內聚力[物理學概念]

基本概念

粘聚力，又叫內聚力，是在同種物質內部相鄰各部分之間的相互吸引力，這種相互吸引力是同種物質分子之間存在分子力的表現。在有效應力情況下，將總抗剪強度扣除摩擦強度，即得到粘聚力。從另一角度看，粘聚力是破壞面沒有任何正應力作用下的抗剪強度。

只有在各分子十分接近時（小於10e-6厘米）才顯示出來。粘聚力能使物質聚集成液體或固體，特別是在與固體接觸的液體附著層中，由於粘聚力與附著力相對大小的不同，致使液體浸潤固體或不浸潤固體。

精確測定

由於大多數強度包線都不是線性的，通過外延直線段找其截距確定粘聚力往往是不精確的，而在很多情況下，在很低圍壓下，甚至無圍壓（無正應力）的剪下試驗很難準確地確定粘聚力。所以土的純粹的粘聚力在數值上是很難精確確定的。

種類

土在外力作用下，抵抗剪下滑動的極限強度稱為抗剪強度，土的抗剪強度可以認為是由顆粒間的內摩阻力以及由膠結物和束縛水膜的分子引力所造成的粘聚力所組成。 土的顆粒間存在著相互作用力，其中粘土顆粒-水-電系統間的相互作用是最普遍的，顆粒間的相互作用可能是吸引力，也可能是排斥力。土的粘聚力是由於土顆粒間的引力和斥力的綜合作用。粘土中的引力主要包括以下幾種：

靜電引力

它包括庫侖力和離子-靜電力。由於粘土礦物顆粒是片狀的，在平面部分帶負電荷，而兩邊邊角處帶正電荷，邊和面接觸則會相互吸引。另外，由於粘土顆粒帶負電，在水溶液中會吸收陽離子，兩相鄰顆粒靠近時，雙電層重疊，形成公共結合水膜，通過陽離子將兩顆粒相互吸引。

范德華力

范德華力是分子間的引力。物質的極化分子與相鄰的另一極化分子間可通過相反的偶極吸引，當極化分子與非極化分子接近時，也可能誘發後者，而與其反號的偶極相吸引。

顆粒間的膠結

粘土顆粒間可以被膠結物所粘結，它是一種化學鍵。顆粒間的膠結包括碳、矽、鉛、鐵的氧化物和有機混合物。這些膠結材料可能來源於土料本身，亦即在礦物的溶解和重吸收過程中生成，也可能來源於土中水溶液。由膠結物形成的粘聚力可達到幾百千帕，這種膠結不僅對於粘土，而且對於砂土也會產生一定的粘聚力，即使含量很小，也明顯地改變了土的應力應變關係和強度包線。

顆粒間接觸點的化合價鍵

當正常固結土在固結後再卸載而成為超固結土時，其抗剪強度並沒有隨有效正應力的減小而按比例減小，而是保留了很大部分的強度。這是由於在這個過程中孔隙比減小，顆粒間接觸點形成了初始的化合鍵，這種化合鍵主要包括離子鍵、共價鍵和金屬鍵，其鍵能很高。

表觀粘聚力

這種粘聚力並非來源於粘土顆粒間的膠結和化合鍵，實際上是摩擦強度表現為粘聚力。包括在非飽和土中吸力引起的強度和粗粒土中咬合表現的強度。