土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造貴大

土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造貴大1第一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.1概述

土的結(jié)構(gòu)一般包含了兩種概念；一是借助于光學(xué)顯微鏡來研究的結(jié)構(gòu)，稱為微觀結(jié)構(gòu)。土的微觀結(jié)構(gòu)是指組成土的基本單元體（單粒）和結(jié)構(gòu)單元體(集粒)的大小、形狀、表面特征、定量比例關(guān)系、各結(jié)構(gòu)單元體在空間的排列狀況及其結(jié)構(gòu)連結(jié)特征和孔隙特征的總稱。土的微觀結(jié)構(gòu)，習(xí)慣稱為土的結(jié)構(gòu)。二是借助于肉眼或放大鏡可以看到的結(jié)構(gòu)，在一般學(xué)科通常稱為宏觀結(jié)構(gòu)，以往習(xí)慣稱為土的構(gòu)造，目前常稱為土體結(jié)構(gòu)。土體結(jié)構(gòu)系指土體形成時(shí)期伴隨形成的相的特征，以及后期改造過程中產(chǎn)生的節(jié)理、裂隙等不連續(xù)面在土塊內(nèi)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(zhì)特性。2第二頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五組成土的顆粒之間的連結(jié)、組合關(guān)系通常稱為結(jié)構(gòu)連結(jié)，簡(jiǎn)稱連結(jié)。一、按連結(jié)物質(zhì)性質(zhì)的分類3.2土的結(jié)構(gòu)連結(jié)3第三頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、按連結(jié)力的性質(zhì)分類4第四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

排列是指土的結(jié)構(gòu)單元體(單粒和集粒)的排列方式，即指土顆粒間排列組合關(guān)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(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。3.3土的排列方式與孔隙類型5第五頁(yè)，共十九頁(yè)，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(yuǎn)遠(yuǎn)大于顆粒間的分子引力，所以粒間幾乎沒有連結(jié)，或者具有微弱的連結(jié)，形成單粒結(jié)構(gòu)。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(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、細(xì)粒土的排列方式通常認(rèn)為，片狀粘土礦物是以單個(gè)薄片形式存在于土中，片狀礦物的晶面上往往帶負(fù)電荷，而其邊緣表面有時(shí)帶正電荷，有時(shí)帶負(fù)電荷，分子吸引及靜電引力使這些顆粒相互接觸。按單個(gè)片狀結(jié)構(gòu)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(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

細(xì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)單元體基本上以架空的接觸或遠(yuǎn)凝聚型的接觸方式為主要類型。8第八頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、細(xì)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(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、粗粒土的微觀結(jié)構(gòu)類型分為松散結(jié)構(gòu)和緊密結(jié)構(gòu)。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(dòng)荷作用下變形時(shí)，顆粒滑動(dòng)或滾動(dòng)到緊密狀態(tài)，孔隙比隨之減小；而緊密砂土在外力作用下孔隙比增大。這種結(jié)構(gòu)的變化影響到土層或土坡的穩(wěn)定性。3.4土的結(jié)構(gòu)類型及研究方法10第十頁(yè)，共十九頁(yè)，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?；蚱渌趸?、有機(jī)質(zhì)所覆裹，砂礫不能直接接觸(圖3—6a)。當(dāng)粘粒含量少時(shí)，僅在砂粒接觸處有少量粘粒，起著接觸連結(jié)作用(圖3—6b)。這樣使得砂土的性質(zhì)復(fù)雜化了，表現(xiàn)出粘性土的某些特征。11第十一頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、細(xì)粒土的微觀結(jié)構(gòu)類型關(guān)于土的微觀類型，在不同的研究時(shí)代，人們?cè)岢隽撕芏嗟囊庖姾拖敕?。目前，根?jù)不同成因、不同物質(zhì)組成和不同的形態(tài)特征提出了骨架狀結(jié)構(gòu)、絮凝狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)聚狀結(jié)構(gòu)、團(tuán)粒狀結(jié)構(gòu)、疊片狀結(jié)構(gòu)、凝塊狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、海綿狀結(jié)構(gòu)、磁疇狀結(jié)構(gòu)及基質(zhì)狀結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)類型。

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

絮凝狀結(jié)構(gòu)類型是以粘粒為主的絮凝體——集粒為基本結(jié)構(gòu)單元體，有少量的粗顆粒分布于其中，集粒內(nèi)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(zhì)性質(zhì)較均勻。

蜂窩狀結(jié)構(gòu)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(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

海綿狀結(jié)構(gòu)與蜂窩狀結(jié)構(gòu)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(gòu)成類似海綿的一種連續(xù)、細(xì)而多孔的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它們形成的單個(gè)孔隙比蜂窩狀結(jié)構(gòu)的要小。這種結(jié)構(gòu)疏松、工程地質(zhì)性質(zhì)無各向異性。

疊片狀結(jié)構(gòu)是粘土礦物以面—面的方式，有時(shí)呈面—邊的方式排列的?？紫冻Ｑ卣惩疗拈L(zhǎng)軸方向呈延長(zhǎng)狀，有的呈裂隙狀或楔狀。由于集粒的高度定向，導(dǎo)致土的工程地質(zhì)性質(zhì)具有各向異性。14第十四頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

基質(zhì)狀結(jié)構(gòu)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(zhì)性質(zhì)也無各向異性。

凝塊狀結(jié)構(gòu)是膠結(jié)物(主要以游離氧化物為主)將結(jié)構(gòu)單元體(單粒和集鉸)覆蓋在其內(nèi)，表面無法看清集粒內(nèi)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，外表似整體團(tuán)塊狀，集粒內(nèi)的孔隙多呈封閉狀態(tài)。每個(gè)單獨(dú)凝塊體之間的粒間連結(jié)力主要為游離物質(zhì)、粘土質(zhì)、結(jié)合水和化學(xué)連結(jié)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(zhì)性質(zhì)較好。15第十五頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五

團(tuán)聚狀結(jié)構(gòu)是團(tuán)聚狀的集粒主要靠顆粒間連結(jié)力和起膠結(jié)作用的粘土質(zhì)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(qiáng)度不高，分散性較大。

磁疇狀結(jié)構(gòu)16第十六頁(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、研究土結(jié)構(gòu)特征的方法簡(jiǎn)介粗粒土-雙目放大鏡或顯微鏡細(xì)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(yè)，共十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.5土體結(jié)構(gòu)土體結(jié)構(gòu)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(nèi)排列、組合方式。土體是經(jīng)過搬運(yùn)、堆積而形成的地質(zhì)體，它具有一定的結(jié)構(gòu)特征，我們稱其為土體原生結(jié)構(gòu)。18第十八頁(yè)，共十九頁(yè)，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(cè)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