土粒与水的相互作用

1、第二章第二章 土粒与水的相互作用土粒与水的相互作用2.1 2.1 粘粒的胶体特性粘粒的胶体特性2.2 2.2 粘粒双电层的形成粘粒双电层的形成2.3 2.3 离子交换离子交换2.4 2.4 粘粒的聚沉和稳定粘粒的聚沉和稳定 粘粒与水相互作用粘粒与水相互作用是研究固体颗粒与孔隙溶液相互作是研究固体颗粒与孔隙溶液相互作用后产生的一系列特性。用后产生的一系列特性。p 卵砾、砂粒，卵砾、砂粒，由于颗粒粗大，比表面积小，表面能小，由于颗粒粗大，比表面积小，表面能小，与孔隙中溶液相互作用后，对其工程地质的影响不大；与孔隙中溶液相互作用后，对其工程地质的影响不大；p 粘粒粘粒颗粒细小，比表面积大、表面能大，

2、是土中较活动颗粒细小，比表面积大、表面能大，是土中较活动的部分，的部分，与孔隙溶液相互作用后表现出来的一系列表面现与孔隙溶液相互作用后表现出来的一系列表面现象象( (如颗粒表面的双电层、离子交换、粘粒的聚沉与稳定、如颗粒表面的双电层、离子交换、粘粒的聚沉与稳定、触变与陈化等触变与陈化等) )，将直接影响着细粒土的工程地质性质的形将直接影响着细粒土的工程地质性质的形成与变化，甚至与土的性质改良也有关。成与变化，甚至与土的性质改良也有关。颗粒细小，比表面积大颗粒细小，比表面积大立方体边长立方体边长 体积体积总表面积总表面积比表面积比表面积 比表面积变化比表面积变化1cm 1cm3 6cm2 6cm

3、1是原来的是原来的10 4倍倍 0.001mm（1012个）个） 6104cm26104cm1不同颗粒大小及其比表面积对比不同颗粒大小及其比表面积对比1. 土粒比表面积和表面能土粒比表面积和表面能假设土粒呈球形，假设土粒呈球形，d为其直径，则比表面积：为其直径，则比表面积：dddS66132 比表面积比表面积：单位体积，所有固体颗粒的总表面积。：单位体积，所有固体颗粒的总表面积。土粒的比表面积还与土粒的比表面积还与土粒形状土粒形状有关，片状矿物或板状矿物比有关，片状矿物或板状矿物比表面积大，球状矿物小。表面积大，球状矿物小。 片状颗粒的厚度与球形颗粒相等时，表面积增加了片状颗粒的厚度与球形颗粒

4、相等时，表面积增加了24%； 片状颗粒的厚度为球形颗粒半径的片状颗粒的厚度为球形颗粒半径的1/10时，表面积增加时，表面积增加539%。蒙脱石、伊利石、高岭石等粘土矿物都呈鳞片状，有的呈针蒙脱石、伊利石、高岭石等粘土矿物都呈鳞片状，有的呈针状。状。蒙脱石蒙脱石 伊利石伊利石 高岭石高岭石1. 土粒比表面积和表面能土粒比表面积和表面能g/m2800g/m280g/m220表面能：表面能：细小颗粒表面由于力场的不饱和具有吸引外部细小颗粒表面由于力场的不饱和具有吸引外部极极性分子性分子和和离子离子的能力。的能力。粘土颗粒细小，又多成片状或杆状，具有较大的粘土颗粒细小，又多成片状或杆状，具有较大的比表

5、面积比表面积和和表面能表面能，吸附能力强。比粉粒、砂粒具有更大的活动性。，吸附能力强。比粉粒、砂粒具有更大的活动性。1. 土粒比表面积和表面能土粒比表面积和表面能土中的粘粒组土中的粘粒组( (小于小于0.005mm)0.005mm)包括粘土矿物、游离氧化物及包括粘土矿物、游离氧化物及少量的石英、长石、云母等原生残余矿物的细小颗粒，以及少量的石英、长石、云母等原生残余矿物的细小颗粒，以及有机质等物质。由于其颗粒细小，接近于胶体的颗粒，表现有机质等物质。由于其颗粒细小，接近于胶体的颗粒，表现出一系列胶体的特性，如具有吸附能力。出一系列胶体的特性，如具有吸附能力。 土中小于土中小于1000nm100

