土体微细观组构对其工程性质影响的研究方法综述

摘要

土是岩石在漫长的地质历史上经过各种物理化学风化作用形成的不同尺度大小的土颗粒经过各种外力搬运堆积沉淀形成的堆积体。土体漫长的形成历史决定其复杂的组分、结构及其工程性质。人们从事工程技术活动需要确定土的工程性质与其内部组成及结构之间的关系。土的构造是从宏观层面上对土体的描述，如土的层状构造。土的结构是从相对较小的尺度上对土的描述，其结构详细划分为宏观、细观和微观三个层次。土的宏观结构是指可以用肉眼、放大镜或光学显微镜观察到的特征，如孔洞、裂隙等，主要研究土层赋存状态及不同性状土体在空间的相对位置。土的微观结构是土的物质成分在空间上的排列以及土粒的联结特征，着重研究土颗粒内部的矿物组成形态晶体结构及相互关系；可以采用扫描电子显微镜观测其结构并配合能谱仪研究其矿物成分。细观结构是指土颗粒或颗粒聚合体之间的相对位置、排列特征、接触状态、粒间连接、胶结物及胶结状态、粒间孔隙大小与形态,着重研究的对象是颗粒间所发生的作用、结构及内在原因。土的工程性质在一定程度上是其成分和微细观结构在宏观上的外在表现，比如土的抗剪强度和压缩特性、渗透性能。对于一些特殊土的工程性质，其微细观结构更是对其特殊性质起到决定性影响，比如膨胀土、红黏土、湿陷性土等。因此研究土的内部结构与其本身表现出来的宏观工程性质之间的关系成为重要课题。多种方法和理论被用于反应和描述土的结构，以方便在工程中准确反映和应用其性质。