿物的研究意义：：黏黏土土矿矿物物是是构构成成黏黏粒粒的的主主要要矿矿物物成成分分，，含含黏黏土土矿矿物物的的土土的的工工程程性性质质很很大大程程度度上上取取决决于于黏黏土土矿矿物物，，以以黏黏土土矿矿物物为为主主构构成成的的土土的的工工程程性性质质复复杂杂多多变变因因此此，，在在工工程程实实践践中中，，历历来来重重视视黏黏土土矿矿物的研究物的研究641）） 黏土矿物的基本结构类型黏土矿物的基本结构类型（（1）黏土矿物晶胞的组成单元）黏土矿物晶胞的组成单元硅硅—氧四面体片氧四面体片65铝（镁）铝（镁）-氧（氢氧）八面体片氧（氢氧）八面体片66（（2）四面体片和八面体片的排列方式）四面体片和八面体片的排列方式u配位相连形成结构单元层，即单位晶胞。

配位相连形成结构单元层，即单位晶胞按其排列方式，结构单元体层可分为：按其排列方式，结构单元体层可分为：u双层型（双层型（1:1））——由一层四面体片和一由一层四面体片和一层八面体片组成，如高岭石；层八面体片组成，如高岭石；u三层型（三层型（2:1））——由两层四面体片夹一由两层四面体片夹一层八面体片组成，如蒙脱石、伊利石、蛭层八面体片组成，如蒙脱石、伊利石、蛭石等；石等；u混合型（混合型（2:1:1））——三层型与氢氧镁八三层型与氢氧镁八面体片相间排列组成，如绿泥石面体片相间排列组成，如绿泥石672）主要黏土矿物的结晶）主要黏土矿物的结晶化学结构特征及其性质化学结构特征及其性质（（1）高岭石）高岭石高岭石具有典型的高岭石具有典型的1:1双层层状结构双层层状结构高岭石相邻晶胞以氧高岭石相邻晶胞以氧原子与氢原子氢键相连原子与氢原子氢键相连接因此，高岭石晶胞接因此，高岭石晶胞间的连接力较强，晶胞间的连接力较强，晶胞间活动性较弱，在与水间活动性较弱，在与水相互作用时，相互作用时，水分子不水分子不能进入晶胞间，晶体不能进入晶胞间，晶体不能产生层间膨胀，亲水能产生层间膨胀，亲水性小性小高龄石单位晶胞的厚高龄石单位晶胞的厚度为度为7.1A（（0.71nm）。

高龄石与水作用所表现的物理高龄石与水作用所表现的物理——化学活性弱但由于颗粒细小，化学活性弱但由于颗粒细小，分散程度高，带少量的电荷，可分散程度高，带少量的电荷，可吸附极性水分子形成水化膜，具吸附极性水分子形成水化膜，具有一定可塑性总体上，含高岭有一定可塑性总体上，含高岭石的黏性土的工程性质不易因外石的黏性土的工程性质不易因外界条件的变化而变化界条件的变化而变化68（（2）蒙脱石）蒙脱石蒙脱石为蒙脱石为2:1三层型层状结三层型层状结构晶胞间的连接弱，晶胞间晶胞间的连接弱，晶胞间具有异常大的活动性，水具有异常大的活动性，水分子及其他极性分子可进分子及其他极性分子可进入晶胞之间，使晶体发生入晶胞之间，使晶体发生膨胀蒙脱使的晶胞间距膨胀蒙脱使的晶胞间距取决于晶胞间水分子的含取决于晶胞间水分子的含量，晶胞间距可由量，晶胞间距可由9.6A到到14A甚至更大蒙脱石晶甚至更大蒙脱石晶体可分裂形成更小的颗粒体可分裂形成更小的颗粒蒙脱石的颗粒极细小，一蒙脱石的颗粒极细小，一般为般为0.1~0.01 m，具有巨，具有巨大的比表面积，亲水性大大的比表面积，亲水性大同晶置换是蒙脱石晶体结同晶置换是蒙脱石晶体结构的另一个特点。

构的另一个特点每单位每单位晶胞中约有晶胞中约有0.66个剩余负个剩余负电荷蒙脱石与水作用时表现出强蒙脱石与水作用时表现出强烈的物理烈的物理——化学活性，并对化学活性，并对外部条件非常敏感因此，外部条件非常敏感因此，含蒙脱石的土具有含水量大、含蒙脱石的土具有含水量大、压缩性高、强度低、吸水膨压缩性高、强度低、吸水膨胀、失水收缩及高塑性等的胀、失水收缩及高塑性等的特点，其性质易随外界条件特点，其性质易随外界条件的变化而变化的变化而变化69（（3）伊利石）伊利石(水云母水云母)伊利石的晶体结构属伊利石的晶体结构属于于2:1三层层状结构三层层状结构四面体中四面体中Si4+约有约有1/6被被Al3+置换，使单位置换，使单位晶胞中约有晶胞中约有1.3~1.5个个剩余负电荷，而且其剩余负电荷，而且其大部分被层间的非交大部分被层间的非交换性的换性的K+平衡K可可起到连接相邻晶胞的起到连接相邻晶胞的作用因此，水分子作用因此，水分子等极性分子不能进入等极性分子不能进入晶胞间，晶胞间的膨晶胞间，晶胞间的膨胀性很弱胀性很弱 K物理物理——化学性能界于蒙脱石与化学性能界于蒙脱石与高岭石之间高岭石之间70（（4）三种黏土矿物工程性质的比较）三种黏土矿物工程性质的比较高高岭岭石石相相邻邻晶晶胞胞之之间间具具有有较较强强的的氢氢键键连连接接，，结结合合牢牢固固，，水水分分子子不不能能自自由由进进入入晶晶体体内内部部，，因因而而可可形形成成较较粗粗的的黏黏粒粒，，比比表表面面积积小小，，亲亲水水性性弱弱，，压压缩缩性性较较低低，，抗抗剪剪强度较大。

强度较大蒙蒙脱脱石石相相邻邻晶晶胞胞间间距距较较大大，，连连接接较较弱弱，，水水分分子子易易进进入入晶晶体体内内部部，，故故可可形形成成较较细细小小的的颗颗粒粒，，比比表表面面积积较较大大，，亲亲水水性性较较强强，，膨胀性显著，压缩性高，抗剪强度低膨胀性显著，压缩性高，抗剪强度低伊利石的工程性质则界于两者之间伊利石的工程性质则界于两者之间71（（5）黏土矿物对土的工程性质的影响）黏土矿物对土的工程性质的影响根根据据Guilloux，，A（（1978））等等的的资资料料，，当当细细砂砂中中夹夹有有黏黏土土矿矿物物时时，，将将影影响响到到砂砂土土的的承承载载力力夹夹杂杂的的黏黏土土矿矿物物的的成成分分不不同同，，其其承承载载力力也不同：也不同：若若夹夹杂杂的的是是活活动动性性弱弱或或无无的的矿矿物物如如高高岭岭石石、、硅硅土土等等，，则则对对砂砂土土的的承承载载力力影影响响不不大大，，只只有有当当细细粒粒（（粒粒径径小小于于4 m的的颗颗粒粒））含含量量达达到到12%时时，，才才使使其承载力较纯砂土产生明显变化其承载力较纯砂土产生明显变化若若夹夹杂杂有有中中等等活活动动性性的的伊伊利利石石，，只只要要细细粒粒含含量量达达到到8%就可使承载力较纯砂土有显著的差别。

