土的性质及工程分类
土层的工程分类及性质
土层
的工程分类及性质
一、土的工程分类
在建筑施工中，按照开挖的难易程度，土可分为八类：一类土（松软土）、二类土（普通土）、三类土（坚土）、四类土（砂砾坚土）、五类土（软石）、六类土（次坚石）、七类土（坚石）、八类土（特坚石）。一至四类为土，五至八类为岩石。
二、土的工程性质
1、土的密度
（1）土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。
（2）土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度。注：土的干密度越大，表示土越密实。工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。
2、土的含水量
土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。注：土的干湿程度用含水量表示。5%以下称干土、5%—30%称潮湿土、30%以上称湿土。含水量越大，土就越湿，对施工越不利。
3、土的可松性
自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，其体积仍不能恢复原状，这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示。
4、土的渗透性
土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用表示，单位为。注：土的渗透性大小取决于不同的土质。地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关。
下面来介绍一下，岩石风化。一般情况下，岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。但由于岩体中岩性并不均一，且有断裂存在，所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。岩体风化厚度一般为数米至数十米，沿断裂破碎带和易风化岩层，可形成风化较剧的岩层。断层交会处还可形成风化囊。在这两种情况下深度可超过百米。岩体风化分为：①物理风化，如气温变化使岩石胀缩导致破裂等；②化学风化，如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿；③生物风化，如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构、地质构造、气候条件、地形条件、人类活动的影响等。
第二章土的工程性质及分类
For personal use only in study and research; not for commercial use
第二章土的性质及工程分类
土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。
土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。
由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。
本章主要介绍
土的组成及土的结构
土的物理性质指标
无粘性土的密实度
粘性土的物理特性
土的渗透性及渗流
土的动力特性
地基(岩)土的工程分类
2.1概述
土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。
在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。
2.2土的三相组成及土的结构
2.2.1 土的组成
一、土的固体颗粒
土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。
2.2.1.1土的矿物成分
矿物成分分为原生矿物、次生矿物
2.2.1.2土粒粒组
自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质也相应地发生变化。例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形）土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。
土的工程分类及性质
土的工程分类及性质
一，土的分类
根据土的开挖难易程度将土分为八类，前四类为一般土，即可人工也可机械，后四类为岩石，必须用爆破等施工方式。 二，土的工程性质
