3-第三章土的结构和土体结构.ppt

第三章土的结构和土体结构 土的结构分为微观结构和宏观结构。 土的微观结构－－组成土的基本单元体（单粒）和结构单元体（集粒）的大小、形状、表面特征、定量比例关系、各结构单元体在空间的排列状况及其结构连结特征和孔隙特征的总称。 土的宏观结构－－旧称土的构造，现称土体结构。 土体结构－－土体形成时期伴随形成的相的特征，以及后期改造过程中产生的节理、裂隙等不连续面在土块内的排列、组合特征。 如层理、节理、裂隙等，它影响着土体的稳定、沉降、渗流等工程地质特征。 颗粒的大小、形状及表面特征→结构类型： 粗大颗粒－－孔隙大而数量少； 细小颗粒－－孔隙率大，但单个孔隙小 有棱角、片状、表面粗糙的颗粒－－结构松散、透水性强； 细小颗粒、浑圆状的颗粒则相反，形成较紧密的结构 第一节 土的结构连结 结构连结－－组成土的颗粒之间的连结、组合关系，简称连结。 一、按连结物质性质的分类 1、结合水连结 2、胶结连结 3、毛细水连结 4、冰连结 5、无连结 第一节 土的结构连结 结合水连结 细粒土－结合水膜→粘着特性、内聚力（原始内聚力） 连结力的强弱取决于结合水的厚薄。薄→强 蒸发→水少→干燥凝聚→胶结连结→内聚力（固化内聚力） 胶结连结 水溶盐、游离氧化物、有机质、土粒再结晶 毛细水连结：砂土潮湿 第一节 土的结构连结 二、按连结力的性质分类 1、化学连结 2、静电连结 3、离子－静电连结 4、毛细力连结 5、分子连结 6、磁性连结 第二节 土的排列方式与孔隙类型 排列－－指土颗粒间排列组合关系，即土颗粒排列的松紧程度。 一、粗粒土的排列方式与孔隙类型 单粒结构。 排列方式：松散、紧密 第二节 土的排列方式与孔隙类型 二、细粒土的排列方式 单个薄片接触方式： 边面与边面、边面与晶面、晶面与晶面 细粒土排列的紧密程度： e1.0：松散； e0.7：紧密； e=0.7~1.0，中密 第二节 土的排列方式与孔隙类型 三、细粒土的孔隙特征 孔隙特征－指孔隙大小、形状、分布及连通情况等。 细粒土中的孔隙有： 1、粒间孔隙 2、粒内孔隙 3、溶蚀孔隙 4、大孔隙 第三节 土的结构类型及研究方法 一、粗粒土的微观结构类型 第三节 土的结构类型及研究方法 二、细粒土的微观结构类型 细粒土是集粒结构，即数个矿物晶体较牢固地聚合在一起，在受到外力作用时，像一个颗粒那样起着独立的作用。 集粒有团聚体、絮凝体、团粒体、叠片体、凝块体等形状。 第三节 土的结构类型及研究方法 二、细粒土的微观结构类型 1、骨架状结构 粉粒为骨架，粘粒分布其中，有时覆于粉粒表面，有时位于接触点上起胶结作用。 结构连结力较弱，外界环境变化时原始结构易变化。 2、絮凝状结构 以粘粒为主的絮凝体－－集粒为基本结构单元体，有少量粗颗粒分布于其中。孔隙连通性好，粘土矿物定向性差，均匀。 3、蜂窝状结构 粘土矿物片多以边－面彼此排列，形成类似蜂窝状的链状体。 伊利石、蒙脱石 结构疏松，孔隙率较大，含水率常超过液限。 灵敏度高，强度低，压缩性高，工程地质性质无各向异性。 第三节 土的结构类型及研究方法 二、细粒土的微观结构类型 4、海绵状结构 单个孔隙比蜂窝状结构的小，结构疏松，无各向异性； 5、叠片状结构 各向异性 6、基质状结构 以连续分布的无定向性的粘土矿物片为主体，其中含有一些分布不规则、互不接触的粉粒和砂粒。孔隙分布均匀，无定向性，无各向异性。 第三节 土的结构类型及研究方法 二、细粒土的微观结构类型 7、凝块状结构 胶结物（主要以游离氧化物为主）将结构单元体（单粒和集粒）覆盖在其内，表面无法看清集粒内的结构状态，外表似整体团块状。工程地质性质较好。 8、团聚状结构 团聚状的集粒主要靠颗粒间连结力和起胶结作用的粘土质及游离氧化物把单粒和集粒聚合在一起，颗粒主要以粉、粘粒为主。土的强度不高，分散性较大。 第三章 土的结构和土体结构 第三节 土的结构类型及研究方法 三、研究土结构特征的方法简介 粗粒土：在粒度分析（筛析法）的基础上用双目放大镜或显微镜进行观察，主要研究其形状与表面特征等。 细粒土： 1、用碳蜡胶结原状土粒将土样制成薄片，镜下观察其细微结构及微层理等； 2、X射线能谱和波谱分析法，定性和定量地测定研究试样中矿物颗粒的排列方向特征； 3、压汞法，定量测定土中孔隙的大小及多少； 4、电子显微镜法 第四节 土体结构 土体结构－－是指土层组合和被节理、裂隙等切割后形成的土块在土体内排列、组合方式。 土体结构分为原生结构与次生结构。 原生结构：土体搬运、堆积过程中形成的。 1、流水形成的层理 2、风积形成的均质结构 3、残积、洪积、冰积等形成的无序状结构 第四节 土体结构 次生结构：土体形成后经地质作用改造形成，形成的主要地质因素有两种：构造应力、土体中含水