就可使承载力较纯砂土有显著的差别若若夹夹杂杂的的是是蒙蒙脱脱石石，，则则当当细细粒粒含含量量达达到到4%就就可可使承载力较纯砂土显著下降使承载力较纯砂土显著下降723）黏土矿物的鉴定方法）黏土矿物的鉴定方法黏土颗粒细小、种类多、成分复杂，用偏光显微黏土颗粒细小、种类多、成分复杂，用偏光显微镜等方法难以鉴别其矿物成分通常采用：镜等方法难以鉴别其矿物成分通常采用：X射线衍射分析法射线衍射分析法电子显微镜照相电子显微镜照相差热分析法差热分析法脱水曲线法脱水曲线法染色法染色法红外光谱法红外光谱法等一般配合使用，互相对比参考，以取得较好的效一般配合使用，互相对比参考，以取得较好的效果，即应采用综合分析方法果，即应采用综合分析方法73高岭石（六角形，边缘清晰）与伊利石高岭石（六角形，边缘清晰）与伊利石74蒙脱石蒙脱石75伊利石伊利石762 土的物质组成和结构土的物质组成和结构2.1 土的基本特性土的基本特性2.2 土的粒度成分土的粒度成分2.3 土的矿物成分土的矿物成分2.4 土的化学成分土的化学成分2.5 土中的水和气土中的水和气2.6 土与水的相互作用土与水的相互作用77土的化学成分主要是指土种固体相、液土的化学成分主要是指土种固体相、液体相的化学元素、化合物种类及其含量。

体相的化学元素、化合物种类及其含量土中的化学元素都是以化合物的形式存土中的化学元素都是以化合物的形式存在于土中在于土中对土的固相的化学成分，主要研究不可对土的固相的化学成分，主要研究不可溶性次生矿物和可溶盐的化学成分研溶性次生矿物和可溶盐的化学成分研究化学成分可以鉴别矿物种类，并进一究化学成分可以鉴别矿物种类，并进一步研究黏粒与溶液的相互作用的特征，步研究黏粒与溶液的相互作用的特征，从而揭示土尤其是黏性土工程性质的本从而揭示土尤其是黏性土工程性质的本质78固体相化学成分采用固体相化学成分采用“全量化学分析法全量化学分析法”测定测定：提取小于：提取小于2 m的黏粒，测定硅、的黏粒，测定硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠等组成黏土矿物铝、铁、钙、镁、钾、钠等组成黏土矿物的主要元素其成果为各元素的氧化物的的主要元素其成果为各元素的氧化物的含量，计算出含量，计算出硅铝率硅铝率(SiO2/R2O3)，判断，判断矿物种类不同黏土矿物的硅铝率是不同矿物种类不同黏土矿物的硅铝率是不同的：的：高岭石为高岭石为2伊利石为伊利石为3蒙脱石蒙脱石>4液相化学成分采用提取液方法测定液相化学成分采用提取液方法测定。

792 土的物质组成和结构土的物质组成和结构2.1 土的基本特性土的基本特性2.2 土的粒度成分土的粒度成分2.3 土的矿物成分土的矿物成分2.4 土的化学成分土的化学成分2.5 土中的水和气土中的水和气2.6 土与水的相互作用土与水的相互作用801、土中的水、土中的水水是土中最为常见的液相水在中的多水是土中最为常见的液相水在中的多少一般用含水量（率）表示，少一般用含水量（率）表示，土中含水量土中含水量的变化是土的工程性质变化的最重要的原的变化是土的工程性质变化的最重要的原因因土的抗剪强度、压缩性和渗透性都直土的抗剪强度、压缩性和渗透性都直接或间接地与土的含水量有关因此，水接或间接地与土的含水量有关因此，水是控制土的工程性质的重要因素，也是引是控制土的工程性质的重要因素，也是引起土的性质变化的主要因素之一起土的性质变化的主要因素之一81土中的水可根据其储存部位分为土中的水可根据其储存部位分为矿物中的结合水矿物中的结合水结构水结构水结晶水结晶水沸石水沸石水空隙中的水空隙中的水结合水结合水毛细水毛细水重力水重力水气态水气态水固体冰固体冰其中，其中，土粒表面的结合水对土尤其黏性土的土粒表面的结合水对土尤其黏性土的工程性质影响极大工程性质影响极大。

822、土中的气体、土中的气体土中的气体主要为空气和水汽，有时还土中的气体主要为空气和水汽，有时还有较多的有较多的CO2、沼气、、沼气、H2S等与土中的与土中的液体相比，气体对土的工程性质的影响要液体相比，气体对土的工程性质的影响要小得多小得多主要的影响为：主要的影响为：密闭气体影响土的强度和变形密闭气体影响土的强度和变形过多的水气在土粒表面凝聚形成结合过多的水气在土粒表面凝聚形成结合水水CO2、沼气、、沼气、H2S等有毒有害气体的存等有毒有害气体的存在影响施工和建筑物的安全使用在影响施工和建筑物的安全使用…………… 832 土的物质组成和结构土的物质组成和结构2.1 土的基本特性土的基本特性2.2 土的粒度成分土的粒度成分2.3 土的矿物成分土的矿物成分2.4 土的化学成分土的化学成分2.5 土中的水和气土中的水和气2.6 黏性土与水的相互作用黏性土与水的相互作用2.7 土的结构和土体结构土的结构和土体结构84黏粒是土中高度分散的颗黏粒是土中高度分散的颗粒，包括黏土矿物、氧化粒，包括黏土矿物、氧化物、有机质等由于颗粒物、有机质等由于颗粒细小，接近于胶体的颗粒，细小，接近于胶体的颗粒，因而表现出一系列胶体的因而表现出一系列胶体的特性。

引起的原因是黏粒特性引起的原因是黏粒表面带电表面带电852、黏粒表面带电的成因、黏粒表面带电的成因黏粒表面带电主要的黏粒表面带电主要的4种途径：种途径：1））选择性吸附选择性吸附l黏粒与其他胶粒一样，表面具有选择性吸附黏粒与其他胶粒一样，表面具有选择性吸附的性能，它总是选择性地吸附与它本身结晶的性能，它总是选择性地吸附与它本身结晶格架中相同或相似的离子，使黏粒表面带电格架中相同或相似的离子，使黏粒表面带电l例如，将难溶的方解石（例如，将难溶的方解石（ CaCO3 ）颗粒放入）颗粒放入含含Na2CO3溶液中，颗粒表面将吸附溶液中的溶液中，颗粒表面将吸附溶液中的CO32-，形成电位离子层，反离子层则为，形成电位离子层，反离子层则为Na+，方解石颗粒表面带的是负电；但若将方解，方解石颗粒表面带的是负电；但若将方解石颗粒放在石颗粒放在CaCl2溶液中，则溶液中，则Ca2+成为电位离成为电位离子，子，Cl-为反离子，方解石颗粒表面带的是正为反离子，方解石颗粒表面带的是正电862））水化解离作用水化解离作用l黏粒表面与水作用后生成离子发生黏粒表面与水作用后生成离子发生基，而后离解，再选择性地吸附与基，而后离解，再选择性地吸附与矿物晶体格架上性质相同或相似的矿物晶体格架上性质相同或相似的离子，使黏粒表面带电。