6、0nm（0.001mm0.001mm）的颗粒都具有胶体性质。）的颗粒都具有胶体性质。而胶体一般指颗粒为而胶体一般指颗粒为1-100 nm 1-100 nm （1010-9-91010-7-7m m）的颗粒。）的颗粒。 比表面积大，表面能也大，吸附作用也强，粘粒表面的比表面积大，表面能也大，吸附作用也强，粘粒表面的离子也可能被溶液中的离子替换，发生离子交换作用，引起离子也可能被溶液中的离子替换，发生离子交换作用，引起土体的一系列工程地质性质的变化。土体的一系列工程地质性质的变化。2. 粘粒的胶体特性粘粒的胶体特性粘土矿物的带电性质：粘土矿物的带电性质：实验表明，片状粘土颗粒表面实验表明，片状粘土

7、颗粒表面常带有负电荷。常带有负电荷。为什么片状粘土颗粒带有不平为什么片状粘土颗粒带有不平衡负电荷：衡负电荷：离解作用离解作用: :阳离子扩散于水中阳离子扩散于水中吸附作用：吸附相似离子吸附作用：吸附相似离子同晶置换：高价被低价置换同晶置换：高价被低价置换边缘断裂：造成电荷不平衡边缘断裂：造成电荷不平衡- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -+粘土颗粒粘土颗粒水分子水分子阳离子阳离子玻璃筒玻璃筒玻璃皿玻璃皿水位水位升高升高粘土粒粘土粒粘土粘土+-( (列依斯列依斯, 1809), 1809)1. 粘土的电泳和电渗现象粘土的电泳和电渗现象2. 粘粒表面

8、电荷的形成粘粒表面电荷的形成（1）选择吸附带电）选择吸附带电粘粒选择吸附与本身结晶格架相同或相似的离子带电。粘粒选择吸附与本身结晶格架相同或相似的离子带电。举例：举例：如方解石如方解石CaCO3放入放入CaCl2溶液中溶液中溶液中的溶液中的Ca2+离子被方解石表面吸附，颗粒表明带正电离子被方解石表面吸附，颗粒表明带正电CLCaCaCL2222. 粘粒表面电荷的形成粘粒表面电荷的形成（1）选择吸附带电）选择吸附带电举例：举例：如方解石如方解石CaCO3放入放入NaCO3溶液中溶液中溶液中的溶液中的CO32-离子被方解石表面吸附，颗粒表明带负电离子被方解石表面吸附，颗粒表明带负电 23322CON

9、aCONa2. 粘粒表面电荷的形成粘粒表面电荷的形成（1）选择性吸附）选择性吸附举例：举例：如方解石如方解石CaCO3放入蒸馏水中放入蒸馏水中溶液中的溶液中的Ca2+离子被方解石表面吸附，颗粒表明带正电离子被方解石表面吸附，颗粒表明带正电2323COCaCaCOOHHOH2323HCOHCO被吸附的离子称为决定电位离子，未被吸附的为反离子。被吸附的离子称为决定电位离子，未被吸附的为反离子。2. 粘粒表面电荷的形成粘粒表面电荷的形成（2）表面分子电离）表面分子电离粘粒本身由可电离的分子组成，与水作用后生成离子发粘粒本身由可电离的分子组成，与水作用后生成离子发生基，离子发生基电离，粘粒选择吸附与本

10、身性质相同生基，离子发生基电离，粘粒选择吸附与本身性质相同或相似的离子而带电。或相似的离子而带电。举例：举例：次生二氧化硅（次生二氧化硅（SiO2）与水）与水2332222SiOHSiOHOHSiO电离2. 粘粒表面电荷的形成粘粒表面电荷的形成（2）表面分子电离）表面分子电离 游离氧化物游离氧化物 两性化合物与水作用后生成离子发生基，离子发生基在两性化合物与水作用后生成离子发生基，离子发生基在酸碱不同的条件下电离生成不同的离子，使粘粒可带正电、酸碱不同的条件下电离生成不同的离子，使粘粒可带正电、负电、不带电。负电、不带电。举例：举例：Al2O3在溶液在溶液PH值小于、大于、等于其等电值小于、大

