3 土的结构和土体结构
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l 接触类型：同相型接触、过渡型接触、近凝聚型接触、远凝聚
型接触。
结论：从同相型接触至远凝聚型接触，连接力由强变弱，细粒 土的强度也由强变弱。
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2.2 土的排列方式与孔隙类型
排列方式：指土颗粒排列的松紧程度。
2.2.1 粗粒土的排列方式与孔隙类型
(1) 粗粒土的排列方式： ① 松散: 孔隙比max：0.91 ② 紧密: 孔隙比min: 0.35 (2) 结论: ① 土粒表面越光滑,越不易保持“松散排列”,而易成为“紧密排列”。 ② 单粒排列的易变性，与土的粒度成分、颗粒形状、矿物成分、粒间 连结、土中含水情况有关。
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2.3 土的结构类型及研究方法
2.3.1 粗粒土的微观结构类型
(1) 粗粒土的结构主要为单粒结构 (2) 根据单粒间的排列接触关系：松散结构、紧密结构 (3) 结论:具有单粒排列的卵粒类土和砂类土，孔隙大，透水强，土粒
间一般没有内聚力，但土粒相互依靠支撑，内摩擦力较大，受压力时土体
积变化较小。
qu qu
3 0
相同含水量、密度
St 1 1-2 2-4 4-8 816 >16
粘性土 不灵敏 低灵敏 中等灵敏 灵敏 很灵敏 流动
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
2. 粘性土的触变性
含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低， 又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称 为触变性。 土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起 的，是土结构随时间变化的宏观表现。 目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。
2.3.2 细粒土的微观结构类型
最早研究的是汰沙基，60年代，把微观结构的研究与土的工程地质性质、 土的成因、后生变化联系在一起；
l 分类:骨架状结构、絮凝状结构、团粒状结构、叠片状结构、凝块状
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2.3.3 研究土结构的方法
细粒土——聚乙二醇胶结；X射线能谱和波谱分析法；压汞法；电子显微 镜
l 粗粒土——粒度分析（筛析法），双目放大镜或显微镜进行观察； l
① 结合水连结:通过粒间的结合水膜而使邻近土颗粒连结起来的连结
形式。细粒土特有的连结形式； ② 胶结连结：土粒由某些物质胶结起来形成的连结。 ③ 毛细水连结：砂土在潮湿时，砂粒，粉粒间有毛细水弯液面力（或
称毛细压力）作用于土粒，将土粒暂时地连结在一起。
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2.1.2 按连结力的性质分类
(1) 化学连结：是由原子的外围电子，即价电子来实现的连结。
2.3.4 土体结构（构造）
土体结构：土层组合和被节理、裂隙等切割后形成的土块在土体内排列、 组合方式； 决定了土的工程地质性质 l 土的构造：在土体之中组合单元体的特点。 物质组成 结构构造 存在基础 存在形式
(1)土体结构：
l 原生结构：是在土体形成时具有的一定的结构特征。
流水形成的层理、风积形成的均质结构、残积、洪积、冰积等形成的 无序状结构。
力 学 特 性 有 何 差 异 ？
次生矿物
天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
四. 反映粘性土结构性的指标
原状土
1.粘性土的灵敏度— St
粉碎 重塑 重塑土
结构 性 相同含水量 密度、组成 强度降低
源自文库
St
qu qu
原状土的无侧限抗压强度 = 重塑土的无侧限抗压强度
重力，毛细力 点与点、点与面 原生矿物
§1 土的物性与分类
三.细粒土的结构
• 示意图
§1.4 土的结构
片堆结构 (分散结构)
片架结构 (凝聚结构) 海水中沉积 表面力、胶结力 （斥力减小引力增加） 边、角与面 边、角与边
• 形成环境 • 粒间作用力
• 排列形式 • 矿物成分
淡水中沉积
表面力、胶结力 （粒间斥力占优势） 面与面 次生矿物
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
小结
土的结构
土粒间的作用力
粗粒土的结构 土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