离子，使黏粒表面带电l黏土矿物中含有黏土矿物中含有Al2O3和和SiO2成分，成分，在与水接触时，黏土矿物基面、断在与水接触时，黏土矿物基面、断口处口处Al2O3和和SiO2离解而使黏土矿物离解而使黏土矿物带电，电荷的性质与介质的带电，电荷的性质与介质的PH值有值有关87l（（1））Al2O3（注意两性体）的离解（注意两性体）的离解Al2O3与与水水作用形成作用形成的离子发生基为的离子发生基为Al(OH)3：：Al2O3+3H2O=2Al(OH)3Al(OH)3是两性体是两性体，在不同的，在不同的PH值下，值下，离解方式是不同的离解方式是不同的:PH>8.1时，为酸式时，为酸式分解分解 Al(OH)3——Al(OH)2O-+H+PH<8.1时，为碱式时，为碱式分解分解 Al(OH)3——Al(OH)2+OH-88当溶液当溶液PH>8.1时，黏粒吸附时，黏粒吸附Al(OH)2O-而带负电；而带负电；当溶液当溶液PH<8.1时，黏粒吸附时，黏粒吸附Al(OH)2+而带正电而带正电当当PH=8.1时，时，Al(OH)3不发生不发生离解，此时的离解，此时的PH值称为等电值称为等电PH值。

值不同成分的等电不同成分的等电PH值是不同值是不同的，的，Al2O3为为8.1，，Fe2O3为为7.189l（（2））SiO2离解离解SiO2水解作用水解作用后形成的离子发生基为后形成的离子发生基为H2SiO3：：SiO2+H2O=H2SiO3H2SiO3在酸性溶液中不易离解，在碱在酸性溶液中不易离解，在碱性溶液中按酸式离解性溶液中按酸式离解：：H2SiO3——HSiO3-+H+HSiO3-被吸附被吸附，黏粒带，黏粒带负电90l黏黏土土矿矿物物是是由由硅硅氧氧四四面面体体片片和和铝铝氧氧八八面面体体片片构构成成，，其其晶晶面面 和和 边边 缘缘 断断 口口 由由SiO2和和Al2O3组组成成，，在在碱碱性性条条件件下下，，晶晶面面、、断断口口均均带带负负电电，，形形成成负负双双电电层层（（图图a)在在 酸酸 性性 条条 件件 下下 ，，SiO2面面上上带带负负电电，，形形成成负负双双电电层层；；Al2O3面面上上带带正正电电，，形形成成正双电层正双电层(图图b)91（（3））同晶置换（同晶替代）作用同晶置换（同晶替代）作用黏土矿物晶格中的阳离子常被低价阳离黏土矿物晶格中的阳离子常被低价阳离子置换，主要是子置换，主要是八面体中的八面体中的Al3+被被Fe2+、、Mg2+、、Ca2+置换，四面体中的置换，四面体中的Si4+被被Al3+或其它阳离子置换。

置换的结果是或其它阳离子置换置换的结果是引起引起电荷不平衡，在颗粒表面产生过剩的未电荷不平衡，在颗粒表面产生过剩的未饱和的负电荷饱和的负电荷不同矿物的电荷数不同，伊利石每单位不同矿物的电荷数不同，伊利石每单位晶胞中约有晶胞中约有1.3~1.5个剩余负电荷，但大个剩余负电荷，但大部分被层间的非交换性的部分被层间的非交换性的K+平衡；蒙脱平衡；蒙脱石每单位晶胞中约有石每单位晶胞中约有0.66个剩余负电荷；个剩余负电荷；高岭石基本上不存在同晶置换现象高岭石基本上不存在同晶置换现象92（（4））边缘破键电荷不平衡边缘破键电荷不平衡理想晶体内正负电荷相平衡但理想晶体内正负电荷相平衡但在在黏粒的边缘处结晶格架的连续性黏粒的边缘处结晶格架的连续性受到破坏，键破裂，造成电荷不平受到破坏，键破裂，造成电荷不平衡衡，使黏粒表面带有净负电荷颗，使黏粒表面带有净负电荷颗粒越细小，破键越多，所以比表面粒越细小，破键越多，所以比表面越大，表面能就越大越大，表面能就越大总体而言，由于上述原因，天然状态下，黏总体而言，由于上述原因，天然状态下，黏性土带电，且所带的负电荷多于正电荷因性土带电，且所带的负电荷多于正电荷。

因此，一般认为土带负电荷此，一般认为土带负电荷932、双电层的概念、双电层的概念当胶核与溶液作用时，能吸当胶核与溶液作用时，能吸附溶液中的离子并使之与其附溶液中的离子并使之与其牢固结合带电，组成一个离牢固结合带电，组成一个离子层，称为子层，称为电位离子层电位离子层，其，其中的离子称为电位离子由中的离子称为电位离子由于静电引力的作用，在带电于静电引力的作用，在带电的胶核周围又吸附一层符号的胶核周围又吸附一层符号与电位离子相反的离子层，与电位离子相反的离子层，称为称为反离子层反离子层，其中的离子，其中的离子称为反离子这样，胶核表称为反离子这样，胶核表面吸附了两层电荷符号相反面吸附了两层电荷符号相反的离子层，形成了胶体的的离子层，形成了胶体的双双电层电层94u胶体的结构如胶体的结构如右图所示构成右图所示构成胶体粒子的基本胶体粒子的基本物质称为胶粒，物质称为胶粒，胶粒与固定层称胶粒与固定层称为胶核，胶核与为胶核，胶核与扩散层称为胶团扩散层称为胶团u反离子层中的反离子层中的离子实际上是离子实际上是水水化离子化离子，即，即离子离子周围吸引着极性周围吸引着极性的水分子的水分子因此，反离子层又称为反离子层又称为结合水化膜结合水化膜。

95反离子层中接近黏粒的离子由于受黏反离子层中接近黏粒的离子由于受黏粒静电吸引强烈而不能自由运动，这粒静电吸引强烈而不能自由运动，这部分离子构成部分离子构成固定层固定层；固定层以外的；固定层以外的离子除受静电引力作用外，还受分子离子除受静电引力作用外，还受分子热运动的影响，具有自由扩散的趋势，热运动的影响，具有自由扩散的趋势，这部分离子构成这部分离子构成扩散层扩散层扩散层中的离子可以进入水溶液中，扩散层中的离子可以进入水溶液中，水溶液中的离子也可以进入扩散层，水溶液中的离子也可以进入扩散层，达到相互平衡达到相互平衡96扩散层的厚度对黏性土的工程性质有扩散层的厚度对黏性土的工程性质有直接的影响直接的影响当水膜厚度增大时，颗粒间距也增大，当水膜厚度增大时，颗粒间距也增大，颗粒间的连接强度减小，颗粒相对活动颗粒间的连接强度减小，颗粒相对活动性强，土可具有塑性，土的体积会膨胀，性强，土可具有塑性，土的体积会膨胀，黏性土的抗变形能力小，强度低；黏性土的抗变形能力小，强度低；当水膜厚度减小时，粒间距减小，颗粒当水膜厚度减小时，粒间距减小，颗粒连接增强，土可呈固态，土的抗变形能连接增强，土可呈固态，土的抗变形能力增强，强度增高。