土的工程性质可用一些物理量来表示。
1）土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比。 s w
m m W =
含水量影响边坡稳定和填土压实，含水量在25%以上，机械开挖 是行车困难，容易陷车。
应用：最佳含水量可使填土获得最大密实度的含水量。
2）土的密度
天然密度：土在天然状态下单位体积的质量。
V
m = 干密度：单位体积土中固体颗粒的质量。
V
m s d = 土的质量密度影响土的承载力、土压力和边坡的稳定性。 应用：检测填土压实质量的控制指标。
3）土的渗透性：水在土体中渗流的性能，一般用渗透系数K 表示。 渗透系数K ：在水力坡度（L h I ∆=)为1的渗流作用下，水在土
中渗出的速度(KI v =)
土的渗透系数与土的颗粒级配、密实程度有关。
应用：选择降低水位方法、回填土。
4）土的可松性：自然状态下的土经开挖后，内部组织破坏，其体积 因松散而增加，以后虽经回填压实仍不能恢复其原来体积的性质。 一般用可松性系数表示。
最初可松性系数：土经开挖后的松散体积与原自然状态体积之比。 原
松散V V K S = 最后可松性系数：土经回填压实后的体积与原自然状态体积之比。 原
压实V V K S =' 土的可松性对土方开挖、运输、场地平整、土方量的平衡调度、 土方存放、挖土回填、留回填松土等均有很大影响。
土的工程分类及各类型土的工程性质
16
14
解：土在分类和定名时，应根据颗粒级配 由大到小以最先符合者确定。土样中 >2mm的颗粒含量为8%+22%=30%，超过 了25%，但不到50%，因此，该土样应定 名为砾砂土。
例2：某土样，经筛析试验，得到各粒组含量的 百分比为：
粒径mm
5~2
wk.baidu.com
2~0.5
0.5~0. 25
0.25~0.0 75
• （划分依据：塑性指数由相应于76g圆锥液限仪 沉入土中深度为10mm时测定的液限计算而得）。
5 土的工程分类及各类型土的工 程地质性质
5.1 土的工程分类 5.2 不同成因类型土的工程地质特性 5.3 特殊土的工程地质特性
土的成因类型：
残积土Qel 坡积土Qdl 洪积土Qpl 冲积土Qal 湖积土Ql 海积土Qm 冰积及冰水沉积土Qgl 风积土Qeol
<0.075
质量百分 比%
10
23
27
16
24
解：土样中，粒径>2mm的颗粒占10%，不足 25%，不能定为砾砂土；>0.5mm的颗粒占 10%+23%=33%，也不足50%，不能定为粗砂 土；>0.25mm的颗粒占10+23+27=60%，超过 了50%，该土样应定为中砂土。
• （3）细粒类土的工程分类 • 塑性指数Ip>10的土定为黏性土，而Ip10且粒径 大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%的 土定为粉土（过去称为亚砂土）； • 黏性土中，Ip大于10且小于或等于17的土定为粉 质黏土(过去称为亚黏土)，Ip>17的土为黏土。
土的性质及工程分类
⼟的性质及⼯程分类
第1章⼟的性质及⼯程分类
本章学习⽬标
●了解⼟的三相组成和⼟的结构对⼟⼯程性质的影响。
●了解⼟的渗透性。
●掌握⼟的物理性质指标和物理状态指标，能进⾏⼟的⼯程分类。
1.1 ⼟的三相组成与结构
⼟是由岩⽯经风化(物理风化、化学风化、⽣物风化)⽣成的松散堆积物。它的物质成分包括构成⼟⾻架的固体颗粒及填充在孔隙中的⽔和⽓体。⼀般情况下，⼟是由固体颗粒(固相)、⽔(液相)和⽓体(⽓相)所组成的，故称为三相体系。但在特殊条件下，⼟可能由⼆相组成，如⼲⼟(固体+⽓体)和饱和⼟(固体+液体)。⼟中的三相⽐例不同，⼟的物理状态和⼯程性质也随之各异。因此，要研究⼟的⼯程性质就必须了解⼟的组成与结构。
1.1.1 ⼟的固体颗粒
⼟的固体颗粒是⼟的三相组成中的⾻架，是决定⼟的⼯程性质的主要因素。它的矿物成分、颗粒⼤⼩、形状与级配是影响⼟的物理性质的重要因素。
1. ⼟的矿物成分
⼟粒中的矿物成分分为以下两类。
1) 原⽣矿物
由岩⽯经物理风化⽽成，其成分与母岩相同，这种矿物称为原⽣矿物。常见的原⽣矿物有⽯英、长⽯、云母等，它们的性质较稳定。碎⽯⼟和砂⼟主要由原⽣矿物组成。
2) 次⽣矿物
⽔溶液、⼤⽓及有机物的化学作⽤或⽣物化学作⽤不仅破坏了岩⽯的结构，⽽且使其⽣成⼀种很细⼩的新的矿物，这种矿物称为次⽣矿物，其主要是黏⼟矿物。常见的黏⼟矿物有蒙脱⽯、伊利⽯和⾼岭⽯三种。由于黏⼟矿物颗粒很细(粒径
d<0.005mm)，颗粒的⽐表⾯积(单位体积或单位质量的颗粒的总表⾯积)很⼤，所以颗粒表⾯具有很强的与⽔作⽤的能⼒。⼟中含黏⼟矿物越多，则⼟的黏性、塑性和膨胀性也越⼤。
第1章土的性质及工程分类
砾石
