宋晶，方敬銳，鞏文騰，唐群艷

1.中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，廣東珠海 519082

2.廣東省地球動(dòng)力作用與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源探查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省深地探測(cè)與地質(zhì)工程技術(shù)研究中心，廣東珠海 519082

3.中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州 510230

沿海地區(qū)土地稀缺，越來(lái)越多的構(gòu)筑物建設(shè)在填海造陸地基上，需要進(jìn)行大量的軟基處理。作為主要填海材料的海積軟土，其強(qiáng)度、變形和穩(wěn)定性直接決定該人工地基的適宜性［1］。未經(jīng)地基處理的海積軟土，初始含水率大（w=47.9%～127.8%）、抗剪強(qiáng)度低（φ=0～8.3°，c=1.0～48.0 kPa）、壓縮性高（α=0.44～4.31 MPa-1）、地基承載力小（En=0.83～4.41 MPa），處于流塑狀態(tài)，整體工程性質(zhì)較差，需進(jìn)行地基處理以提高強(qiáng)度和抗變形能力。

深圳海積軟土不僅力學(xué)性質(zhì)特殊，其物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，目前缺乏全面的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果。從礦物組成角度分析，深圳海積軟土中的次生礦物含量高（40%～60%）［2］，其中絕大多數(shù)次生礦物中是黏土礦物。黏土礦物廣泛分布于土壤、沉積巖層、海洋沉積物和河流沉積物中，不同的黏土礦物組合類(lèi)型往往反映了形成時(shí)的環(huán)境和介質(zhì)條件。黏土礦物通常呈片狀結(jié)構(gòu)，比表面積大，可吸附水汽形成較厚的結(jié)合水膜，降低土體的抗剪強(qiáng)度與內(nèi)摩擦角，增大黏聚力［3］，對(duì)軟土地基工程性質(zhì)有較大影響。因此，探究黏土礦物類(lèi)型及各礦物相對(duì)含量具有一定的研究?jī)r(jià)值［4］。

目前研究軟土中黏土礦物成分的方法主要是X射線衍射分析法（XRD）。在提高XRD 定量測(cè)試準(zhǔn)確性方面，前人做了大量工作。伍月等［5］為了消除層狀硅酸鹽礦物擇優(yōu)取向?qū)z測(cè)結(jié)果的影響，完善了X 射線粉晶衍射基體清洗法在礦物定量分析中的應(yīng)用。張照鵬等［6］通過(guò)對(duì)黃海的巖芯短柱開(kāi)展XRD 測(cè)試，對(duì)比了峰高與峰面積法統(tǒng)計(jì)量表示黏土礦物相對(duì)含量這兩種方法，為本文分析黏土礦物含量提供了參考。目前國(guó)際上新興一種黏土礦物定量方法——礦物強(qiáng)度因子（MIF，mineral intensity factor）法，周翔等［7］利用該法對(duì)選取自不同產(chǎn)地的純相黏土礦物進(jìn)行研究，進(jìn)一步完善了伊利石和蒙脫石的MIF。2017 年，林偉偉等［8］利用XRD 對(duì)沉積物中常見(jiàn)的礦物組合進(jìn)行了研究，對(duì)比了面積積分法與強(qiáng)度參比法的優(yōu)缺點(diǎn)，為沉積物礦物相分析提供了可靠依據(jù)。針對(duì)蒙脫石、伊利石、高嶺石3 種常見(jiàn)黏土礦物，王琦等［9］建立了黏土礦物含量與衍射特征峰面積的定量關(guān)系、黏土礦物-石英含量比值與特征峰面積的定量關(guān)系，通過(guò)這兩種定量方法及軟件分析結(jié)果，提高了黏土礦物定量分析的準(zhǔn)確性。本文XRD 試驗(yàn)采用峰強(qiáng)度對(duì)比法（K值法），綜合前人經(jīng)驗(yàn)，尋求關(guān)于礦物晶面反射的積分強(qiáng)度與其相對(duì)含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而求出混合物中各組分的相對(duì)含量［10］。