力增强，强度增高973、影响黏粒扩散层厚度的因素、影响黏粒扩散层厚度的因素扩散层的厚度决定黏性土很多重要扩散层的厚度决定黏性土很多重要的特性如集聚稳定性、膨胀性、收缩的特性如集聚稳定性、膨胀性、收缩性、塑性、压缩性等性、塑性、压缩性等扩散那层厚度与颗粒的矿物成分、扩散那层厚度与颗粒的矿物成分、颗粒形状和大小的影响，还与介质的颗粒形状和大小的影响，还与介质的化学成分、浓度及化学成分、浓度及PH值等有关值等有关981）矿物成分及其分散程度）矿物成分及其分散程度不同矿物成分，同晶置换程度不同，带电不同矿物成分，同晶置换程度不同，带电的数量不同蒙脱石的同晶置换程度较高，的数量不同蒙脱石的同晶置换程度较高，永久电荷数量较大；高岭石的同晶置换基永久电荷数量较大；高岭石的同晶置换基本不存在，永久电荷数量极少；伊利石的本不存在，永久电荷数量极少；伊利石的同晶置换最多，但由于同晶置换最多，但由于K+的中和，剩余的的中和，剩余的永久电荷较少永久电荷较少分散程度越高，比表面积越大，吸附能力分散程度越高，比表面积越大，吸附能力越强因此，蒙脱石比高岭石和伊利石具有更高因此，蒙脱石比高岭石和伊利石具有更高的动电电位和更强的水化能力（吸附水分的动电电位和更强的水化能力（吸附水分子）。

子）992）溶液的化学成分及其浓度）溶液的化学成分及其浓度扩散层厚度主要取决于介质溶液中离子的扩散层厚度主要取决于介质溶液中离子的类型、浓度及其离子价类型、浓度及其离子价溶液中可被选择性吸附的离子浓度越大，溶液中可被选择性吸附的离子浓度越大，扩散层越厚扩散层越厚溶液中反离子的浓度越大，使扩散层厚度溶液中反离子的浓度越大，使扩散层厚度压缩，更多的阳离子进入固定层压缩，更多的阳离子进入固定层反离子的价数越高，离子与电位离子之间反离子的价数越高，离子与电位离子之间的静电引力越强，从而使扩散层厚度变薄的静电引力越强，从而使扩散层厚度变薄1003）溶液的）溶液的PH值值溶液溶液PH值能改变黏土颗粒的电荷数量，从而影值能改变黏土颗粒的电荷数量，从而影响扩散层的厚度扩散层的厚度随响扩散层的厚度扩散层的厚度随PH值的升高值的升高而增大在干旱、半干旱地区，空隙溶液多呈碱性，而土中在干旱、半干旱地区，空隙溶液多呈碱性，而土中的黏粒多为蒙脱石、伊利石及易溶盐，可形成较厚的黏粒多为蒙脱石、伊利石及易溶盐，可形成较厚的扩散层，且扩散层中常含的扩散层，且扩散层中常含Na+，也可使扩散层厚，也可使扩散层厚度增大。

因此，这些地区的土遇水后易分散崩解，度增大因此，这些地区的土遇水后易分散崩解，土的工程特性较差土的工程特性较差在湿热地区，土中黏粒主要为高岭石和游离氧化物，在湿热地区，土中黏粒主要为高岭石和游离氧化物，土溶液常呈酸性，因而有的颗粒表面带正电荷，有土溶液常呈酸性，因而有的颗粒表面带正电荷，有的颗粒带负电荷，使粒间连接增强；同时在带负电的颗粒带负电荷，使粒间连接增强；同时在带负电荷颗粒表面的扩散层中含有荷颗粒表面的扩散层中含有H+、、Al3+等离子，而带等离子，而带正电荷颗粒表面的扩散层中含有正电荷颗粒表面的扩散层中含有OH-离子，它们都离子，它们都可使扩散层厚度变薄，土粒连接较牢固因此，在可使扩散层厚度变薄，土粒连接较牢固因此，在湿热地区土的工程性质相对较好湿热地区土的工程性质相对较好1014、黏性土的胶体化学特性及其工程意义、黏性土的胶体化学特性及其工程意义 黏性土的胶体化学特性主要有：黏性土的胶体化学特性主要有：水化膜水化膜离子交换离子交换电场作用下的电动现象电场作用下的电动现象凝聚与分散凝聚与分散触变与陈化触变与陈化黏性土的胶体化学特性使黏性土具有其它土所黏性土的胶体化学特性使黏性土具有其它土所没有的复杂多变的工程性质。

在实践中，黏性没有的复杂多变的工程性质在实践中，黏性土胶体特性不仅是分析、预测及改善土的工程土胶体特性不仅是分析、预测及改善土的工程性质的理论基础，而且常利用胶体特性解决一性质的理论基础，而且常利用胶体特性解决一些实际工程问题些实际工程问题1021）颗粒表面水化膜）颗粒表面水化膜黏性土与其他土不同，含有相当数量的结合水，在颗粒黏性土与其他土不同，含有相当数量的结合水，在颗粒周围形成一层结合水化膜周围形成一层结合水化膜水化膜中的水分子与自由水不同，具有一定的粘滞性，水化膜中的水分子与自由水不同，具有一定的粘滞性，越靠近颗粒表面，水分子排列越紧密，粘滞性越大，弹越靠近颗粒表面，水分子排列越紧密，粘滞性越大，弹性与抗压强度也越大；远离颗粒的水分子越相分离，粘性与抗压强度也越大；远离颗粒的水分子越相分离，粘滞性与强度越弱滞性与强度越弱水化膜的厚度主要取决于结合水的多少弱结合水越多，水化膜的厚度主要取决于结合水的多少弱结合水越多，水化膜厚度越厚，粘滞性和强度越低，颗粒间越易活动水化膜厚度越厚，粘滞性和强度越低，颗粒间越易活动因此，黏性土的强度与变形，取决于土中水化膜的厚薄因此，黏性土的强度与变形，取决于土中水化膜的厚薄。

扩散层中结合水具有活动性造成黏性土的可塑性，水化扩散层中结合水具有活动性造成黏性土的可塑性，水化膜厚度的增减引起黏性土的膨胀性和收缩性膜厚度的增减引起黏性土的膨胀性和收缩性相邻黏粒的水化膜可以部分重合，形成公共水化膜，是相邻黏粒的水化膜可以部分重合，形成公共水化膜，是黏粒相互连接的一种方式，其连接强度取决于水化膜的黏粒相互连接的一种方式，其连接强度取决于水化膜的厚度（与土的含水率有关）厚度（与土的含水率有关）1032）离子交换）离子交换（（1）离子交换的概念）离子交换的概念黏粒表面扩散层中的离子与空隙溶液中的离子发生交黏粒表面扩散层中的离子与空隙溶液中的离子发生交换，被吸附的离子进入溶液、而溶液中的离子进入扩换，被吸附的离子进入溶液、而溶液中的离子进入扩散层，这种现象称为散层，这种现象称为离子交换离子交换（下图）对黏性土来对黏性土来说，多数为阳离子交换说，多数为阳离子交换参与交换的离子称为参与交换的离子称为交换离交换离子子104土的离子交换特性可用离子交换容量来表土的离子交换特性可用离子交换容量来表示离子交换容量离子交换容量是是指在一定的条件下，土指在一定的条件下，土中具有交换能力的离子总数。