11、于、等于其等电PH值时的值时的带电情况。带电情况。OHOHAlOHAlOHOAl23232)()(23电离HOHAlOOHAlOHOAl23232)()(23电离酸性：酸性：碱性：碱性：正电正电负电负电矿物的等电矿物的等电PH值值：使固体颗粒呈中性不带电时介质溶液使固体颗粒呈中性不带电时介质溶液的的PH值，不同矿物有各自的等电值，不同矿物有各自的等电PH值，用值，用PHie表示。表示。如：如： PHie=8.1 PHie=7.1 次生次生 PHie1 蒙脱石：蒙脱石：PHie2 高岭石：高岭石：PHie=5 伊利石：伊利石：PHie5 溶液的溶液的PH值与矿物等电值与矿物等电PH值之差越大，矿

12、物带电越多。值之差越大，矿物带电越多。 32OAl32OFe2SiO2. 粘粒表面电荷的形成粘粒表面电荷的形成注意理解：注意理解：等电等电PH值是矿物本身的一种属性，但只有通过值是矿物本身的一种属性，但只有通过介质的介质的pH值才能表现出来。值才能表现出来。粘土矿物的粘粒由硅氧四面体和铝氧八面体组成，四粘土矿物的粘粒由硅氧四面体和铝氧八面体组成，四面体中的面体中的 可被可被 、 置换，八面体中的置换，八面体中的 被被 、 置换，产生过剩负电荷，在晶层表面形置换，产生过剩负电荷，在晶层表面形成永久负电荷。成永久负电荷。同晶替代（同晶置换）同晶替代（同晶置换）4Si3Fe3Al3Al。2Fe2Ca

13、同晶置换产生负电荷的数量取决于晶格中同晶替代的多少，同晶置换产生负电荷的数量取决于晶格中同晶替代的多少，而不受介质而不受介质PH值的影响。值的影响。同晶替代是由粘土矿物构成的粘粒通常带负电荷的原因之一。同晶替代是由粘土矿物构成的粘粒通常带负电荷的原因之一。2. 粘粒表面电荷的形成粘粒表面电荷的形成3. 粘粒的双电层特征粘粒的双电层特征（1）决定电位离子层）决定电位离子层 粘粒通过粘粒通过选择性吸附、表面分子电离、同晶置换选择性吸附、表面分子电离、同晶置换使部分离子使部分离子牢固吸附在其表面而带电，这部分离子称决定电位离子；牢固吸附在其表面而带电，这部分离子称决定电位离子；带电带电粘粒与水作用、

14、与溶液作用粘粒与水作用、与溶液作用（2）反离子层：）反离子层：粘粒带电后，吸引与本身符号相反的离子，粘粒带电后，吸引与本身符号相反的离子，这种离子称反离子。这种离子称反离子。决定电位离子层决定电位离子层双电层双电层反离子层反离子层（同时受两种力作用）（同时受两种力作用） 因为粘土矿物颗粒表面一般带负电荷，围绕土粒形成因为粘土矿物颗粒表面一般带负电荷，围绕土粒形成负电场，土粒周围水溶液中的阳离子（负电场，土粒周围水溶液中的阳离子（Na+ ， Ca2+等）和等）和极性水分子在静电引力和分子引力的共同作用下，被吸附极性水分子在静电引力和分子引力的共同作用下，被吸附在土粒表面。在靠近土粒表面处，静电引

15、力最强，这些阳在土粒表面。在靠近土粒表面处，静电引力最强，这些阳离子和水分子被牢固地吸附在颗粒表面，形成离子和水分子被牢固地吸附在颗粒表面，形成“固定层固定层”，在固定层外围，静电引力比较小，阳离子和水分子的活动在固定层外围，静电引力比较小，阳离子和水分子的活动性比在固定层中大些，直至自由水溶液之间的部分称为性比在固定层中大些，直至自由水溶液之间的部分称为“扩散层扩散层”。 “固定层固定层” 和和“扩散层扩散层”共同组成了共同组成了反离子反离子层（吸附层）层（吸附层）,它构成了土粒表面双电层结构的外层，而土它构成了土粒表面双电层结构的外层，而土颗粒表面的结构负电荷构成双电层结构的内层。颗粒表面

16、的结构负电荷构成双电层结构的内层。3. 粘粒的双电层特征粘粒的双电层特征粘土矿物颗粒表面的双电层结构粘土矿物颗粒表面的双电层结构粘土矿物颗粒表面的双电层结构粘土矿物颗粒表面的双电层结构是由土颗粒表面的是由土颗粒表面的负电荷与吸附层中的阳离子所构成的整体。负电荷与吸附层中的阳离子所构成的整体。3. 粘粒的双电层特征粘粒的双电层特征 内层内层（土颗粒表面的负电荷）（土颗粒表面的负电荷）固定层固定层外层外层（反离子层）（反离子层）（吸附层）（吸附层）扩散层扩散层双电层结构双电层结构思考题：双电层与结合水的关系？思考题：双电层与结合水的关系？在反离子层中的离子实质上是水化离子。粘粒周围的水在反离子层中