细粒土的结构
粘性土的结构性指标
化学连结包括：共价键连结、离子键连结、金属键连结 具有化学连结的土，强度高，压缩性低； (2) 静电连结：电性不同的两种粘粒直接吸引。 (3) 离子—静电连结:带负电荷的粘粒被介于其间的阳离子静电吸引而
成。
(4) 毛细力连结：存在于土的三相交界面上，在毛细管内的水形成弯液 面力使土粒靠近而连结。 (5) 分子连结：是由分子力或范德华力来实现的。
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§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
重塑土的强度
<
原状土的强度
土粒间的作用力 粗粒土的结构
土的结构
影 响
力学特性 土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
细粒土的结构
粘性土的结构性指标
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
一. 土粒间的作用力
重 力 —土颗粒的自重形成的方向向下的力 — 砂性土
毛细力
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2.2.2 细粒土的排列方式
(1) 按孔隙比的大小分：
松散排列的土：孔隙比>1.0 中密排列的土： 0.7 <孔隙比<1.0 紧密排列的土：孔隙比<0.7
2.2.3 细粒土的孔隙特征
(1) 孔隙特征：主要是指孔隙大小、形状、分布及连通情况。 (2) 细粒土孔隙类型：粒间孔隙、粒内孔隙、溶蚀孔隙、大孔隙。
3.土的结构和土体结构
1
土的结构：微观结构（光学显微镜）和宏观结构（肉眼或放大镜） 土的粒度成分是土的重要结构指标，反映土粒的大小和含量；
2.1 土的结构连结分类
土的结构连结:指组成土的颗粒之间的连结，组合关系，简称连结。土 的重要结构特征，也是决定土的性质的重要因素。
2.1.1 按连结物质性质的分类
— 土中毛细作用形成的力
— 细砂、细粒土 — 粘性土
胶结力
— 土粒间的胶体物质形成的作用力 — 粘性土
颗粒表面力
— 库 仑 力： 颗粒表面的静电引力或斥力 — 范德华力： 颗粒接触点处的分子间引力
§1 土的物性与分类
二.粗粒土的结构
§1.4 土的结构
• 示意图
单粒结构
• 粒间作用 力 • 排列形式 • 矿物成分
l 接触类型：同相型接触、过渡型接触、近凝聚型接触、远凝聚
型接触。
结论：从同相型接触至远凝聚型接触，连接力由强变弱，细粒 土的强度也由强变弱。
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2.2 土的排列方式与孔隙类型
排列方式：指土颗粒排列的松紧程度。
2.2.1 粗粒土的排列方式与孔隙类型
(1) 粗粒土的排列方式： ① 松散: 孔隙比max：0.91 ② 紧密: 孔隙比min: 0.35 (2) 结论: ① 土粒表面越光滑,越不易保持“松散排列”,而易成为“紧密排列”。 ② 单粒排列的易变性，与土的粒度成分、颗粒形状、矿物成分、粒间 连结、土中含水情况有关。
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2.3 土的结构类型及研究方法
2.3.1 粗粒土的微观结构类型
(1) 粗粒土的结构主要为单粒结构 (2) 根据单粒间的排列接触关系：松散结构、紧密结构 (3) 结论:具有单粒排列的卵粒类土和砂类土，孔隙大，透水强，土粒
间一般没有内聚力，但土粒相互依靠支撑，内摩擦力较大，受压力时土体
积变化较小。
qu qu
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相同含水量、密度
St 1 1-2 2-4 4-8 816 >16
粘性土 不灵敏 低灵敏 中等灵敏 灵敏 很灵敏 流动
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
2. 粘性土的触变性
含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低， 又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称 为触变性。 土的触变性是土结构中联结形态发生变化引起 的，是土结构随时间变化的宏观表现。 目前尚没有合理的描述土触变性的方法和指标。
2.3.2 细粒土的微观结构类型
最早研究的是汰沙基，60年代，把微观结构的研究与土的工程地质性质、 土的成因、后生变化联系在一起；
l 分类:骨架状结构、絮凝状结构、团粒状结构、叠片状结构、凝块状
