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第1章 绪论1

1.1 近代土质学的产生和任务1

1.2 近代土质学的内容1

1.3 近代土质学与其他专业学科的关系3

1.3.1 近代土质学与土力学3

1.3.2 近代土质学与普通土质学、工程岩土学或土体工程地质学3

1.3.3 近代土质学本身的特点3

第2章 土的晶体化学5

2.1 原子结构5

2.2 原子间的结合（主键）6

2.2.1 键6

2.2.2 共价键7

2.2.3 离子键8

2.2.4 金属键9

2.2.5 土矿物中的键9

2.3 分子间的结合（次键）9

2.3.1 范德华力9

2.3.2 氢键11

2.4 晶体12

2.4.1 晶体的结构12

2.4.2 晶体的形成13

2.4.3 晶体其他特征13

2.4.4 米勒指数系统14

2.5 类质同晶15

2.6 硅酸盐晶体15

2.7 表面现象17

2.8 本章小结18

第3章 土的物质成分20

3.1 原生碎屑矿物20

3.1.1 石英20

3.1.2 长石21

3.1.3 云母21

3.1.4 闪石、辉石和橄榄石21

3.2 次生黏土矿物21

3.2.1 晶体的基本单元（硅氧晶片和八面体晶片）22

3.2.2 晶片内同晶置换23

3.2.3 晶片的符号23

3.2.4 晶片的结合24

3.2.5 晶体结构变形25

3.2.6 基本晶层间的相互作用26

3.3 黏土矿物分类27

3.3.1 高岭石-蛇纹石族矿物28

3.3.2 蒙皂石族矿物32

3.3.3 云母族矿物37

3.3.4 绿泥石矿物40

3.3.5 纤维棒石矿物43

3.3.6 混层（间）矿物46

3.3.7 土中的黏土矿物47

3.4 非晶质黏土矿物48

3.4.1 水铝英石49

3.4.2 氧化铁51

3.4.3 氧化铝52

3.4.4 氧化硅53

3.5 可溶性盐类53

3.6 有机质54

3.7 本章小结55

第4章 土-水-电解质系统57

4.1 土中水58

4.1.1 水分子的模式58

4.1.2 冰的结构59

4.1.3 水结构的讨论60

4.1.4 溶解离子对水结构的影响61

4.1.5 土-水相互作用的可能机制62

4.1.6 吸附结合水的性质和结构资料63

4.2 扩散双电层理论64

4.2.1 扩散双电层65

4.2.2 扩散双电层概念的发展65

4.2.3 双电层厚度估算67

4.2.4 双电层厚度的工程实际意义68

4.3 离子交换69

4.3.1 阳离子交换容量和各种交换性阳离子容量69

4.3.2 交换能力来源69

4.3.3 阳离子代换的次序70

4.3.4 阴离子交换70

4.3.5 阳离子代换理论71

4.3.6 钠吸附比和交换钠离子百分比71

4.3.7 交换速率73

4.4 土-水-离子系统中粒间相互作用能73

4.5 土-水-离子系统的性状75

4.5.1 黏土表面净势能75

4.5.2 土可塑性的可能机制76

4.5.3 净势能与膨胀和收缩的关系77

4.5.4 土-水-离子系统的压缩变形78

4.6 本章小结80

第5章 土的形成过程82

5.1 地质循环82

5.2 地壳83

5.3 岩石矿物的稳定性84

5.4 风化85

5.4.1 物理风化85

5.4.2 化学风化86

5.4.3 风化的阶段性88

5.4.4 风化的分带性88

5.5 搬运和沉积90

5.5.1 搬运90

5.5.2 沉积92

5.5.3 沉积环境92

5.5.4 搬运过程对沉积物性质的影响93

5.6 沉积后的成土作用96

5.6.1 压密（固结）作用96

5.6.2 压密与深度的关系96

5.6.3 成分与密度的关系97

5.6.4 沉积介质与密度的关系97

5.6.5 时效对压密的影响98

5.6.6 干燥、湿润对压密的影响98

5.6.7 沉淀后的胶结连结99

5.6.8 其他连结100

5.7 各种成因类型的土100

5.7.1 残积土101

5.7.2 坡积土102

5.7.3 洪积土103

5.7.4 冲积土103

5.7.5 湖沼沉积土106

5.7.6 海相沉积土107

5.7.7 冰川沉积土109

5.7.8 风积土111

5.7.9 永冻土112

5.8 本章小结113

第6章 土的结构和分类114

6.1 土结构研究发展历史115

6.1.1 早期阶段115

6.1.2 近期阶段116

6.1.3 现代研究117

6.1.4 土结构研究发展水平119

6.2 土结构的概念、层次、要素和命名原则122

6.2.1 土结构的概念和含义122

6.2.2 土结构的层次和要数123

6.2.3 土结构名词、术语和分类命名原则123

6.3 基本单元体124

6.3.1 碎屑颗粒124

6.3.2 凝聚体125

6.3.3 外包颗粒126

6.3.4 叠聚体126

6.3.5 絮凝体127

6.3.6 连接体129

6.4 结构连结129

6.4.1 接触连结129

6.4.2 胶结连结130

6.4.3 吸附水膜接触连结131

6.4.4 同相接触131

6.4.5 链条连结131

6.5 孔隙和排列131

6.5.1 架空孔隙132

6.5.2 单元体间孔隙132

6.5.3 单元体内孔隙132

6.5.4 大孔隙132

6.5.5 溶蚀孔隙133

6.6 土结构的分类和命名133

6.6.1 基本单元体的定名134

6.6.2 单元体排列方式的定名134

6.6.3 结构连结性质的定名134

6.7 结构分类命名举例134

6.7.1 粒状架空接触结构135

