黏土結(jié)合水分類及測試方法研究綜述

張銳， 申姁寧， 楊相展， 肖宇鵬， 周世杰， 成先陽

(1.長沙理工大學(xué) 交通運(yùn)輸工程學(xué)院， 湖南 長沙 410114; 2.創(chuàng)輝達(dá)設(shè)計股份有限公司， 湖南 長沙 410029)

黏土的工程性質(zhì)及其變化對中國基礎(chǔ)工程發(fā)展建設(shè)具有顯著影響。結(jié)合水因雙電層效應(yīng)在黏土中大量存在，是影響?zhàn)ね翂嚎s變形、流變特性的主要原因，受溫度、荷載等外界條件影響會發(fā)生形態(tài)上的改變，導(dǎo)致土體的工程特性發(fā)生變化[1]。黏土中水的主要存在形式是結(jié)合水[2]，結(jié)合水含量及性質(zhì)變化直接影響建筑地基穩(wěn)固程度、鉆井液性能穩(wěn)定性等。受外界條件影響時，用作路基填料易產(chǎn)生工后沉降、邊坡失穩(wěn)等問題；用作地基土?xí)r易出現(xiàn)地基沉降等危害[3-7]。研究黏土中結(jié)合水性質(zhì)對黏土特性的影響，對于中國公路、鐵路、水利和建筑工程等領(lǐng)域的發(fā)展建設(shè)具有一定借鑒意義。

對黏土中結(jié)合水的研究主要有三大方面：結(jié)合水理論及其分類；土中結(jié)合水的性質(zhì)；土中結(jié)合水含量測試方法。其中，關(guān)于結(jié)合水形態(tài)劃分的研究較少，缺少統(tǒng)一的土中結(jié)合水劃分和界定方法，且已有形態(tài)劃分方法難以指導(dǎo)工程實踐；土中結(jié)合水密度并非定值，在0.995～1.872 g/cm3范圍內(nèi)波動，其性質(zhì)受溫度影響，部分弱結(jié)合水在溫度影響下會向自由水轉(zhuǎn)化；土中結(jié)合水含量的測試方法種類繁多，但測量精度不一，又因結(jié)合水形成過程復(fù)雜、易受外界因素影響，各方法所得測試結(jié)果也不盡相同。早期中國對土體工程性質(zhì)的研究往往關(guān)注于其整體性質(zhì)、宏觀變化，較少研究其內(nèi)在機(jī)理，從微觀層面上分析，結(jié)合水的變化影響著黏土的工程特性。……