土质土力学02土的物质组成和结构.ppt

（2）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： 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，缓慢堆积的土密实；形成后由于重力压实而逐渐密实。 （3）单粒结构土的工程性质 具有单粒结构的土，空隙度和空隙比比较小，但孔隙较大，透水性较强；土粒间一般没有粘聚力，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，同时由于有较强的透水性，孔隙水易排出，在荷载作用下压密过程很快。因此，即使原来比较疏松，当建筑物封顶时，地基土的沉降也基本结束。所以，对于具有单粒结构的土，一般情况下可以完全不必担心它的强度和变形问题。 2)集合体结构 （1）集合体结构的概念 集合体结构又称为团聚结构或絮凝结构，是黏性土所具有的结构。 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，是构成黏性土结构的基本单元。 是聚集作用的结果。 （2）集合体结构的类型 根据其颗粒组成、连结特点及性状的差异性，可分为均粒团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构： 蜂窝状结构是由较粗的黏粒和粉粒的单个颗粒（粒径0.02~0.002mm）之间以面—点、边—点或边—边受异性静电引力和分子引力相连结组合而成的疏松多孔的结构。也称聚粒结构。 絮状结构是由更小的黏粒（粒径0.002mm）连接形成的，是在上述蜂窝状结构的若干聚粒之间以面—边或边—边连接组合而成的更松散、孔隙体积更大的结构。也称为聚粒絮凝结构或二级蜂窝状结构。 非均粒团聚结构是由粉粒与砂粒之间充填于黏粒团聚体之间所形成的结构。 （3）具有集合体结构的土的特征： a）孔隙度很大（可达50%~98%），而单个孔隙很小，特别是絮状结构的孔隙更小、孔隙度更大。因此，土的压缩性很大； b）含水量很高，往往超过50%，而且以结合水为主，排水困难，所以压缩过程缓慢； c） 具有大的易变性——不稳定性，表现为对外界条件的改变敏感，即具有触变性。 4、土体结构 1)土体结构的类型 土体结构可分为原生结构和次生结构两大类。 原生结构是土体在形成过程中产生的，如流水作用形成的土体具有不同类型的层理； 次生结构是土体形成后受到内外动力地质作用经过改造而产生的，主要为节理、裂隙等不连续面对土体的切割，破坏了土体的完整性。 2)土体结构研究意义 （1）土体结构特征反映了土体在力学性质和其他工程性质的各向异性或土体各部分的不均匀性。例如： 由砂土和黏性土组成的层状或似层状土体，其物理力学性质均表现出各向异性特点； 黄土中的垂直节理发育，降低了土的水稳性和力学稳定性，特别是在边坡地带，沿裂隙容易产生塌方和滑坡现象。 （2）土体结构特性也是决定勘探、取样或原位测试方案布置和数量的重要因素之一。当土体的组成成分和结构沿某一方向变化很小，则布孔少，取样间距可大，否则，要加密布孔或减小取样间距。 3)土的原生结构 （1）土的原生结构类型 土体结构的最重要的标志是层理，是由土的成因所决定的。总体上来说，土的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、海堆积作用形成的层理比较稳定；冰水作用形成的层理也比较稳定。 b）风积形成的均匀结构：层理不显著，宏观质地均匀。 c）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；洪积土体由山口至平原区土体粒度组成，由粗变细逐渐过渡。 （2）土的原生结构与工程性质关系 土体的原生结构可以用堆积相来描述，层理面是堆积的不连续面，也是土体内物理力学性质的薄弱面，是进行土力学分析研究的重要依据。在外力作用下，土体结构的变化可引起土体工程性质的变化。 4)土的次生结构 （1）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用产生的。 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、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结构；成都黏土和下蜀黏土中存在大量的碎裂状结构类型。 （2）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