通常用每中具有交换能力的离子总数通常用每100g干土中具有交换性离子的毫摩尔数表示干土中具有交换性离子的毫摩尔数表示土土的交换容量是一个可变的量，其大小取决于的交换容量是一个可变的量，其大小取决于颗粒大小、形状、矿物成分以及溶液的性质颗粒大小、形状、矿物成分以及溶液的性质离子交换容量测定：在土中进行离子交换离子交换容量测定：在土中进行离子交换测定时，必须反复添加所需溶液，如测定土测定时，必须反复添加所需溶液，如测定土的交换容量和交换阳离子成分时，通常采用的交换容量和交换阳离子成分时，通常采用饱和醋酸铵（饱和醋酸铵（NH4COOH）溶液与）溶液与1g的土反的土反复作用，直至交换后溶液中没有复作用，直至交换后溶液中没有Ca2+为止105黏土黏土矿物物不同不同PH值时的交的交换容量容量(mmol/100g )PH=2.5-6.0PH>7.0蒙脱石蒙脱石47.550高岭石高岭石25粒粒组(mm)0.01-0.0050.005-0.0040.004-0.0030.003-0.0020.002-0.001<0.001交交换容量容量(mmol/100g )0.350.651.92.253.227.5矿物名称物名称含水氧化含水氧化铁、、铝高岭石高岭石多水高岭多水高岭石石伊利石伊利石蒙脱石蒙脱石腐殖腐殖质交交换容量容量(mmol/100g )极微极微1.5-7.520-255-2040-75100-200硅硅铝率率3.182.681.981.400.42交交换容量容量(mmol/100g )3521.310.753.851.05106（（2）离子交换规律）离子交换规律高价离子交换低价离子；高价离子交换低价离子；同价离子中离子半径大的交换离子半径小同价离子中离子半径大的交换离子半径小的（的（H+除外）；除外）；浓度高的离子交换浓度低的离子；浓度高的离子交换浓度低的离子；离子交换是可逆的，且服从质量守衡定律。

离子交换是可逆的，且服从质量守衡定律在分布最广的阳离子中，交换能力遵循的在分布最广的阳离子中，交换能力遵循的次序为：次序为：Fe3+>Al3+>H+>Ba2+>Ca2+>Mg2+>HN4+>K+>Na+>Li+107（（3）天然土中常见的交换阳离子成分）天然土中常见的交换阳离子成分天然土中常见阳离子的成分取决于空天然土中常见阳离子的成分取决于空隙溶液的成分常见的为隙溶液的成分常见的为Ca2+、、Mg2+、、K+、、Na+、、H+等，以等，以Ca2+最为常见最为常见土中交换离子成分常与土的成因类型土中交换离子成分常与土的成因类型及沉积环境有关：及沉积环境有关：在淡水沉积的土中，除含在淡水沉积的土中，除含Ca2+外还可含外还可含H+；；在由岩浆岩风化产物形成的冲积黏土中，在由岩浆岩风化产物形成的冲积黏土中，交换阳离子含有一定量的交换阳离子含有一定量的Mg2+；；在现代海相沉积物中，交换阳离子在现代海相沉积物中，交换阳离子Na+广广泛分布108在湿热地区，经过长期溶滤的土中往往含较多的交换在湿热地区，经过长期溶滤的土中往往含较多的交换离子离子H+当土中含有当土中含有H+时称为时称为“非饱和土非饱和土”。

我国南我国南方的酸性土往往是非饱和土，其交换离子总量小于交方的酸性土往往是非饱和土，其交换离子总量小于交换容量在干旱半干旱地区，由于土面蒸发强烈，地下水中的在干旱半干旱地区，由于土面蒸发强烈，地下水中的盐类通过毛细作用在表土层中积累，形成盐碱土，富盐类通过毛细作用在表土层中积累，形成盐碱土，富含含Na+，潮湿时由于，潮湿时由于Na+可使扩散层增厚而导致土层泥可使扩散层增厚而导致土层泥泞不堪含有不同交换离子的土具有不同的物理力学性质含有不同交换离子的土具有不同的物理力学性质含含Na+黏性土的膨胀性、收缩性、塑性和压缩性黏性土的膨胀性、收缩性、塑性和压缩性较含较含Ca2+黏性土大，而抗剪强度、透水性前者较黏性土大，而抗剪强度、透水性前者较后者小如含交换后者小如含交换Na+高的土易发生管涌，这是高的土易发生管涌，这是因为水化膜增厚使土粒间连接力减小通常黏性因为水化膜增厚使土粒间连接力减小通常黏性土中土中Na+含量占总交换容量的含量占总交换容量的15%时，土将有严时，土将有严重的管涌能力重的管涌能力109（（4）离子交换的工程意义）离子交换的工程意义由于土中离子交换能引起双电层离子成分的变化，由于土中离子交换能引起双电层离子成分的变化，引起扩散层厚度的变化，改变土的分散程度和结引起扩散层厚度的变化，改变土的分散程度和结构特征，从而改变土的工程性质。

因此，构特征，从而改变土的工程性质因此，可以利可以利用离子交换来改变土的物理力学性质，从而达到用离子交换来改变土的物理力学性质，从而达到土体改良的目的土体改良的目的如加固地基强度的电动硅化法，如加固地基强度的电动硅化法，就是利用就是利用Al3+去交换土中的去交换土中的Ca2+、、Na+等离子，使等离子，使土粒水化膜厚度变薄，增强颗粒之间的连接，从土粒水化膜厚度变薄，增强颗粒之间的连接，从而提高土体强度而提高土体强度了解离子交换还可了解离子交换还可预测由于工程建筑影响自然条预测由于工程建筑影响自然条件改变而引起的土的物理力学性质的改变，从而件改变而引起的土的物理力学性质的改变，从而在工程建筑中提出适当的预防措施在工程建筑中提出适当的预防措施1103）黏性土的电动现象）黏性土的电动现象黏性土中的水分子及水化黏性土中的水分子及水化阳离子在电场的作用下能阳离子在电场的作用下能穿过黏性土的空隙向负极穿过黏性土的空隙向负极运动的现象称为运动的现象称为电渗电渗；而；而黏粒在电场的作用下能向黏粒在电场的作用下能向正电极的运动的现象称为正电极的运动的现象称为电泳电泳电渗和电泳总称为电渗和电泳总称为电动现象电动现象。

这个现象早在这个现象早在1809年由莫斯科大学的列年由莫斯科大学的列依斯教授经实验发现的依斯教授经实验发现的电动现象说明黏粒是带负电动现象说明黏粒是带负电的通电后，阳极水管中水自通电后，阳极水管中水自下而上逐渐混浊，水位下下而上逐渐混浊，水位下降；阴极水管中水保持清降；阴极水管中水保持清澈，水位上升澈，水位上升若将电极直接插入黏土块若将电极直接插入黏土块中，通电后，阳极周围土中，通电后，阳极周围土逐渐变干，阴极周围土变逐渐变干，阴极周围土变得更湿111黏性土的电动现象在工程上的应用：黏性土的电动现象在工程上的应用：电渗排水电渗排水——一些淤泥质软土及黏土类土，一些淤泥质软土及黏土类土，由于渗透系数过小，无法用水泵进行基坑由于渗透系数过小，无法用水泵进行基坑排水，这时可沿基坑四周设置管井作为集排水，这时可沿基坑四周设置管井作为集水阴极，用废铁管作为阳极打入基坑土中，水阴极，用废铁管作为阳极打入基坑土中，通上直流电，即形成电渗排水通上直流电，即形成电渗排水电渗沉桩电渗沉桩——利用正在下沉的桩作为阴极，利用正在下沉的桩作为阴极，使流向阴极的水降低桩的摩擦力，以提高使流向阴极的水降低桩的摩擦力，以提高施工效率。

