摘要: 针对目前通用的分散性鉴定的5种试验方法，即双比重计法、针孔试验、碎块试验、孔隙水可溶盐阳离子试验和全土的交换性钠百分比试验的结果往往会出现不相吻合的情况，通过对某大坝防渗土料分散性的研究，从分散性机理和判断标准来分析不相吻合的原因，并认为应当深入研究分散性试验的定量化判断标准，促进分散性土鉴定试验规程的制定与实施。

关 键 词: 防渗土料;分散性土;试验;分散性机理;判断标准

中图分类号: tv443 文献标识码: a

分散性土是一种在低含盐量水（或纯净水）中，由于离子相互排斥力超过相互吸引力而导致土体颗粒分散的粘性土［1］。它的发现和研究始于20世纪50年代的澳大利亚和美国。随后，世界上许多国家都对其进行研究。我国于20世纪70年代首先在黑龙江发现了分散性粘土，随后在新疆［2］、山东［3］、山西［4］等省的工程实践中都曾遇到，并对它进行了深入的试验研究。分散性粘土的性质与粘土的物理化学状态和土颗粒表面的电化学性质有关，但工程上常用的土工试验方法不能反映出土的化学状态和土颗粒表面的电化学性质，所以无法鉴定。鉴于目前国内尚无鉴定分散性土的试验规程，本次试验主要参照《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（sl251-2000）中介绍的双比重计法、针孔试验、碎块试验、孔隙水阳离子试验等4种试验方法和美国材料与试验协会制定的双比重计法（astm d4221-99）、针孔试验（astm d4647-93（1998））、碎块试验（astm d6572-00）等3种试验规程，采用双比重计法、针孔试验、碎块试验、孔隙水可溶盐阳离子试验和全土的交换性钠百分比试验5种试验方法来综合判别土样的分散性。但这几种方法的测定结果往往由于土的特殊性而不一致。本文试图通过对某拟建大坝防渗土料分散性的研究，从分散性机理和判断标准来分析这5种方法不相吻合的原因。

1 土样的基本物理性质

试验土样选取某拟建水利工程大坝心墙土料，土样的物理性质列于表1。由表1可见，9组土样的比重为2.64～2.72，液限为24.3%～38.0%，塑限为12.8%～24.2%，塑性指数为8.7～16.6，均为低液限粘土（cl）。在颗粒组成上，9组土样都以粉粒（0.075～0.005mm）为主，其含量56.0%～66.0%，粘粒（1时，非分散土，ps60%。钠吸附比sar，分散性土，若tds>5则需sar>2.7;若tds>10则需sar>4.2;若tds>100则需sar>13。

4.1 从分散性土的分散性机理考虑

分散性土能在纯净水中大部分或全部自行分散成原级颗粒。土在水中分散的实质是土粒间的连接在水的作用下破坏的过程，也是土粒间斥力超过引力，使得相互排斥作用占优势的结果。在土水体系中，土粒间排斥作用与土粒表面扩散双电层的发育程度密切相关。当双电层充分扩展、土粒间势能较高时，土水体系由动力学和热力学均不稳定的状态变成基本上相对稳定的状态。处于这种稳定状态的分散土粒可以随水流动，为土体的渗透变形和破坏提供了条件。一般认为土具有分散性的3个条件是:

（1）含有一定量的结构不稳定的粘土矿物，即蒙脱石。蒙脱石类粘土矿物也属于2∶1型矿物，即由2个硅氧四面体夹1个铝氧8面体形成3层矿物，但是片与片之间无k+联结，水可以进入片层之间，使晶体产生很大的体积改变。同时蒙脱石同晶置换较多，产生的负电也较多，需吸附较多的阳离子来平衡多余的负电。故蒙脱石类晶层间联结弱，晶格具有扩展性，具有较大的分散性（na蒙脱石）和胀缩性（ca蒙脱石）［8］。

（2）胶结物含量不足以抑制膨胀和分散作用。土壤中的胶结物质种类很多，归纳起来，大致有3类，粘粒、有机物质和一些简单的无机胶体［9］。粘粒是一种无机胶体，具有很大的表面