同步熱分析法在結(jié)合水類(lèi)型及含量的測(cè)定上有廣泛應(yīng)用。同步熱分析試驗(yàn)是在程序控制溫度下，測(cè)量物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)與溫度的關(guān)系的一類(lèi)技術(shù)，可以提供熱失重曲線（TG 曲線）和微商熱重曲線（DTG 曲線）。在目前熱分析可以到達(dá)的溫度內(nèi)，任何兩種物質(zhì)的所有物理、化學(xué)性質(zhì)是不會(huì)完全相同的，TG 與DTG 曲線甚至可以作為物質(zhì)的“指紋圖”。早在20 世紀(jì)70 年代，文獻(xiàn)［11-13］曾利用熱分析法對(duì)黏土中的結(jié)合水進(jìn)行了深度研究，包括溫度對(duì)黏土固結(jié)的影響作用及不同荷載下黏土的結(jié)合水狀態(tài)。2013 年，謝剛等［14］通過(guò)試驗(yàn)證明熱分析中的DTG 曲線可以清楚地看到自由水和弱結(jié)合水的溫度拐點(diǎn)，并對(duì)黏土中結(jié)合水類(lèi)型及含量進(jìn)行了定量分析。2018 年，鄧明毅等［15］研究了不同吸附水類(lèi)型及含量對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)的影響并建立了相關(guān)的力學(xué)模型。2019 年，LI等［16］采用等溫吸附、熱重分析和比重測(cè)試等方法，認(rèn)為黏土礦物與結(jié)合水膜的物理特性直接受到吸附水含量的影響。2020 年，朱贊成等［17］通過(guò)對(duì)多種類(lèi)型的黏土進(jìn)行微商熱重分析和熱重分析，認(rèn)為在測(cè)量蒙脫石含量較高的土樣的含水率時(shí)，應(yīng)將烘箱溫度提高到150 ℃。2021 年，莫燕坤等［18］介紹了容量瓶法、等溫吸附法、熱分析法、定性分析法這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)、適用性及影響因素，認(rèn)為等溫吸附法和熱分析法獲取的結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確。由此可見(jiàn)熱分析法在結(jié)合水方面的應(yīng)用較為普遍，本身還具備操作簡(jiǎn)單、試驗(yàn)速度快、試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)。

海積軟土中含有大量的黏土礦物，尤其是極易水化的蒙脫石，在排水固結(jié)過(guò)程中容易再次水化，使得地基出現(xiàn)失穩(wěn)。研究發(fā)現(xiàn)結(jié)合水是決定土體變形性質(zhì)強(qiáng)弱的內(nèi)在因素，結(jié)合水含量直接影響到顆粒之間的相互接觸、咬合和滑動(dòng)摩擦的狀態(tài)和性質(zhì)，從而影響土體變形時(shí)顆粒之間的滑移、轉(zhuǎn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)和變形狀態(tài)［19］。土體中黏土顆粒表面的強(qiáng)結(jié)合水到弱結(jié)合水的形成過(guò)程，往往會(huì)使得土體性質(zhì)從脆性固體轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄泽w和黏滯流動(dòng)介質(zhì)。除此之外，黏土的強(qiáng)度特性實(shí)質(zhì)上是各種礦物成分顆粒之間的摩擦和膠結(jié)黏聚作用的綜合體現(xiàn)。以膠結(jié)作用為主的礦物顆粒，具有較高的黏聚力、較低的抗剪強(qiáng)度和內(nèi)摩擦角。而水分是膠結(jié)和吸附作用形成黏聚力的重要媒介，其中強(qiáng)結(jié)合水是維持土體抗剪強(qiáng)度的重要因素，弱結(jié)合水則是削弱土體強(qiáng)度的根本原因［20］。針對(duì)弱結(jié)合水削弱軟土地基強(qiáng)度這一問(wèn)題，婁云雷等［21］在通過(guò)真空預(yù)壓-電滲法的基礎(chǔ)上，加入少量鹽溶液，取得良好的實(shí)驗(yàn)效果。結(jié)合水膜的厚度對(duì)黏土的滲透性、吸附性、滲透性、膨脹性與導(dǎo)電性等物理性質(zhì)及強(qiáng)度變形性質(zhì)有較大影響，崔德山等［22］推導(dǎo)了結(jié)合水膜厚度計(jì)算公式，認(rèn)為用塑性指數(shù)的變化來(lái)表征結(jié)合水膜厚度變化是可行的?；诮Y(jié)合水對(duì)軟土性質(zhì)影響較大這一事實(shí)，對(duì)海積軟土中礦物和結(jié)合水的研究頗具意義。本研究從微觀角度出發(fā)，利用X 射線衍射試驗(yàn)與同步熱分析試驗(yàn)，探究海積軟土的礦物組成和結(jié)合水特征。