施工效率缩短黏性土的固结时间缩短黏性土的固结时间——通过电渗排水，通过电渗排水，还可使水从黏性土中尽快排出，以缩短黏还可使水从黏性土中尽快排出，以缩短黏性土的固结时间，加快黏性土的强度增长性土的固结时间，加快黏性土的强度增长1124）凝聚和分散作用）凝聚和分散作用颗粒之间相互结合称为颗粒之间相互结合称为凝聚作用；凝聚作用；颗粒之间相互分离称为颗粒之间相互分离称为分散作用分散作用黏粒的凝聚与分散作用都是由于扩散层厚度变化黏粒的凝聚与分散作用都是由于扩散层厚度变化造成的扩散层厚度变薄，颗粒相互靠拢，产生造成的扩散层厚度变薄，颗粒相互靠拢，产生凝聚；扩散层厚度变厚，颗粒分离，产生胶溶凝聚；扩散层厚度变厚，颗粒分离，产生胶溶凝聚的动力主要是分子引力，有时是静电引力凝聚的动力主要是分子引力，有时是静电引力静电引力凝聚主要是电性不同的胶粒在静电引力静电引力凝聚主要是电性不同的胶粒在静电引力作用下的凝聚，如酸性条件下，黏土矿物基面与作用下的凝聚，如酸性条件下，黏土矿物基面与断口带异号电荷，形成不同性质的双电层，发生断口带异号电荷，形成不同性质的双电层，发生异电作用凝聚，结果使黏粒边异电作用凝聚，结果使黏粒边—面结合。

面结合113凝凝聚聚在在自自然然条条件件下下可可有有电电解解质质凝凝聚聚和和干干燥燥凝凝聚聚两两种种方方式式电电解解质质凝凝聚聚是是通通过过离离子子交交换换使使扩扩散散层层变变薄薄产产生生的的凝凝聚聚干干燥燥凝凝聚聚则则是是土土中中水水分分蒸蒸发发导导致致介介质质中中离离子子浓浓度度提提高高，，使扩散层变薄引起使扩散层变薄引起凝凝聚聚作作用用的的结结果果使使黏黏粒粒一一般般以以集集聚聚体体的的形形式存在，降低了土的分散程度式存在，降低了土的分散程度凝凝聚聚作作用用可可使使黏黏性性土土的的强强度度提提高高，，压压缩缩性性降降低低，，从从而而改改良良了了土土的的工工程程性性质质滨滨海海相相黏土的形成就是凝聚作用的结果黏土的形成就是凝聚作用的结果114分散作用与凝聚作用正相反分散作用与凝聚作用正相反对对分分子子作作用用凝凝聚聚的的必必须须加加大大扩扩散散层层的的厚厚度度以以增增大大离离子子静静电电引引力力及及水水化化膜膜楔楔入入压压力力使使颗颗粒粒分分散散干干燥燥凝凝聚聚的的集集聚聚体体只只要要增增加加水水分分就就可可降降低低介介质质离离子子浓度，使扩散层厚度变厚，颗粒分散浓度，使扩散层厚度变厚，颗粒分散。

电电解解质质凝凝聚聚的的集集聚聚体体通通过过离离子子交交换换使使扩扩散散层层变变厚厚，，土土粒粒分分散散对对于于静静电电凝凝聚聚的的集集聚聚体体可可通通过过改改变变土土的的PH值值或或用用含含高高价价阴阴离离子子团团的的无无机机盐盐类类做做分分散散剂剂以以改改变变断断口口的的双双电电层层性性质质，，使使其其断断口口的的双双电电层层与与基面双电层性质一致而相斥，导致颗粒分离基面双电层性质一致而相斥，导致颗粒分离分分散散作作用用在在工工程程上上也也有有一一定定的的用用途途，，例例如如配配置置钻钻探探所所用用的的泥泥浆浆、、粒粒度度分分析析中中的的静静水水沉沉降降法法等等都都要要利用分散作用的原理利用分散作用的原理1155）触变与陈化）触变与陈化（（1）触变）触变当黏粒发生凝聚，如果受到震动、搅拌、超当黏粒发生凝聚，如果受到震动、搅拌、超声波、电流等外力作用时，往往会产生液化声波、电流等外力作用时，往往会产生液化或由凝聚状态过渡到溶胶或悬液状态；当这或由凝聚状态过渡到溶胶或悬液状态；当这些外力消失后，又重新凝结，这种现象称为些外力消失后，又重新凝结，这种现象称为触变触变含水量高、结构分散的黏性土常具有触变特含水量高、结构分散的黏性土常具有触变特性。

当在振动荷载作用下（如地震、车辆运性当在振动荷载作用下（如地震、车辆运行、机械震动、爆破等），土的结构遭受破行、机械震动、爆破等），土的结构遭受破坏，土的强度突然消失而液化；当动力停止坏，土的强度突然消失而液化；当动力停止后，又能恢复原有的强度从液化到重新凝后，又能恢复原有的强度从液化到重新凝聚的时间称为触变期，是衡量土的触变性的聚的时间称为触变期，是衡量土的触变性的指标触变期越小的土触变性越大触变期越小的土触变性越大116土的触变是由于黏粒间的结合水在震动土的触变是由于黏粒间的结合水在震动力的作用下部分转化为自由水，使土的力的作用下部分转化为自由水，使土的结构破坏，颗粒间失去连接一般土中结构破坏，颗粒间失去连接一般土中黏粒含量高，黏土矿物亲水性大，含水黏粒含量高，黏土矿物亲水性大，含水量大时，容易触变所以，石英颗粒构量大时，容易触变所以，石英颗粒构成的土不具有触变性成的土不具有触变性土的触变可引起地面沉降、斜坡滑动，土的触变可引起地面沉降、斜坡滑动，严重威胁建筑物的安全在工程中可以严重威胁建筑物的安全在工程中可以利用触变来提高钻探及打桩的施工效率，利用触变来提高钻探及打桩的施工效率，或利用触变压密提高桩的承载力。

或利用触变压密提高桩的承载力117（（2）陈化）陈化有触变性的土，经过一定时间后会失去原有触变性的土，经过一定时间后会失去原有的触变性，这种性质称为有的触变性，这种性质称为陈化陈化导致陈化的原因很多，如黏粒结晶生长、导致陈化的原因很多，如黏粒结晶生长、土的分散性降低等使颗粒变粗大，亲水性土的分散性降低等使颗粒变粗大，亲水性降低；脱水而体积缩小，使黏性土的胶体降低；脱水而体积缩小，使黏性土的胶体体系发生变化；等等体系发生变化；等等1182 土的物质组成和结构土的物质组成和结构2.1 土的基本特性土的基本特性2.2 土的粒度成分土的粒度成分2.3 土的矿物成分土的矿物成分2.4 土的化学成分土的化学成分2.5 土中的水和气土中的水和气2.6 土与水的相互作用土与水的相互作用2.7 土的结构和土体结构土的结构和土体结构1191 1、土的结构和土体结构的概念、土的结构和土体结构的概念 1)土的结构土的结构是指土颗粒本身的特点（包括土颗粒的大是指土颗粒本身的特点（包括土颗粒的大小、形状、磨圆度、表面特征即粗糙度）、小、形状、磨圆度、表面特征即粗糙度）、土粒间的相互关系（包括颗粒排列关系及土粒间的相互关系（包括颗粒排列关系及连接特征）和孔隙特征的总称。

连接特征）和孔隙特征的总称土的结构主要是土的结构主要是土的微观特征土的微观特征土的粒度土的粒度成分是土的重要结构指标，反映了土粒的成分是土的重要结构指标，反映了土粒的大小及其含量颗粒的大小和形状及表面大小及其含量颗粒的大小和形状及表面特征不同，形成的结构类型不一，土的工特征不同，形成的结构类型不一，土的工程性质也不同程性质也不同1202)土体结构土体结构——又称土的构造又称土的构造是指整个土体构成上的不均匀特征的综合，是指整个土体构成上的不均匀特征的综合，包括土体形成的层理、夹层、透镜体、结包括土体形成的层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊等，以及后期改造核、组成颗粒大小悬殊等，以及后期改造过程中产生的节理、裂隙等不连续面在土过程中产生的节理、裂隙等不连续面在土体内的排列、组合特征也就是指土层的体内的排列、组合特征也就是指土层的组合和被节理、裂隙等切割后形成的土块组合和被节理、裂隙等切割后形成的土块在土体内的排列、组合方式土中的层面在土体内的排列、组合方式土中的层面或结构面是土体单元体或结构面是土体单元体(土体基本组成单位土体基本组成单位)的分界面的分界面土体结构是土体结构是土的宏观结构特征土的宏观结构特征。