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2.3.3 研究土结构的方法
细粒土——聚乙二醇胶结；X射线能谱和波谱分析法；压汞法；电子显微 镜
l 粗粒土——粒度分析（筛析法），双目放大镜或显微镜进行观察； l
① 结合水连结:通过粒间的结合水膜而使邻近土颗粒连结起来的连结
形式。细粒土特有的连结形式； ② 胶结连结：土粒由某些物质胶结起来形成的连结。 ③ 毛细水连结：砂土在潮湿时，砂粒，粉粒间有毛细水弯液面力（或
称毛细压力）作用于土粒，将土粒暂时地连结在一起。
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2.1.2 按连结力的性质分类
(1) 化学连结：是由原子的外围电子，即价电子来实现的连结。
2.3.4 土体结构（构造）
土体结构：土层组合和被节理、裂隙等切割后形成的土块在土体内排列、 组合方式； 决定了土的工程地质性质 l 土的构造：在土体之中组合单元体的特点。 物质组成 结构构造 存在基础 存在形式
(1)土体结构：
l 原生结构：是在土体形成时具有的一定的结构特征。
流水形成的层理、风积形成的均质结构、残积、洪积、冰积等形成的 无序状结构。
力 学 特 性 有 何 差 异 ？
次生矿物
天然条件下，可能是多种组合，或者由一种结构过渡向另一种结构。
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
四. 反映粘性土结构性的指标
原状土
1.粘性土的灵敏度— St
粉碎 重塑 重塑土
结构 性 相同含水量 密度、组成 强度降低
源自文库
St
qu qu
原状土的无侧限抗压强度 = 重塑土的无侧限抗压强度
重力，毛细力 点与点、点与面 原生矿物
§1 土的物性与分类
三.细粒土的结构
• 示意图
§1.4 土的结构
片堆结构 (分散结构)
片架结构 (凝聚结构) 海水中沉积 表面力、胶结力 （斥力减小引力增加） 边、角与面 边、角与边
• 形成环境 • 粒间作用力
• 排列形式 • 矿物成分
淡水中沉积
表面力、胶结力 （粒间斥力占优势） 面与面 次生矿物
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
小结
土的结构
土粒间的作用力
粗粒土的结构 土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
细粒土的结构
粘性土的结构性指标
化学连结包括：共价键连结、离子键连结、金属键连结 具有化学连结的土，强度高，压缩性低； (2) 静电连结：电性不同的两种粘粒直接吸引。 (3) 离子—静电连结:带负电荷的粘粒被介于其间的阳离子静电吸引而
成。
(4) 毛细力连结：存在于土的三相交界面上，在毛细管内的水形成弯液 面力使土粒靠近而连结。 (5) 分子连结：是由分子力或范德华力来实现的。
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§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
重塑土的强度
<
原状土的强度
土粒间的作用力 粗粒土的结构
土的结构
影 响
力学特性 土颗粒或粒团的 空间排列和相互联结
细粒土的结构
粘性土的结构性指标
§1 土的物性与分类
§1.4 土的结构
一. 土粒间的作用力
重 力 —土颗粒的自重形成的方向向下的力 — 砂性土
毛细力
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2.2.2 细粒土的排列方式
(1) 按孔隙比的大小分：
松散排列的土：孔隙比>1.0 中密排列的土： 0.7 <孔隙比<1.0 紧密排列的土：孔隙比<0.7
2.2.3 细粒土的孔隙特征
(1) 孔隙特征：主要是指孔隙大小、形状、分布及连通情况。 (2) 细粒土孔隙类型：粒间孔隙、粒内孔隙、溶蚀孔隙、大孔隙。
3.土的结构和土体结构
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土的结构：微观结构（光学显微镜）和宏观结构（肉眼或放大镜） 土的粒度成分是土的重要结构指标，反映土粒的大小和含量；
2.1 土的结构连结分类
土的结构连结:指组成土的颗粒之间的连结，组合关系，简称连结。土 的重要结构特征，也是决定土的性质的重要因素。
2.1.1 按连结物质性质的分类
— 土中毛细作用形成的力
— 细砂、细粒土 — 粘性土
胶结力
— 土粒间的胶体物质形成的作用力 — 粘性土
颗粒表面力
— 库 仑 力： 颗粒表面的静电引力或斥力 — 范德华力： 颗粒接触点处的分子间引力
§1 土的物性与分类
二.粗粒土的结构
§1.4 土的结构
• 示意图
单粒结构
• 粒间作用 力 • 排列形式 • 矿物成分