17、的离子实质上是水化离子。粘粒周围的水化膜包含着起化膜包含着起主导作用主导作用的的离子离子和作为和作为主体主体的的水分子水分子。从。从起主导作用的离子着眼，称这层为起主导作用的离子着眼，称这层为反离子层反离子层；如果从作；如果从作为主体的水分子着眼，则称为主体的水分子着眼，则称结合水层结合水层。3. 粘粒的双电层特征粘粒的双电层特征3. 粘粒的双电层特征粘粒的双电层特征v 热力电位热力电位 矿物颗粒表面所带负电荷具有的电位与介质矿物颗粒表面所带负电荷具有的电位与介质电位之差。即粘粒表面及其周围正负离子间总的电位差。电位之差。即粘粒表面及其周围正负离子间总的电位差。v 电动电位电动电位固定层外缘所

18、剩余的电位。固定层外缘所剩余的电位。3. 粘粒的双电层特征粘粒的双电层特征电动电位由扩散层离子平电动电位由扩散层离子平衡，故扩散层的厚度与电衡，故扩散层的厚度与电动电位的高低密切相关动电位的高低密切相关（成正比）；电位增高则（成正比）；电位增高则扩散层增厚，反之亦然。扩散层增厚，反之亦然。动电电位动电电位=0，则扩散层，则扩散层消失。消失。胶团：胶团：胶体颗粒与外围的双电层统称为胶团。胶体颗粒与外围的双电层统称为胶团。3. 粘粒的双电层特征粘粒的双电层特征 矿物成分和分散程度的影响矿物成分和分散程度的影响不同矿物颗粒大小、形状不同，颗粒小的片状矿物比表面不同矿物颗粒大小、形状不同，颗粒小的片状

19、矿物比表面积大，与水作用后带电多，热力学电位高，导致电动电位积大，与水作用后带电多，热力学电位高，导致电动电位高，扩散层厚；高，扩散层厚；不同矿物晶格亲水性不同，同晶置换作用程度不同，带永不同矿物晶格亲水性不同，同晶置换作用程度不同，带永久电荷数量不同，同晶替代强的产生负电多，扩散层厚。久电荷数量不同，同晶替代强的产生负电多，扩散层厚。矿物成分决定颗粒带电性质，带电多少。矿物成分决定颗粒带电性质，带电多少。5. 影响粘粒扩散层厚度的因素影响粘粒扩散层厚度的因素 溶液的溶液的PH值值溶液溶液PH值决定粘粒双电层的电位（电荷）性质，从而影响值决定粘粒双电层的电位（电荷）性质，从而影响扩散层厚度。扩

20、散层厚度。例如：次生例如：次生 ，溶液，溶液PH值越大，表面分子带电越多，电值越大，表面分子带电越多，电动电位越高，扩散层越厚。动电位越高，扩散层越厚。游离氧化物、粘土矿物，游离氧化物、粘土矿物，PH值决定带电性质及数量：值决定带电性质及数量：2SiOPH矿物矿物PHie，碱性环境，生成酸性体，带负电；，碱性环境，生成酸性体，带负电；PH矿物矿物PHie，酸性环境，生成碱性体，带正电；，酸性环境，生成碱性体，带正电；PH与矿物与矿物PHie之差越大，带电越多，扩散层越厚。之差越大，带电越多，扩散层越厚。5. 影响粘粒扩散层厚度的因素影响粘粒扩散层厚度的因素 溶液的化学成分（离子成分）溶液的化学

21、成分（离子成分）u对选择吸附带电的矿物，对选择吸附带电的矿物，可被选择吸附的离子越多可被选择吸附的离子越多，带电越多，带电越多， 大，大， 大，扩散层厚。大，扩散层厚。u当当 一定时：一定时： 溶液中溶液中 的离子的离子由低价变成高价，扩散层变薄；由低价变成高价，扩散层变薄；由高价变成低价，扩散层变厚；由高价变成低价，扩散层变厚；同价离子半径小的水化程度高，扩散层增厚；同价离子半径小的水化程度高，扩散层增厚；5. 影响粘粒扩散层厚度的因素影响粘粒扩散层厚度的因素 溶液浓度的影响（离子浓度）溶液浓度的影响（离子浓度） 溶液中反号离子浓度增大，对扩散层中反离子起排斥溶液中反号离子浓度增大，对扩散层

