單粒結構

單粒結構是由於粗大的土粒在水中或空氣中下沉而形成，單粒結構土顆粒之間有相應的空間位置。土粒在空間的相互位置和土粒的粒度和形狀決定單粒結構的土顆粒密度。單粒結構土具有碎石土和砂石的結構特徵，顯著特點是土粒間沒有聯結存在，或聯結非常微弱，可以忽略不計。在荷載作用下，特別在振動荷載作用下疏鬆狀態的單粒結構會趨向密實，土粒也會向更穩定的位置移動，同時也產生較大的變形；密實狀態的單粒結構在剪應力作用下會發生剪脹，即體積膨脹，使土密度變松。礦物成分、顆粒形狀、粒度成分等等一系列的因素決定了單粒結構的不同的緊密程度。一般來講最為疏鬆的是砂土，主要由片狀礦物顆粒組成；而顆粒渾圓的土比稜角狀的土更加得容易趨向於密實。常見於顆粒較粗的粉土和無粘性土中。例如，僅僅由砂構成的海濱土壤或由鈉質粘粒構成的土壤，置於水中后立即分散為單粒。雨滴的衝擊、耕作和有機質的分解消失，一般都可促進土壤結構向單粒化方向發展。

土在地質歷史的一百萬年內，由於屬於第四級堆積。土的形成主要是由於位於地殼表面的岩石在長時間內被風化、被水沖刷、經冰凍和溶化等等這一系列的地表物質運動的作用而逐漸生成，土的生成條件和地質年代不同，天然土的三相物質和土的成分也各不相同，而其三相物質相互關係也各不相同。同一種土，重塑土樣和原狀土樣的力學性質有也存在著很大的差別。土中三態( 固、液、氣) 之間的堆積方式和相互作用的不同成就了不同的土的特性，由此可見，土的性質取決於土的結構和聯結。一般來講，按照土的密度和質量的不同，有三種不同類型的土的結構，分別為單粒、絮狀、蜂窩三種基本類型。三種類型分別體現了土體的物理性質和狀態。

所謂蜂窩結構主要是由粉粒或細砂粒組成的土的結構。蜂窩結構的土有較大的孔隙，但藉助其粒間聯結，可承擔一般的靜荷載。蜂窩結構的土顆粒直徑很小，當土粒下沉時, 遇到已沉積的土粒時，它們之間的相互引力大於其重力，土粒不會繼續下沉而停留在接觸點上。從而土粒鏈成了具有很大孔隙的蜂窩結構。

碎石土理論上是一種混合土，其分類是一個複雜的問題，往往由於分類不當而造成錯誤的評價。例如：對於含多量碎石的混合土，若將其作為土看待，過低的估計了這種混合土的承載力，造成了資源浪費；反之，若將他作為碎石看待，又過高的估計了其承載力，而造成潛在的不安全。所以應根據其組成材料的不同，呈現的性質不同，慎重對待。將大於38mm碎石顆粒含量超過30%的土稱為碎石土，可將其分為密實型和空隙型2種：1、密實型：大於38mm顆粒含量為3%~50%的碎石土；2、空隙型：大於38mm顆粒含量為大於50%的碎石土。

碎石土透氣性好，在壓縮過程中土體排水固結速度快，達到壓縮穩定所需的時間短，以便壓實。並且在壓實后在自重應力和荷載作用下，產生沉陷變形小。由於碎石土顆粒搭配適當，大顆粒形成穩定骨架而次級顆粒填充大顆粒的空隙，因此不僅密實，而且土體結構穩定，承載能力大，沉陷變形小。碎石土能形成嵌鎖骨架結構，土體抗剪強度高，承載能力大，沉陷變形小，但若級配不好，則會影響密實度。對碎石土可預先壓縮以降低沉陷量，預先壓縮的效果不僅取決於壓實功能而且取決於含水狀態、壓縮方法和壓縮時間。壓縮變形主要是塑性變形，延長壓縮時間可以提高壓縮效果，但在施工過程中，不可壓縮時間過長，要加快固結速度必須盡量減少碎石土中粘土的含量。