6.7.2 粒状镶嵌胶结结构135

6.7.3 凝块胶结结构136

6.7.4 片状黏胶基质结构136

6.7.5 粒片状黏胶连结结构137

6.7.6 粒状开放链接结构137

6.7.7 粒块状铁质胶结结构138

6.7.8 粒片状同相接触结构138

6.8 本章小结139

第7章 确定土成分和组构的技术和方法143

7.1 热分析技术143

7.1.1 原理143

7.1.2 方法144

7.1.3 几种黏土矿物热谱图分析145

7.2 X射线衍射技术146

7.2.1 原理146

7.2.2 仪器工作原理148

7.2.3 制样方法148

7.2.4 几种黏土矿物衍射谱的浅释149

7.3 红外光谱分析151

7.3.1 原理151

7.3.2 红外分光光度计工作152

7.3.3 方法152

7.3.4 红外光谱吸收机制153

7.3.5 几种黏土矿物及其他物质的红外图谱浅析153

7.4 透射电子显微镜154

7.4.1 基本原理155

7.4.2 样品制备方法156

7.5 扫描电子显微镜158

7.5.1 基本原理及仪器结构158

7.5.2 扫描电镜的特点159

7.5.3 样品制备方法160

7.5.4 样品选择和扫射面的处理161

7.5.5 观察方法162

7.5.6 显微照片163

7.6 X射线能谱分析法164

7.6.1 原理164

7.6.2 X射线能谱仪作用原理165

7.7 激光显微光谱分析167

7.7.1 原理167

7.7.2 应用167

7.8 黏性土成分的确定168

7.8.1 天然土料的研究168

7.8.2 细粒组（＜0.1mm）的分析170

7.8.3 黏粒组（＜2mm）的研究172

7.8.4 粗粒组（＞0.1mm）的研究182

7.9 土组构的测定183

7.9.1 非黏性土组构的测定183

7.9.2 黏性土组构测定187

7.9.3 孔径分布分析189

7.10 本章小结190

第8章 土结构变形和强度机制192

8.1 土结构的形成192

8.1.1 物质起源192

8.1.2 搬运和迁移192

8.1.3 沉积过程193

8.1.4 成土阶段193

8.2 土结构中力的分析193

8.2.1 有效应力194

8.2.2 静电力194

8.2.3 表面离子水化力194

8.2.4 毛细管力194

8.2.5 黏结力194

8.2.6 化学键力195

8.2.7 长程力195

8.2.8 粒间压力195

8.3 土结构的变形分析196

8.3.1 结构连结的变形196

8.3.2 接触连结的变形196

8.3.3 吸附离子水膜接触连结的变形197

8.3.4 胶结连结变形198

8.3.5 同相接触连结变形198

8.3.6 基本单元体的变形198

8.3.7 孔隙变形200

8.3.8 土结构的变形特征分析200

8.4 土结构的重塑变形200

8.4.1 粒状结构（体系）土200

8.4.2 片状结构（体系）土201

8.5 土的固结与压缩变形201

8.5.1 有侧限的压缩变形分析201

8.5.2 压缩变形的本质202

8.5.3 压缩曲线的特征203

8.5.4 前期固结压力205

8.5.5 饱和土的渗透固结和次固结205

8.5.6 不饱和黏性土的体变特性207

8.5.7 局部荷载下地基土结构变形特征208

8.6 土结构的强度机制210

8.6.1 粒状土结构体系的剪切强度210

8.6.2 片状结构体系（黏性土）剪切强度212

8.6.3 残余强度215

8.7 土的流变性质216

8.7.1 流变模型元体的结构意义217

8.7.2 土的蠕变特性218

8.7.3 土的应力松弛219

8.7.4 土的长期强度220

8.8 本章小结221

第9章 中国各类区域性土的成分、结构和工程性质223

9.1 湿陷性黄土223

9.1.1 中国黄土的地理分布和环境224

9.1.2 黄土的物质成分224

9.1.3 黄土的结构特征226

9.1.4 黄土的工程性质227

9.1.5 黄土湿陷理论和假说229

9.1.6 黄土微结构分类及工程地质评价233

9.1.7 黄土微结构和湿陷性的形成和演变234

9.2 膨胀性黏土238

9.2.1 成因类型和分布239

9.2.2 物质组分特征239

9.2.3 微结构特征240

9.2.4 物理力学性质243

9.2.5 胀缩原因和机理245

9.2.6 微结构分类及工程地质评价246

9.2.7 膨胀土结构和胀缩性的形成248

9.3 红土和红土状土250

9.3.1 红土的成因类型和分布251

9.3.2 红土的物理力学特点252

9.3.3 红土的物质成分253

9.3.4 红土结构强度分析256

9.3.5 红土结构的形成258

9.3.6 红土化259

9.4 沿海软土和海洋土259

9.4.1 沉积环境261

9.4.2 物质成分261

9.4.3 微结构特征和分类263

9.4.4 微结构类型与工程性质关系266

9.4.5 应用实例268

9.4.6 结论269

9.5 本章小结270

第10章 中国区域性土的分布和形成272

10.1 区域性土的微观性质272

10.1.1 黄土的微观特征274

10.1.2 红土的微观特征274

10.1.3 膨胀土的微观特征275

10.2 地理气候环境和区域性土的地理分布279

10.3 区域性土的形成和发展281

10.3.1 区域性土的黄土化阶段282

10.3.2 区域性土的黏土化（伊利石化）阶段282

10.3.3 区域性土的红土化阶段283

10.4 本章小结284

参考文献286

后记293