1 樣品制備及試驗(yàn)方法

1.1 樣品的制備

樣品是取自深圳大鵬新區(qū)濱海處的海積軟土，含水率76.3%、密度1.6 g/cm3、孔隙比1.71，具有含水率高、壓縮性高、孔隙比高、承載力低、抗剪強(qiáng)度低、滲透系數(shù)低、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)等特點(diǎn)，工程性質(zhì)較差。

將采集到的5 kg 海積軟土置于干燥處自然風(fēng)干，棄去貝殼類(lèi)等碎屑物。烘干結(jié)束后，研磨樣品，每組樣品稱(chēng)量20 g。本次XRD 試驗(yàn)設(shè)置了3組樣品，每組樣設(shè)置3個(gè)平行樣。

第1 組樣品是經(jīng)過(guò)自然烘干后碾碎的原狀土樣，記為A1、A2、A3。第2 組樣品為篩分后粒徑<0.075 mm 的細(xì)粒土樣，記為B1、B2、B3；第3組樣品為從海積軟土中提取出來(lái)的黏土礦物樣，記為C1、C2、C3。第3 組樣品經(jīng)物理、化學(xué)處理獲得。先利用鹽酸去除碳酸鹽類(lèi)物質(zhì)，后用30%H2O2溶液去除有機(jī)質(zhì)，從而保證了黏土礦物的純度。黏土多半不能充分分散，需選擇合適的分散劑。試驗(yàn)選用的是分散劑是六偏磷酸鈉（NaPO）。在試管中加入20～25 mL 蒸餾水，倒入10 g 的Na-PO 粉末，充分?jǐn)嚢?，并放入超聲波振蕩機(jī)中振蕩2～3 min，震蕩后將試管靜置1 h。

離心分離后的黏土經(jīng)濃度調(diào)整，按照斯托克斯沉淀規(guī)律，用吸管取約2 mL 懸浮液展布在玻片上。讓玻片自然干燥形成自然定向片。自然定向片在乙二醇飽和蒸氣中飽和后（40 ℃，7 h），形成EG 膨脹片。之后將自然定向片放置在溫度550 ℃的條件下3 h，得到高溫片。制作高溫片是為了區(qū)別高嶺石和綠泥石，在高溫下高嶺石基本被破壞而綠泥石的峰值得到加強(qiáng)。

1.2 試驗(yàn)方法

XRD 試驗(yàn)使用的儀器是X 射線粉末衍射儀（Empyrean）。試驗(yàn)條件：在銅靶X 射線管的條件下進(jìn)行，管電壓40 kV，管電流40 mA。掃描是連續(xù)的，2θ角范圍為10°～60°，掃描步長(zhǎng)0.026 260 6。TG 試驗(yàn)使用的儀器是同步熱分析-紅外聯(lián)用儀（STA449F3/Nicolet 6700）。試驗(yàn)條件：升溫范圍為23～900 ℃，升溫速率為25 ℃/min，氣流速率為20 mL/min。兩組試驗(yàn)均于中山大學(xué)測(cè)試中心完成。

2 結(jié)果及分析

2.1 XRD試驗(yàn)結(jié)果及分析

分析X 射線衍射試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用軟件Jade6.5，先對(duì)衍射圖譜進(jìn)行平滑、去除背景、尋峰處理，得到每個(gè)峰的峰值，后通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)礦物PDF 卡片進(jìn)行對(duì)比，判定其中的礦物類(lèi)型，并將所得礦物標(biāo)定在相對(duì)應(yīng)的峰上，分析結(jié)果如圖1所示。