0.075
粗粒
砂粒 粉粒
细粒
粘粒 胶粒
d
(mm) 60
粗 中
20 5
细 粗
2
中 细
0.075 0.005 0.002
0.5 0.25
粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称 无粘性土。
细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称 粘性土。
固体颗粒 - 颗粒大小
土粒大小分析方法 Analysis methods of grain size
1.1.1土的固体颗粒（固相）
土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况 ，是决定土的物理力学性质的重要因素。
原生矿物：岩浆在喷出后，经冷凝过程形成的矿物。 次生矿物 ：原生矿物经过化学风化后，形成的新的矿物。
原生矿物 - 石英、长石、云母等
矿物质
无定形氧化物胶体
次生矿物 可溶盐 粘土矿物
具有和原生矿物很不相同的特性 对粘土性质的影响很大
• 坡积土是高处的风化碎屑物在雨、雪水或本身重力的作用下搬运而成 的山坡堆 积物。
• (3)洪积土(图1.3)
图1.1 残积土 图1.2 坡积土
图1.3 洪积土
• 洪积土是指在山区或高地由暂时性水流(山洪急流)作用，将大量的残 积物、坡积物搬运堆积在山谷中或山前平原上的堆积物。
• (4)冲积土(图1.4)
第四章土的工程性质与分类
是不工均程匀上的把，C即u级＜配5的良上好看的作。是均匀的；Cu＞10的土则
曲率系数（Cc）：
用于来说明累积曲线的弯曲情况，从而分析评述 土粒度成分的组合特征：
Cc = d302/d10 · d６0 30％式的中粒d径10值，。d60的意义同上，d30为相应累积含量为 3的土C，c值累在积1～曲3线之都间明的显土弯级曲配（较凹好面。朝C下c值或小朝于上1）或而大呈于 阶梯状，粒度成分不连续，主要由大颗粒和小颗粒组 成，缺少中间颗粒。
（2）以成因、地质年代为基础的原则。 土的工程性质受土的成因（包括形成环境） 与形成年代控制。
（3）分类指标便于测定的原则，即采用 的分类指标，要既能综合反映土的基本工程 特性，又要测定方法简便。
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第四章土的工程性质与分类
3. 我国土的工程分类
（1）土按堆积年代可划分
老堆积土：第四纪晚更新世Q3及其以前堆 积的土层，一般呈超固结状态，具有较高的结 构强度；
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第四章土的工程性质与分类
7. 土的矿物成分
根据组成土的固体颗粒的矿物成分的性质 及其对土的工程性质影响不同，分为以下四大 类别：
（1）原生矿物； （2）不溶于水的次生矿物（以粘土矿物和 硅、铝氧化物为主）； （3）可溶盐类及易分解的矿物； （4）有机质。
工程地质学-第四章土
新疆天山脚下洪积扇
洪积土的工程性质：
分选性较好，离山前 较近的洪积土颗粒粗，地 下水位埋藏深，具有较高 的承载力，压缩性低，是 工民建的良好地基。
离山较远的地带，洪 积土的颗粒细，透水性不 好，土质弱，承载力低， 作为建筑物地基时应慎重 对待。
山前洪积扇剖面图
4
4 河流沉积--冲积土(alluvium)： 河流搬运作用方式：
筛分法:用一套孔径不同的筛子， 按从上至下筛孔逐渐减小放置。 将事先称过质量的烘干土样过筛， 称出留在各筛上的土质量，然后 计算其占总土粒质量的百分数
土粒粒组的划分
粒组名称
粒径范围
一般特征
漂石、块石颗粒 卵石、碎石颗粒
＞200 200～20
透水性很大，无粘性，无毛细水
粗 圆砾、角砾颗粒 中
细
20～10 10～5 5～2
• 排列致密，密度>1g/cm3 • 冰点处于零下几十度 • 完全不能移动，具有固体的特性 • 温度略高于100°C时可蒸发 - 弱结合水： • 受电场引力作用，为粘滞水膜 • 外力作用下可以移动 • 不因重力而流动，有粘滞性
2）自由水
自由水：不受颗粒电场引力作用的孔隙水，细分为：
毛细水：由于土体孔隙的毛细作用升至自由水面以 上的水。 重力水：自由水面以下的孔隙自由水，在重力作用 下可在土 中自由流动
土层的工程分类及性质
土层
的工程分类及性质
一、土的工程分类
在建筑施工中，按照开挖的难易程度，土可分为八类：一类土（松软
土）、二类土（普通土）、三类土（坚土）、四类土（砂砾坚土）、五类土（软石）、六类土（次坚石）、七类土（坚石）、八类土（特坚石）。一至四类为
土，五至八类为岩石。
二、土的工程性质
1、土的密度
