土中的气体主要是空气和水气。土中气体按其所处的状态和结构特点可分以下几种类型：吸附于土颗粒表面 的气体，溶解于水中的气体，四周为颗粒和水所封闭的气体以及自由气体。 通常认为自由气体与大气连通，对土的性质无大影响：密闭气体的体积与压力有关，压力增加，则体积缩 小，压力减小，则体积胀大。因此，密闭气体的存在增加了土的弹性，同时还可阻塞土中的渗流通道，减小土 的渗透性。 2.5土水相互作用 一、土粒的表面积和比表面积 假设土粒成球形，单个土粒的直径为d,则 S= 以2 S为比表面积，单位m2/g。 粒度越细，比表面积越大。因此粘土颗粒的比表面积大，表面能也大，故而与水的作用强烈，表现为不稳定 二、粘粒表面的扩散双电层一双电层理论 粘粒表面带有一定量负电荷，并紧密地吸附在固相表面上，形成固定层（吸附层）。 由于静电引力的作用，在水溶液中将吸引水中的阳离子到土粒表面来。另一方面，阳离子又受到热运动的扩 散作用，要离开土粒表面。因而阳离子的分布是不均匀的，愈靠近表面，静电作用力愈大、吸引力愈强，阳离 子浓度也愈大：随着离土粒表面距离的增加，静电引力也降低，阳离子浓度也逐渐下降，直至孔隙中水溶液的 浓度正常为止，这个层称为反离子层。而阴离子浓度与之相反。 土粒表面带负电荷的固定层（吸附层）与受土粒表面影响的阳离子层（反离子层）合称为双电层。 影响双电层的因素：土粒表面的电位、大小，土粒大小，矿物成分类型等。 表面电荷形成的原因： 选择性吸附：被吸附的离子具有规律性，总是有选择地吸附与它自身结晶格架中相同或相似的离子。 表面分子解离：若粘粒由许多可解离的小分子缔合而成，则其与水作用后生成离子发生基，而后分解，再选 择性地吸附与矿物格架上性质相同的离子于其表面而带电。 同晶替代现象：结晶学中，一个四面体或八面体中阳离子的位置不是由常见的阳离子所充填，而是由其它的阳 离子所占据，而晶体结构没有改变，这种现象叫“同晶替代”。 三、离子交换 粘粒与水溶液相互作用后，吸附在其表面的阳离子或阴离子可与溶液中的阴离子或阳离子进行交换，这种现 象称为离子交换。 2.6土的结构与构造 一、土的结构 土的结构：指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式以及它们之间的连接特征（微观结构）。 土的结构对土的工程性质影响很大，特别是粘性土，如某些灵敏性钻土在原状结构时具有一定的强度，当结构 扰动或重塑时，强度就降低很多，甚至不能再成型。 L.土结构的构成要素 研究内容包括：能够独立发挥作用的基本单元体，基本单元体的排列方式及由此形成的孔隙，以及基本单元 体间的相互作用和相互联结。 粗粒土的结构要素分析 单粒结构，如粗颗粒土，如卵石、砂等。细粒土的结构要素分析 蜂窝结构，粒级在0.02~0.002mm范围，形成很大孔隙的蜂窝状结构： 絮状结构，粒径小于0.005m的粘土颗粒，形成小链环状的土集粒，此种结构在海积粘土中常见。 细粒土的孔隙类型： 架空孔隙。单元体间孔隙，单元体内孔隙，溶蚀孔隙，大孔隙 细粒土的结构联结类型： 结合水膜接触联结，胶结联结，同相接触联结，链条联结土中的气体主要是空气和水气。土中气体按其所处的状态和结构特点可分以下几种类型：吸附于土颗粒表面 的气体，溶解于水中的气体，四周为颗粒和水所封闭的气体以及自由气体。 通常认为自由气体与大气连通，对土的性质无大影响；密闭气体的体积与压力有关，压力增加，则体积缩 小，压力减小，则体积胀大。因此，密闭气体的存在增加了土的弹性，同时还可阻塞土中的渗流通道，减小土 的渗透性。 2.5 土水相互作用 一、土粒的表面积和比表面积 假设土粒成球形，单个土粒的直径为 d，则 S 为比表面积，单位 m2/g。 粒度越细，比表面积越大。因此粘土颗粒的比表面积大，表面能也大，故而与水的作用强烈，表现为不稳定 二、粘粒表面的扩散双电层—双电层理论 粘粒表面带有一定量负电荷，并紧密地吸附在固相表面上，形成固定层(吸附层)。 由于静电引力的作用，在水溶液中将吸引水中的阳离子到土粒表面来。另一方面，阳离子又受到热运动的扩 散作用，要离开土粒表面。因而阳离子的分布是不均匀的，愈靠近表面，静电作用力愈大、吸引力愈强，阳离 子浓度也愈大；随着离土粒表面距离的增加，静电引力也降低，阳离子浓度也逐渐下降，直至孔隙中水溶液的 浓度正常为止,这个层称为反离子层。而阴离子浓度与之相反。 土粒表面带负电荷的固定层(吸附层)与受土粒表面影响的阳离子层(反离子层)合称为双电层。 影响双电层的因素: 土粒表面的电位、大小,土粒大小,矿物成分类型等。 表面电荷形成的原因： 选择性吸附：被吸附的离子具有规律性，总是有选择地吸附与它自身结晶格架中相同或相似的离子。 表面分子解离：若粘粒由许多可解离的小分子缔合而成，则其与水作用后生成离子发生基，而后分解，再选 择性地吸附与矿物格架上性质相同的离子于其表面而带电。 同晶替代现象：结晶学中，一个四面体或八面体中阳离子的位置不是由常见的阳离子所充填，而是由其它的阳 离子所占据，而晶体结构没有改变，这种现象叫“同晶替代”。 三、离子交换 粘粒与水溶液相互作用后，吸附在其表面的阳离子或阴离子可与溶液中的阴离子或阳离子进行交换，这种现 象称为离子交换。 2.6 土的结构与构造 一、土的结构 土的结构：指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式以及它们之间的连接特征(微观结构)。 土的结构对土的工程性质影响很大，特别是粘性土，如某些灵敏性钻土在原状结构时具有一定的强度，当结构 扰动或重塑时，强度就降低很多，甚至不能再成型。 1. 土结构的构成要素 研究内容包括：能够独立发挥作用的基本单元体，基本单元体的排列方式及由此形成的孔隙，以及基本单元 体间的相互作用和相互联结。 粗粒土的结构要素分析 单粒结构，如粗颗粒土，如卵石、砂等。 细粒土的结构要素分析 蜂窝结构，粒级在 0.02~0.002mm范围，形成很大孔隙的蜂窝状结构； 絮状结构，粒径小于 0.005mm的粘土颗粒，形成小链环状的土集粒，此种结构在海积粘土中常见。 细粒土的孔隙类型： 架空孔隙，单元体间孔隙，单元体内孔隙，溶蚀孔隙，大孔隙 细粒土的结构联结类型： 结合水膜接触联结，胶结联结，同相接触联结，链条联结