圖1 XRD數(shù)據(jù)分析結(jié)果Fig.1 Results of XRD data analysis

對(duì)于黏土礦物樣，由于已除去碳酸鹽和有機(jī)質(zhì)，故其分析只針對(duì)黏土礦物。乙二醇飽和片是為了區(qū)分蒙脫石與綠泥石，550 ℃加熱片則是為了區(qū)分綠泥石、高嶺石以及其他1.4 nm 礦物。對(duì)比自然定向片、乙二醇飽和片和550 ℃加熱片，發(fā)現(xiàn)乙二醇飽和片的1.8 nm 處出現(xiàn)明顯的蒙脫石特征峰，原因是有機(jī)溶液甘油更易進(jìn)入蒙脫石層間，這一現(xiàn)象說(shuō)明樣品中含有蒙脫石。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)高嶺石用甘油及用酸處理后層間結(jié)構(gòu)不受影響，但550 ℃加熱片中的高嶺石特征峰降低。原因是高嶺石屬于1∶1型層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽黏土礦物，晶體結(jié)構(gòu)中無(wú)陽(yáng)離子的類(lèi)質(zhì)同相取代，層間無(wú)電荷，遇水、甘油均不發(fā)生膨脹。但高嶺石在高溫下脫水形成燒高嶺，這便導(dǎo)致550 ℃加熱片中的高嶺石特征峰降低。樣品中的綠泥石特征峰經(jīng)過(guò)甘油處理后無(wú)明顯變化，但經(jīng)過(guò)550 ℃加熱后，原來(lái)的1.42 nm衍射峰后移至1.36 nm，而其他特征峰強(qiáng)度均大大減弱。伊利石屬于2∶1 型層狀結(jié)構(gòu)鋁硅酸鹽礦物，也會(huì)發(fā)生同晶置換現(xiàn)象。乙二醇飽和片和550 ℃加熱片均顯示伊利石特征峰沒(méi)有太大變化。

整理數(shù)據(jù)后得表1，該海積軟土主要含有原生礦物是石英、白云母和長(zhǎng)石，次生黏土礦物則主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石和綠泥石。原生礦物石英的含量較高，占比近50%，其次是白云母。而黏土礦物中，蒙脫石含量約15%，其次含有少量伊利石和綠泥石。黏土礦物對(duì)海積軟土中的結(jié)合水及土的結(jié)構(gòu)均有一定影響。

表1 土樣的礦物組成Table 1 Statistics of mineral contents in soil samples w/%

同時(shí)，由于比表面積與土顆粒的表面活性、界面特性密切相關(guān)，當(dāng)黏土顆粒的粒徑達(dá)到微米級(jí)時(shí)，隨著比表面積的增大，顆粒表面能與表面活性增高，表面與界面性質(zhì)發(fā)生很大的改變，對(duì)結(jié)合水的吸附能力也有很大提高。因此，不同礦物成分顆粒由于比表面積相差較大，顆粒的表面能與表面活性就不一樣，因此吸附結(jié)合水含量不同。由于蒙脫石比表面積大，伊利石、高嶺石次之，石英和長(zhǎng)石最低，加之所帶電荷量差異，顆粒的吸附結(jié)合水量按照從高到低排序?yàn)槊擅撌?伊利石>高嶺石>石英>長(zhǎng)石。當(dāng)海積軟土中蒙脫石、高嶺石等黏土礦物含量高時(shí)，由于黏土礦物吸附結(jié)合水能力強(qiáng)，且黏土礦物顆細(xì)小，黏滯的結(jié)合水易吸附細(xì)小顆粒，對(duì)孔隙造成堵塞，土中水不易滲流。因此，海積軟土的滲透性差，工程上用真空預(yù)壓法排水時(shí)，效果不明顯［23］。

這樣的礦物組合在一定程度上會(huì)影響海積軟土的變形和強(qiáng)度，結(jié)合土體的微觀結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)特征，可以反映沿海地區(qū)海積軟土的固結(jié)排水模式，揭示海積軟土的次固結(jié)機(jī)制，為軟基處理工程提供全新的變形強(qiáng)度的時(shí)間效應(yīng)計(jì)算方法。為了進(jìn)一步研究黏土礦物成分對(duì)結(jié)合水的影響，對(duì)原狀土、細(xì)粒土、黏土礦物進(jìn)行同步熱分析試驗(yàn)，探究不同礦物含量條件下結(jié)合水在海積軟土中的賦存情況。

2.2 TG結(jié)果及討論

將上述3組土樣（原狀土、細(xì)粒土、黏土礦物）放入恒溫干燥箱，設(shè)置105℃烘干24 h，取出后立即將土樣裝入密封袋內(nèi)密封，再利用同步熱分析儀進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)測(cè)試溫度范圍為23～900℃。