1212 2、土的结构连接、土的结构连接 1)土的结构连接的概念土的结构连接的概念组成土的颗粒之间的连结、组合关系通组成土的颗粒之间的连结、组合关系通常称为常称为结构连结结构连结，简称连结是土的重，简称连结是土的重要结构特征，决定着土的性质它直接要结构特征，决定着土的性质它直接决定着土的强度和稳定性等物理力学性决定着土的强度和稳定性等物理力学性质1222)土的结构连接的类型土的结构连接的类型（（1）按照土中连结物质的不同，可将土的结）按照土中连结物质的不同，可将土的结构连结分为：构连结分为：结合水连结（水胶连结）结合水连结（水胶连结）——通过公共水化膜将通过公共水化膜将颗粒连结在一起颗粒连结在一起毛细水连结（水连结）毛细水连结（水连结）——土颗粒通过毛细孔隙土颗粒通过毛细孔隙中的毛细压力作用连结在一起中的毛细压力作用连结在一起胶结连结胶结连结——土粒由某些胶结物质（盐类的结晶）土粒由某些胶结物质（盐类的结晶）胶结起来形成的连结胶结起来形成的连结冰连结冰连结——孔隙中的水结成冰而将土粒连结在一孔隙中的水结成冰而将土粒连结在一起是一种暂时性的连结，融化后失去是一种暂时性的连结，融化后失去。

无连结无连结——粗砂土及砾类土等粗粒土，颗粒之间粗砂土及砾类土等粗粒土，颗粒之间无任何连结力，处于完全松散状态无任何连结力，处于完全松散状态123（（2）按连结力的性质分为：）按连结力的性质分为：化学连结化学连结静电连结静电连结离子离子—静电连结静电连结毛细力连结、分子连结毛细力连结、分子连结磁性连结；等磁性连结；等上述连接划分涉及连结的本质上述连接划分涉及连结的本质 1243 3、土的结构类型、土的结构类型 1)单粒结构单粒结构（（1）单粒结构及其基本特征）单粒结构及其基本特征巨粒土和粗粒土通常具有单一颗粒相互堆砌在巨粒土和粗粒土通常具有单一颗粒相互堆砌在一起的一起的单粒结构单粒结构单粒结构是土颗粒在水中或空气中由于重力作单粒结构是土颗粒在水中或空气中由于重力作用堆积而形成，颗粒粗大，颗粒间的分子引力用堆积而形成，颗粒粗大，颗粒间的分子引力很小，粒间几乎没有连结或连结很微弱（毛细很小，粒间几乎没有连结或连结很微弱（毛细力连接），故又称为力连接），故又称为散粒结构散粒结构单粒结构是巨粒类土和粗粒类土的基本结构形单粒结构是巨粒类土和粗粒类土的基本结构形式在沉积过程中，只能在重力作用下一个一个沉在沉积过程中，只能在重力作用下一个一个沉积下来，每个颗粒受到周围颗粒的支撑，相互积下来，每个颗粒受到周围颗粒的支撑，相互接触堆积，因此，颗粒间孔隙一般小于组成土接触堆积，因此，颗粒间孔隙一般小于组成土骨架的基本土粒。

骨架的基本土粒125（（2）不同沉积及后期变化条件下土的结构特征）不同沉积及后期变化条件下土的结构特征单粒结构对土的工程性质的影响主要在于其松单粒结构对土的工程性质的影响主要在于其松密程度因此，根据颗粒排列的紧密程度不同，密程度因此，根据颗粒排列的紧密程度不同，可将单粒结构分为松散结构和紧密结构：可将单粒结构分为松散结构和紧密结构：土粒堆积的松散程度取决于沉积条件和后来的土粒堆积的松散程度取决于沉积条件和后来的变化作用快速堆积的土松散，缓慢堆积的土变化作用快速堆积的土松散，缓慢堆积的土密实；形成后由于重力压实而逐渐密实密实；形成后由于重力压实而逐渐密实126（（3）单粒结构土的工程性质）单粒结构土的工程性质具具有有单单粒粒结结构构的的土土，，空空隙隙度度和和空空隙隙比比比比较较小小，，但但孔孔隙隙较较大大，，透透水水性性较较强强；；土土粒粒间间一一般般没没有有粘粘聚聚力力，，但但土土粒粒相相互互依依靠靠支支撑撑，，内内摩摩擦擦力力较较大大；；受受压压力力时时土土体体积积变变化化较较小小，，同同时时由由于于有有较较强强的的透透水水性性，，孔孔隙隙水水易易排排出出，，在在荷荷载载作作用用下下压压密密过过程程很很快快。

因因此此，，即即使使原原来来比比较较疏疏松松，，当当建建筑筑物物封封顶顶时时，，地地基基土土的的沉沉降降也也基基本本结结束束所所以以，，对对于于具具有有单单粒粒结结构构的的土土，，一一般般情情况况下下可可以以完完全全不不必必担担心心它它的的强强度度和和变变形形问题1272)集合体结构集合体结构（（1）集合体结构的概念）集合体结构的概念集合体结构集合体结构又称为又称为团聚结构团聚结构或或絮凝结构絮凝结构，是黏，是黏性土所具有的结构性土所具有的结构黏粒细小，表面能大，颗粒带电，沉积过程中黏粒细小，表面能大，颗粒带电，沉积过程中粒间引力大于重力，并形成结合水膜连结，使粒间引力大于重力，并形成结合水膜连结，使之不能在水中以单个颗粒沉积下来，而是凝聚之不能在水中以单个颗粒沉积下来，而是凝聚成较复杂的集合体（凝聚体）进行沉积这些成较复杂的集合体（凝聚体）进行沉积这些黏粒集合体呈团状，常成为团聚体，是构成黏黏粒集合体呈团状，常成为团聚体，是构成黏性土结构的基本单元性土结构的基本单元是聚集作用的结果是聚集作用的结果128（（2）集合体结构的类型）集合体结构的类型根据其颗粒组成、连结特点及根据其颗粒组成、连结特点及性状的差异性，可分为均粒团性状的差异性，可分为均粒团聚结构和非均粒团聚结构，前聚结构和非均粒团聚结构，前者又分为蜂窝状结构和絮状结者又分为蜂窝状结构和絮状结构：构：蜂窝状结构蜂窝状结构是由较粗的黏粒是由较粗的黏粒和粉粒的单个颗粒（粒径和粉粒的单个颗粒（粒径0.02~0.002mm）之间以面）之间以面—点、边点、边—点或边点或边—边受异边受异性静电引力和分子引力相连性静电引力和分子引力相连结组合而成的疏松多孔的结结组合而成的疏松多孔的结构。