22、中反离子起排斥作用，使部分反离子进入固定层，作用，使部分反离子进入固定层， 变小，扩散层变变小，扩散层变薄。薄。5. 影响粘粒扩散层厚度的因素影响粘粒扩散层厚度的因素 双电层形成以后，当双电层形成以后，当介质中的离子成分和浓度发生变化时介质中的离子成分和浓度发生变化时，自由介质和反离子层中阳离子的原有平衡状态遭到破坏，必然自由介质和反离子层中阳离子的原有平衡状态遭到破坏，必然引起反离子层中阳离子成分相应的改变。引起反离子层中阳离子成分相应的改变。自由介质中的一些阳离子进入反离子层，反离子层中的一些阳自由介质中的一些阳离子进入反离子层，反离子层中的一些阳离子进入自由介质，以达到新的平衡。离子进入

23、自由介质，以达到新的平衡。自由介质和反离子层中同性离子的相互交换，称为自由介质和反离子层中同性离子的相互交换，称为离子交换离子交换。即土粒与水相互作用后表面吸附的离子可以与水溶液中的同号即土粒与水相互作用后表面吸附的离子可以与水溶液中的同号离子相互交换。离子相互交换。1. 土中的离子交换土中的离子交换离子交换的结果离子交换的结果 引起扩散层厚度发生变化，改变土的性质。引起扩散层厚度发生变化，改变土的性质。 用溶液中高价离子置换土粒表面低价离子，使扩散层变薄。用溶液中高价离子置换土粒表面低价离子，使扩散层变薄。交换容量交换容量 用来衡量土的离子交换能力大小的指标，在一定条件下，用来衡量土的离子交

24、换能力大小的指标，在一定条件下，一定量的干土中，所有土粒反离子层中具有交换能力的离子一定量的干土中，所有土粒反离子层中具有交换能力的离子总数，以每百克土粒中所含有的毫摩尔数表示。总数，以每百克土粒中所含有的毫摩尔数表示。实际工程中，往往以交换容量来说明土粒表面带电的数量。实际工程中，往往以交换容量来说明土粒表面带电的数量。1. 土中的离子交换土中的离子交换土的交换容量一般不大于土的交换容量一般不大于100meq/100g 高岭石：高岭石：315meq/100g 伊利石：伊利石：1040meq/100g 蒙脱石：蒙脱石：80150meq/100g 腐殖质腐殖质: 200400meq/100g标准

25、交换容量标准交换容量工程上规定工程上规定PH=6.5，浓度为，浓度为0.05mol/dm3的的 溶液反复溶液反复作用于作用于1kg的干土，测得的交换容量。的干土，测得的交换容量。交换容量大说明土带电多。交换容量大说明土带电多。2BaCl1. 土中的离子交换土中的离子交换离子交换的研究意义：离子交换的研究意义：1. 用来判断土的性质用来判断土的性质 用用Na+ 离子交换容量与总交换容量的比例作为分散土的离子交换容量与总交换容量的比例作为分散土的判别指标。判别指标。2. 用离子交换的方法改良土质（提高强度、防渗材料）用离子交换的方法改良土质（提高强度、防渗材料）工程实践中用三价及二价离子（工程实践

26、中用三价及二价离子（Mg2+、Ca2+ 、 Fe3+ 、Al3+ ）处理粘土，使扩散层中高价阳离子度增加，扩散层变薄，从处理粘土，使扩散层中高价阳离子度增加，扩散层变薄，从而增加了土的强度与稳定性，减少了膨胀性。而增加了土的强度与稳定性，减少了膨胀性。1. 土中的离子交换土中的离子交换 土粒：矿物成分、粒度成分土粒：矿物成分、粒度成分 水溶液：水溶液：PH值，化学成分（离子成分），浓度值，化学成分（离子成分），浓度1.矿物成分和粒度成分矿物成分和粒度成分 颗粒小的片状矿物比表面积大，颗粒小的片状矿物比表面积大，越大，越大，越大，交换容越大，交换容量大；量大；2.水溶液水溶液 溶液溶液PH值与矿

