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（一）土的組成和結構

土是由不同成因的巖石，經各種風化（包括物理風化、化學風化與生物風化）作用后，在不同的地點沉積下來的由礦物顆粒、流體水和氣體三相組成的松散集合體。

1．土的固相

土的固體顆粒是決定土的工程性質的主要成分。

巖石經物理風化破碎而形成的礦物叫原生礦物，其成分與原巖礦物相同，顆粒較大；

巖石經化學風化改變了其原來的成分 ，形成一種顆粒很細的新礦物，叫次生礦物，以黏土礦物為主 。

工程上按照顆粒大小、工程性質相近劃分為6大粒組：

隨著顆粒大小的變化，土具有完全不同的性質 。 如粗顆粒的卵石、礫石具有很大的透水性，完全沒有黏性，而細顆粒的黏粒則具有黏性，透水性極小，常稱為不透水性土。

《土的工程分類標準》 （GB/T 50145-2007)

黏粒主要成分是原巖經化學風化而成的黏土礦物，常見的黏土礦物有高嶺石、伊利石和蒙脫石。黏土顆粒具有呈片（針）狀、極細小、比表面積大、帶負電荷等特性，使土具有可塑性、黏性、膨脹性、收縮性和觸變性。

2．土的液相

土的液相指固體顆粒之間的水，分為結合水和自由水兩大類 。 

3．土的氣相

存在于土中的氣體可分為兩種基本類型：一種是與大氣連通的氣體，另 一種是與大氣不連通的以氣泡形式存在的封閉氣體。

4．土的結構

土的結構是在生成過程中自然形成的。

它與土粒的礦物成分、顆粒形狀和沉積條件有關。

通常土的結構可歸納為三種基本類型，即單粒結構、蜂窩結構和絮凝結構

（二）土的物理力學性質指標

3．土的物理狀態

1）砂土的密實狀態

砂土的孔隙比是確定土體密實狀態的簡便指標，孔隙比越大則土體中的孔隙體積越大，土體越松 。

常用相對密度Dr，判定砂土的密實度。相對密度表示砂土的密實狀態，可綜合反映土粒級配、形狀和結構等因素的影響。

emax為砂土在最疏松狀態的孔隙比，即最大孔隙比 emin為砂土在最緊密狀態的孔隙比，即最小孔隙比。e為砂土在天然狀態的孔隙比。

工程中常采用現場標準貫入試驗（SPT）所獲得的標準貫入擊數N63.5來判定砂土的密實度。標準貫入擊數是采用標準質量為63.5KG的擊錘，落距為76cm，擊人土層中的深度為30cm時所需的錘擊數量。

表1-1-2砂土的密實度

2）黏性土的稠度狀態

圖1-1-2黏性土的稠度狀態及界限含水率

土體從一種狀態過渡到另一種狀態的分界含水率稱為界限含水率。

土體液態和可塑態的界限含水率稱為液限，以ωL表示；

土體的可塑態與半固態的分界含水率稱為塑限，以ωP表示；

土體的固態與半固態的分界含水率稱為縮限，以ωs表示。

（2） 塑性指數和液性指數。

土體液限和塑限的差值稱為塑性指數，以I_p表示：

液性指數是判別黏性土的軟硬程度，即稠度狀態的指標，也稱稠度，以I_L表示

4．土的抗剪強度

土的抗剪強度指土體對于外荷載所產生的剪應力的極限抵抗能力。

無黏性土，抗剪強度：

（三）土的分類

1．碎石土

粒徑大于2mm的顆粒質量超過總質量的50%，則該土屬于碎石土。

2．砂土

粒徑大于2mm的顆粒質量不超過總質量的50%，粒徑大于 0.075 mm 的顆粒質量超過總質量的50%，則該土屬于砂土。

3．粉土

粒徑大于0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%，且土的塑性指數小于或等于10，則該土屬于粉土 。

4．黏性土

塑性指數大于10的土屬于黏性土。

表1-1-6  黏性土的分類 

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