圖2（a）是原狀土樣的熱失重TG 曲線及相對(duì)應(yīng)的DTG 曲線。其中有2 個(gè)熱失重溫度變化范圍即23～153 ℃、418～582 ℃。考慮到該土樣在105 ℃被烘干，土樣中的自由水含量可忽略不計(jì)。根據(jù)溫度對(duì)水分子間相互作用力（包括水分子結(jié)構(gòu)）及水分子與其共存物質(zhì)間相互作用力的影響程度分析，23～105 ℃脫去的是液態(tài)自由水，105～153 ℃區(qū)間先脫去的是與黏土礦物相互作用最弱的結(jié)合水，其次脫去的是與黏土礦物相互作用力較弱但有一定結(jié)合力的強(qiáng)結(jié)合水。第二個(gè)熱失重范圍為418～582 ℃，此范圍主要是蒙脫石中的結(jié)構(gòu)水逸出，伴隨少量伊利石的結(jié)構(gòu)水逸出。

圖2（b）是細(xì)粒土樣，其變化失重變化趨勢(shì)與原狀土樣有較大差別。細(xì)粒土樣第一階段的失重溫度在23～189 ℃，該階段失重的結(jié)束溫度（189 ℃）明顯高于原狀土樣。原因主要是細(xì)粒土樣的黏土礦物含量更高，其結(jié)合水更不易脫去。細(xì)粒土樣第2 階段失重范圍是422～627 ℃，相比原狀土樣第2階段的失重結(jié)束溫度明顯延后。此時(shí)主要是蒙脫石等黏土礦物所包含的結(jié)構(gòu)水脫出。

圖2 原狀土樣與細(xì)粒土樣的TG和DTG曲線Fig.2 TG and DTG curves of undisturbed soil

以上現(xiàn)象可由圖3得到解釋。蒙脫石的結(jié)構(gòu)屬于2∶1型層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，層間具有一定的不飽和電荷，可吸附外來(lái)陽(yáng)離子補(bǔ)償中和，且層與層間主要靠吸附的可交換離子來(lái)結(jié)合，故晶體活動(dòng)性大，層間能吸附水分子或有機(jī)溶液，并導(dǎo)致整個(gè)晶格膨脹。X射線衍射試驗(yàn)中蒙脫石在高溫片中的衍射峰變化也說(shuō)明了這一點(diǎn)。隨著溫度的升高，蒙脫石晶體結(jié)構(gòu)中的層間結(jié)合水逐漸消散，蒙脫石的層間間距減小。結(jié)合水先后逐漸蒸發(fā)，自由水與結(jié)合水含量約占土體固體顆?？偭?%，105～153 ℃之間脫去的結(jié)合水含量約占3%；細(xì)粒土樣從23 ℃至189 ℃自由水、弱結(jié)合水和強(qiáng)結(jié)合水先后逐漸蒸發(fā)，結(jié)合水約占土體固體顆粒總量3.5%。原狀土樣與細(xì)粒土樣中結(jié)合水分別在153 和189 ℃才完全脫去，黏土礦物含量接近50%的細(xì)粒土與黏土礦物含量?jī)H為22.5%的原狀土相比，完全脫去結(jié)合水的溫度顯然更高，這在一定程度上說(shuō)明對(duì)于黏土礦物含量較多的海積軟土，升高溫度對(duì)含水率影響較大。

圖3 不同溫度下蒙脫石礦物晶體結(jié)構(gòu)變化Fig.3 Schematic diagram of the structure of montmorillonite at different temperatures

表2 原樣土和細(xì)粒土樣熱分析結(jié)果Table 2 Results of thermal analysis of two types of soil samples

分析結(jié)果可以定性判斷黏土礦物顆粒中水分子主要存在4 種形式吸附水，即自由水、弱結(jié)合水、強(qiáng)結(jié)合水和結(jié)構(gòu)水。對(duì)比3組平行樣品，可知該類(lèi)海積軟土的弱結(jié)合水的脫去區(qū)間約為105～153 ℃，結(jié)構(gòu)水的脫去區(qū)間約為400～500 ℃。

為了進(jìn)一步探究黏土礦物與結(jié)合水的結(jié)合機(jī)制，對(duì)從海積軟土中提取出的黏土礦物粉末做熱分析試驗(yàn)，同樣得到其TG 和DTG 曲線。圖4 為黏土礦物在室溫23～900 ℃區(qū)間內(nèi)的熱失重TG 曲線及相對(duì)應(yīng)的DTG 曲線。相比前兩種土樣，黏土礦物樣增加了1 個(gè)熱失重區(qū)間。這3 個(gè)熱失重區(qū)間分別是23～155、155～292 和375～553 ℃，結(jié)合前面的分析可知23～155 ℃為自由水、弱結(jié)合水的失重階段，155～292 ℃為強(qiáng)結(jié)合水的失重階段，375～553 ℃為結(jié)構(gòu)水的失重階段。通過(guò)對(duì)比這3 類(lèi)土樣的熱失重圖，發(fā)現(xiàn)黏土礦物的弱結(jié)合水和強(qiáng)結(jié)合水完全失重時(shí)的溫度（292 ℃）以及失去的質(zhì)量明顯高于原狀土樣和細(xì)粒土樣。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明結(jié)合水主要賦存于黏土礦物中，且與黏土礦物的聯(lián)結(jié)作用力更強(qiáng)。海積軟土中蒙脫石等黏土礦物含量越高，其結(jié)合水越不容易脫去。