（1）土的天然密度土在天然状态下单位体积的质量，称为土的天然密度。
（2）土的干密度单位体积中土的固体颗粒的质量称为土的干密度。注: 土的干密度越大，表示土越密实。工程上把土的干密度作为评定土体密实程度的标准，以控制基坑底压实及填土工程的压实质量。
2、土的含水量
土的含水量是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。注：
土的干湿程度用含水量表示。5%以下称干土、5% —30%称潮湿土、30% 以上称湿土。含水量越大，土就越湿，对施工越不利。
3、土的可松性
自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增大，以后虽经回填压实，其体积仍不能恢复原状，这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示。
4、土的渗透性土的渗透性指水流通过土中孔隙的难易程度，水在单位时间内穿透土层的能力称为渗透系数，用表示，单位为。注：土的渗透性大小取决于不同的土质。地下水的流动以及在土中的渗透速度都与土的渗透性有关。
下面来介绍一下，岩石风化。一般情况下，岩体的风化程度呈现出由表及里逐渐减弱的规律。但由于岩体中岩性并不均一，且有断裂存在，所以岩体风化的情况并不一定完全符合一般规律。岩体风化厚度一般为数米至数十米，沿断裂破碎带和易风化岩层，可形成风化较剧的岩层。断层交会处还可形成风化囊。在这两种情况下深度可超过百米。岩体风化分为：①物理风化，如气温变化使岩石胀缩导致破裂等；②化学风化，如低价铁的黄铁矿在水参与下变为高价铁的褐铁矿；③生物风化，如植物根系可使岩石的裂隙扩张等。岩体风化的速度和程度取决于岩石的性质和结构、地质构造、气候条件、地形条件、人类活动的影响等。
土的工程性质与分类
目录
• 土的物理性质 • 土的力学性质 • 土的工程分类 • 土的工程应用 • 土的工程问题与对策
01 土的物理性质
密度
总结词
密度是土的质量与其体积的比值，反映了土的紧密程度。
详细描述
密度的大小受到土的矿物成分、含水量、孔隙比等因素的影 响。一般来说，密度越大，土越紧密；密度越小，土越松散 。密度是土的基本物理性质之一，对土的工程性质有着重要 影响。
塑性指数
总结词
塑性指数是粘性土处于可塑状态时含有 的自由水，反映了粘性土的可塑性程度 。
VS
详细描述
塑性指数是粘性土的重要物理性质之一， 对于粘性土的分类和工程性质评价具有重 要意义。塑性指数越大，粘性土的可塑性 越好；塑性指数越小，粘性土的可塑性越 差。在工程实践中，塑性指数是评价粘性 土的工程性质的重要指标之一。
02 土的力学性质
压缩性
01 压缩性是指土在压力作用下体积减小的性 质。
02
压缩系数是表示土的压缩性的主要参数， பைடு நூலகம்值越大，土的压缩性越高。
03
土的压缩性主要与土的颗粒组成、孔隙比、 含水量等因素有关。
04
压缩性对土的工程性质有重要影响，如地 基沉降、土压力计算等。
抗剪强度
抗剪强度是指土抵抗剪切 破坏的能力。
详细描述
孔隙比的大小决定了土的松散程度和压缩性。孔隙比越大，土越松散；孔隙比 越小，土越紧密。在工程实践中，孔隙比是评价土的工程性质的重要指标之一， 对于土的稳定性和沉降计算具有重要意义。
土的性质及工程分类
疏松状态： 在荷载作用下，特别是
在震动荷载作用下会使土粒 移向更稳定的位置而更加密 实，同时产生较大的变形
密实状态： 比较稳定，力学性质好，粗
砂土如砂土、砾石等土类的结 构特征
34
粉 土：蜂窝结构
土粒下沉过程中，接触点引力大于下沉土粒 重量形成链环状单元，很多这样的链环状单 元联接起来，便形成孔隙较大的蜂窝状结构， 蜂窝状结构常在粉土、粘土类中遇到
自由水
28
4.土的冻胀
冻胀：当大气负温传入土中时，土中的自由水首先
结合
冻结成冰晶体，随着气温的继续下降，
水的最外层也开始冻结，使冰晶体逐渐 扩
水膜
大；另一方面，结合水膜的减薄，使得
中的离子浓度增加，土粒就产生了渗透 压
水分
力。在这两种引力作用下，未冻结区的
（弱结合水和自由水）就会不断地向冻结区迁 29
运积土： Transported soil
经流水、风和冰川等动力搬运离开产地的堆积物。 可分为
4
河流沉积土
水冲积形成的，上游颗粒粗，下游颗粒细，故： 上游：强透水，引起渗漏和渗透变形问题 下游：地基土的高压缩性和低强度引起的基础沉 降和稳定问题，同时要考虑渗透变形问题
5
黄土
风积土
典型特点：湿陷性，所谓湿陷性指黄土未浸水时， 含水率低，一般10%左右，仍能维持陡壁或承受 较大的建筑物荷载，可一旦湿水，其胶结强度会 迅速降低，会在自重或建筑物荷载下剧烈下沉， 黄土的这种性质称为湿陷性。