27、物等电值与矿物等电PH值之差越大，值之差越大，越大，越大，越大，越大，扩散层厚，交换容量大；高价离子交换能力强，低价离扩散层厚，交换容量大；高价离子交换能力强，低价离子交换能力弱；同价离子，半径大的交换能力强。子交换能力弱；同价离子，半径大的交换能力强。2. 2. 影响离子交换容量的因素影响离子交换容量的因素相邻粘粒在一定条件下形成集合体的作用称相邻粘粒在一定条件下形成集合体的作用称聚沉作用或絮聚沉作用或絮凝作用凝作用。a. 粘粒具有较大的表面能，总有自动聚结使分散性降低的粘粒具有较大的表面能，总有自动聚结使分散性降低的趋势；趋势；b. 外界因素的影响，往往又使聚沉作用加速。这些因素，外界因素

28、的影响，往往又使聚沉作用加速。这些因素，如电解质的作用、温度、悬浮液的浓度、带不同电性颗粒如电解质的作用、温度、悬浮液的浓度、带不同电性颗粒的相互作用等，其中最重要的是电解质的作用。粘粒形成的相互作用等，其中最重要的是电解质的作用。粘粒形成集合体的作用有电解质聚沉、相互聚沉、干燥聚沉及冻结集合体的作用有电解质聚沉、相互聚沉、干燥聚沉及冻结聚沉几种类型。聚沉几种类型。1. 1. 聚沉作用聚沉作用u电解质聚沉作用电解质聚沉作用发生在同性电荷粘粒之间，通过增加电发生在同性电荷粘粒之间，通过增加电解质浓度或改变其中反离子成分，可促使颗粘聚沉。解质浓度或改变其中反离子成分，可促使颗粘聚沉。 理解：理解：

29、当加入电解质，浓度增大，扩散层压缩，电动电位降低，两当加入电解质，浓度增大，扩散层压缩，电动电位降低，两个颗粒距离接近，当电动电位降到零时，粘粒最易聚沉，可见，电个颗粒距离接近，当电动电位降到零时，粘粒最易聚沉，可见，电解质浓度的增加，可使扩散层厚度变薄，从而使粘粒聚沉。解质浓度的增加，可使扩散层厚度变薄，从而使粘粒聚沉。u悬液中带电符号相反的两种粘粒，可直接相互吸引而形悬液中带电符号相反的两种粘粒，可直接相互吸引而形成集合体，这种作用称成集合体，这种作用称“相互聚沉相互聚沉”。聚沉的程度与两。聚沉的程度与两者含量的比例有关，只有当两者的含量相等，相反电荷者含量的比例有关，只有当两者的含量相等

30、，相反电荷互相抵消，聚沉才最完全。互相抵消，聚沉才最完全。 天然水中加入明矾天然水中加入明矾Al2(OH)3，使水澄清。，使水澄清。1. 1. 聚沉作用聚沉作用u土在干燥过程中，由于蒸发逐渐失去水分，孔隙溶液土在干燥过程中，由于蒸发逐渐失去水分，孔隙溶液的浓度迅速增加，促使土粒的扩散层变薄，产生聚沉的浓度迅速增加，促使土粒的扩散层变薄，产生聚沉现象，称现象，称“干燥聚沉干燥聚沉”。 干燥环境中含有干燥环境中含有Na+的盐土或碱土，潮湿时，遇水分散，湿泞不堪，的盐土或碱土，潮湿时，遇水分散，湿泞不堪，称为称为“假集合体假集合体”。 u在负温的条件下，土孔隙中水溶液开始有一部分发生在负温的条件下，

31、土孔隙中水溶液开始有一部分发生冻结，这样就使末冻结的溶液中离子浓度迅速增高，冻结，这样就使末冻结的溶液中离子浓度迅速增高，使土粒的扩散层变薄，加上冰的压力，促使土粒相互使土粒的扩散层变薄，加上冰的压力，促使土粒相互靠近，因而产生聚沉现象。这种现象称靠近，因而产生聚沉现象。这种现象称“冻结聚沉冻结聚沉”。1. 1. 聚沉作用聚沉作用聚沉作用的意义聚沉作用的意义p在隧洞施工中，经常用到冻结聚沉原理，来暂时凝固在隧洞施工中，经常用到冻结聚沉原理，来暂时凝固松散颗粒完成工作；松散颗粒完成工作；p对对“干燥聚沉干燥聚沉”的研究中，可以防范假集合体在工程的研究中，可以防范假集合体在工程中的应用，避免事故的发生；中的应用，避免事故的发生；p人们常常利用人们常常利用