圖4 C3的TG和DTG曲線Fig.4 TG and DTG curve of C3

2.3 土-水的相互作用機(jī)理

土是固相、液相、氣相三相組成的天然介質(zhì)，在固相成分中，黏土和非黏土成分又占據(jù)主導(dǎo)地位，并且非黏土礦物成分更高，然而真正影響土性質(zhì)的卻是黏土礦物，黏土礦物成分對(duì)土的性狀的影響遠(yuǎn)大于礦物本身相對(duì)含量的影響。

由于蒙脫石兩結(jié)構(gòu)單元之間沒(méi)有氫鍵，相互間的聯(lián)結(jié)能力弱，水分子易進(jìn)入兩晶胞間，故其親水性最大、結(jié)合水的能力最強(qiáng)；伊利石晶格層組間具有結(jié)合水，親水性低于蒙脫石；高嶺石晶胞之間的距離不易改變，水分子不能進(jìn)入，其親水性最小。在酸性環(huán)境長(zhǎng)期風(fēng)化條件下，蒙脫石會(huì)慢慢變成高嶺石，在富鉀的堿性介質(zhì)環(huán)境下，蒙脫石逐漸變成伊利石［24］。

水-土相互作用的機(jī)理：①自由水，在溫度范圍為20～50 ℃的條件下即可全部蒸發(fā)。②弱結(jié)合水，是較弱靜電引力和范德華力下的滲透結(jié)合水，其形成是在黏粒表面負(fù)電荷與電解質(zhì)自由水溶液的離子之間建立溶度平衡的結(jié)果，性質(zhì)接近液體。③強(qiáng)結(jié)合水，是氫鍵力和靜電引力作用下的緊密吸附水，由于各種作用被牢固地結(jié)合在土粒表面，性質(zhì)接近固體。④結(jié)構(gòu)水，主要為層狀硅酸鹽礦物的基本構(gòu)造單位Al-（O，OH）八面體中的OH-，其脫出溫度隨構(gòu)造不同而不同，一般在500 ℃以上脫出較多，在800 ℃左右基本脫出干凈。自由水、弱結(jié)合水、強(qiáng)結(jié)合水和結(jié)構(gòu)水特性上的差異，使得它們?cè)谏郎氐臈l件下，先后脫附黏土顆粒。

3 結(jié) 論

1）根據(jù)X 射線衍射試驗(yàn)結(jié)果，該深圳海積軟土地礦物成分中，原生礦物以石英為主，占60%～65%。次生礦物以蒙脫石和綠泥石為主，蒙脫石占9.1%～10.0%，綠泥石占6.7%～12.1%，較大地影響整個(gè)土體的性質(zhì)，使得深圳海積軟土的天然含水率大，結(jié)合水量多，真空預(yù)壓法處理效果不明顯。

2）熱失重法定性地論證了土中結(jié)合水的存在類(lèi)型、界限及相對(duì)含量，即土中水為自由水、弱結(jié)合水、強(qiáng)結(jié)合水和結(jié)構(gòu)水。原狀土樣中弱、強(qiáng)結(jié)合水含量約占土體固體顆粒總量的3%，細(xì)粒土樣中弱、強(qiáng)結(jié)合水含量約占土體固體顆?？偭康?.5%，說(shuō)明結(jié)合水主要賦存于黏土礦物等細(xì)小顆粒。

3）結(jié)合X 射線衍射試驗(yàn)和同步熱分析試驗(yàn)結(jié)果可知，黏土礦物含量接近50%的細(xì)粒土與黏土礦物含量?jī)H為22.5%的原狀土相比，完全脫去結(jié)合水的溫度更高，這在一定程度上說(shuō)明對(duì)于黏土礦物含量較多的海積軟土，完全脫去結(jié)合水所需能量越高。