土的物理性质和工程分类
定义：人类活动堆填形成的各类土 分类依据：按组成物质和堆积年代 定名
按组成和成因 素填土 压实填土 杂填土 冲填土
按堆积年代 老填土：粘性土超过10年；粉土超过5年 新填土：粘性土小于10年；粉土小于5年
工程性质：不良，强度低，压缩性大，不均 匀。压实填土相对较好，杂填土最差。
特殊性质的土
圆形及亚圆形为主
棱角形为主
粒径d＞2 mm的颗粒含量超过全重的50％
工程性质
密实碎石土：骨架颗粒含量＞70％，交错排列，连 续接触
中密碎石土：骨架颗粒含量＝60％～70％，交错排 列，大部分接触
稍密碎石土：骨架颗粒含量＝55％～60％，排列混 乱，大部分不接触
松散碎石土：骨架颗粒含量＜55％，排列十分混乱， 绝大部分不接触
砂土
定义：粒径d＞2 mm的颗粒含量不超过全重 50％，且d ＞0.075 mm的颗粒含量超过全重 50％的土
分类依据：粒径级配、各粒组含量
定名
表2.5 砂土的分类
土的名称
粒组含量
砾砂 粗砂 中砂 细砂 粉砂
粒径d＞2 mm的颗粒占总质量的25％～50％ 粒径d＞0.5 mm的颗粒超过总质量的50％ 粒径d＞0.25 mm的颗粒超过总质量的50％ 粒径d＞0.075 mm的颗粒超过总质量的85％ 粒径d＞0.075 mm的颗粒超过总质量的50％
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（2）比重计法
利用大小不同的土粒在水中的沉降速度不同来 确定小于某粒径的土粒含量
土的性质及工程分类
❖ 2.2.2土中的水和气
1.土中水的存在形态
固态水：存在于体 矿格 物架 晶内部或参构 与造 矿的 物水， 属于矿物颗粒的。 一部分 土中的水 液 气态 态水 水 自 结： 由 合土 水 (水 与中 （ 普气 受 通 分 的 电 水一 分 无部 力 毛 重 子 异吸 细 力 吸 ）附 水 水 引 :存于 ：在土 存地粒 在下表 地水 ） 以 面 下 弱 强 位 上 的 水 结 结 以水 位 合 合 下水 水
d 60 d 10
连续级配土，Cu＜5的土视
为级配不良的土； Cu＞5的 土视为级配良好的土
曲率系数Cc 描述颗粒级配曲线整体形态
Cc
d
2 30
d10 d 60
不连续级配土，同时满足 Cu≥5和Cc=1～3时，为良 好级配土
d10、d30、d60为小于某粒径的土粒含量为10%、 30%和 60%时所对应的粒径 土的性质及工程分类
疏松状态
(2)蜂窝结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大
于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链 环联结起来，形成孔隙较大的蜂窝状结构
蜂窝结构
絮状结构
3.絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，
在水中处于悬浮状态。当悬液介质发生变化时，土粒表
面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物
下沉，形成孔隙较大的土的絮性质状及工结程分构类
❖ 2土的构造
土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特 征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造， 二者都造成了土的不均匀性
（1）层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉
积的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出 成层特征
（2)裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割,
2.2.1 土的固体颗粒（固相）
土的固体颗粒是土的三相组成中的主体，是 决定土的工程性质的主要成分 1 .土粒的矿物成分
(1)原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成
分与母岩相同,石英、云母、长石等
特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具
有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点
土的性质及工程分类
(2)次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，