也称聚粒结构也称聚粒结构129絮状结构絮状结构是由更是由更小的黏粒（粒径小的黏粒（粒径<0.002mm）连接）连接形成的，是在上述形成的，是在上述蜂窝状结构的若干蜂窝状结构的若干聚粒之间以面聚粒之间以面—边边或边或边—边连接组合边连接组合而成的更松散、孔而成的更松散、孔隙体积更大的结构隙体积更大的结构也称为聚粒絮凝结也称为聚粒絮凝结构或二级蜂窝状结构或二级蜂窝状结构130非均粒团聚结构非均粒团聚结构是由是由粉粒与砂粒之间充填粉粒与砂粒之间充填于黏粒团聚体之间所于黏粒团聚体之间所形成的结构形成的结构131（（3））具有集合体结构的土的特征：具有集合体结构的土的特征：a）孔隙度很大（可达）孔隙度很大（可达50%~98%），而），而单个孔隙很小，特别是絮状结构的孔隙单个孔隙很小，特别是絮状结构的孔隙更小、孔隙度更大因此，土的压缩性更小、孔隙度更大因此，土的压缩性很大；很大；b）含水量很高，往往超过）含水量很高，往往超过50%，而且，而且以结合水为主，排水困难，所以压缩过以结合水为主，排水困难，所以压缩过程缓慢；程缓慢；c）） 具有大的易变性具有大的易变性——不稳定性，表不稳定性，表现为对外界条件的改变敏感，即具有触现为对外界条件的改变敏感，即具有触变性。

变性1324 4、土体结构、土体结构 1)土体结构的类型土体结构的类型土土体体结结构构可可分分为为原原生生结结构构和和次次生生结结构构两两大大类原原生生结结构构是是土土体体在在形形成成过过程程中中产产生生的的，，如如流流水水作作用用形形成成的的土土体体具具有有不不同同类类型型的的层理；层理；次次生生结结构构是是土土体体形形成成后后受受到到内内外外动动力力地地质质作作用用经经过过改改造造而而产产生生的的，，主主要要为为节节理理、、裂裂隙隙等等不不连连续续面面对对土土体体的的切切割割，，破破坏坏了了土体的完整性土体的完整性1332)土体结构研究意义土体结构研究意义（（1））土土体体结结构构特特征征反反映映了了土土体体在在力力学学性性质质和和其其他他工工程程性性质质的的各各向向异异性性或或土土体体各各部部分分的的不不均均匀匀性性例如：例如：由由砂砂土土和和黏黏性性土土组组成成的的层层状状或或似似层层状状土土体体，，其其物物理理力力学性质均表现出各向异性特点；学性质均表现出各向异性特点；黄黄土土中中的的垂垂直直节节理理发发育育，，降降低低了了土土的的水水稳稳性性和和力力学学稳稳定定性性，，特特别别是是在在边边坡坡地地带带，，沿沿裂裂隙隙容容易易产产生生塌塌方方和和滑滑坡现象。

坡现象（（2））土土体体结结构构特特性性也也是是决决定定勘勘探探、、取取样样或或原原位位测测试试方方案案布布置置和和数数量量的的重重要要因因素素之之一一当当土土体体的的组组成成成成分分和和结结构构沿沿某某一一方方向向变变化化很很小小，，则则布布孔孔少少，，取取样样间间距距可可大大，，否否则则，，要要加加密密布布孔孔或或减减小小取取样样间间距1343)土的原生结构土的原生结构（（1）土的原生结构类型）土的原生结构类型土体结构的最重要的标志是层理，是由土体结构的最重要的标志是层理，是由土的成因所决定的总体上来说，土的土的成因所决定的总体上来说，土的原生结构有三种类型：原生结构有三种类型：a）流水形成的层理：由于流水作用的类型）流水形成的层理：由于流水作用的类型不同，层理具有不同的结构特征如河流冲不同，层理具有不同的结构特征如河流冲积形成的土体，常含有透镜体或者土层的尖积形成的土体，常含有透镜体或者土层的尖灭现象，土体无论在横剖面还是在纵剖面上灭现象，土体无论在横剖面还是在纵剖面上都布稳定，相变较大；由湖、海堆积作用形都布稳定，相变较大；由湖、海堆积作用形成的层理比较稳定；冰水作用形成的层理也成的层理比较稳定；冰水作用形成的层理也比较稳定。

比较稳定135b）风积形成的均匀结构：层理不显著，宏）风积形成的均匀结构：层理不显著，宏观质地均匀观质地均匀c）残积、洪积、冰积等形成的土体具有无）残积、洪积、冰积等形成的土体具有无序状结构，其特点是粗、细颗粒混杂，极不序状结构，其特点是粗、细颗粒混杂，极不均匀土的工程性质也不均匀评价这种土均匀土的工程性质也不均匀评价这种土的工程性质时，要考虑尺寸效应由于不同的工程性质时，要考虑尺寸效应由于不同成因土体的形成环境和条件不同，致使土层成因土体的形成环境和条件不同，致使土层的排列与相互组合上表现出各自独特的结构的排列与相互组合上表现出各自独特的结构特征如残积土体往往与下部基岩成过渡关特征如残积土体往往与下部基岩成过渡关系，没有明显的层理分界面；洪积土体由山系，没有明显的层理分界面；洪积土体由山口至平原区土体粒度组成，由粗变细逐渐过口至平原区土体粒度组成，由粗变细逐渐过渡136（（2）土的原生结构与工程性）土的原生结构与工程性质关系质关系土土体体的的原原生生结结构构可可以以用用堆堆积积相相来来描描述述，，层层理理面面是是堆堆积积的的不不连连续续面面，，也也是是土土体体内内物物理理力力学学性性质质的的薄薄弱弱面面，，是是进进行行土土力力学学分分析析研研究究的的重重要要依依据据。

在在外外力力作作用用下下，，土土体体结结构构的的变变化化可可引引起起土土体体工工程程性性质的变化质的变化1374)土的次生结构土的次生结构（（1）土的次生结构类型）土的次生结构类型土体的次生结构是土体形成后经地质作土体的次生结构是土体形成后经地质作用产生的用产生的由于不连续面切割了土体，往往形成块由于不连续面切割了土体，往往形成块状、碎裂状、团粒状、柱状、割裂状、状、碎裂状、团粒状、柱状、割裂状、片状等多种结构类型片状等多种结构类型如黄土中存在大量的块状结构和割裂状如黄土中存在大量的块状结构和割裂状结构；成都黏土和下蜀黏土中存在大量结构；成都黏土和下蜀黏土中存在大量的碎裂状结构类型的碎裂状结构类型138（（2）土的次生结构形成原因）土的次生结构形成原因形成次生结构的原因有两种：构造应力和土体形成次生结构的原因有两种：构造应力和土体失水收缩，人类活动也能改变土体结构失水收缩，人类活动也能改变土体结构构造作用常常在土体内形成断层、地层倾斜、构造作用常常在土体内形成断层、地层倾斜、褶皱、节理和劈理，尤其是节理，它控制着土褶皱、节理和劈理，尤其是节理，它控制着土体的稳定性在新构造运动强烈的地区和不良体的稳定性。

在新构造运动强烈的地区和不良地质作用盛行的地区较常见地质作用盛行的地区较常见黏性土由于含水量的减少，土体干燥后，可出黏性土由于含水量的减少，土体干燥后，可出现各种裂隙，破坏了土体的完整性，导致土体现各种裂隙，破坏了土体的完整性，导致土体强度降低，透水性增强，造成土体工程性质的强度降低，透水性增强，造成土体工程性质的各向异性，对土体稳定性有极大的影响各向异性，对土体稳定性有极大的影响1395)土体结构对土体工程性质的影响土体结构对土体工程性质的影响土的原生结构和次生结构都是土土的原生结构和次生结构都是土体物理力学性质的薄弱面；导致体物理力学性质的薄弱面；导致土体的不均匀和各向异性；含水；土体的不均匀和各向异性；含水；等140。