其成分与母岩不相同,高岭石、伊利石、蒙脱石等
特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水
易膨胀的特点
2. 土粒粒组
（1）粒度、粒组、界限粒径的概念
（2）土粒粒组的划分
0.005 0.075
2
60
200
粘粒 粉粒
细粒
砂粒
圆粒
粗粒
碎石 块石
巨粒
土的性质及工程分类
3土的颗粒级配
（1）土的颗粒级配 工程上将各种不同的土粒按其粒径划分为若干粒
2 土的性质及工程分类
2.1 概述 2.2 土的三相组成与土的结构 2.3 土的物理性质指标 2.4 无粘性土的密实度 2.5 粘性土的物理特性 2.6 土的渗透及渗流 2.7 土的动力特性 2.8 土(岩)的工程分类
土的性质及工程分类
2.1 概述 2.1.1土的物理性质概述
风化（物理、
搬运
化学）作用
在裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物
土的性质及工程分类
2.3 土的物理性质指标
❖ 2.3.1土的三相图及指标定义
质量m 气
体积V
Vw Va Vv
mw
水
m
Vs V
ms
土粒
1 三个基本试验指标 （1）土的密度ρ：单位体积土的质量
m ms mw
V土的性V质s 及V工w程分V类a
岩石
沉积
岩石破碎 化 学成分改变
大小、形状和 成分都不相同 的松散颗粒集 合体（土）
固相 土 液相
气相
土中颗粒的大小、成分及三相 之间的相互作用和比例关系， 反映出土的不同性质
土的性质及工程分类
土中气体 （气相）
固体矿物颗粒 （固相）
土中水 （液相）
土的三相组成
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2.2 土的三相组成及其结构
组，土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总 量的百分数），称为土的颗粒级配
(2)颗粒粒径级配曲线 纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标 表示土粒的粒径(对数坐标）的曲线。
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土的颗粒级配曲线
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（3）颗粒级配的描述 不均匀系数Cu 描述颗粒级配的不均匀程度
Cu
粒向正极移动，工程上利用这一特性进行电渗排水。 （2）双电层与扩散层的概念 （3）影响扩散层的因素
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4 土的冻胀
（1） 土的冻胀现象及其危害
（2）影响冻胀的因素
①土的因素
冻胀现象通常发生在细粒土中，粉砂、粉土、粉 质粘土和粉质亚砂土冻胀明显
②水的因素
有水源补给时冻胀现象明显
③温度因素
气温下降缓慢，强度小，负温持续时间常，冻胀
明显。
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2.2.3土的结构和构造
1 土的结构：土粒的大小、形状、相互排列及连接关系 等特征。
（1）单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下
沉落形成的单粒结构.
特点:土粒间点与点接触。根据形成条件不同，可分为疏松 状态和密实状态
密实状态
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对土的性质影响不大
（2）封闭气体：受外荷作用Baidu Nhomakorabea不能逸出，被压
缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土 的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性 增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时
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3 粘土颗粒与水的相互作用
（1）粘土颗粒表面的带电现象 粘土颗粒表面带有负电荷，在直流电的作用下土颗
4 颗粒分析试验 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm
试验方法 比重计法:适用于d＜0.075mm
（1）筛分法 用一套孔径不同的标准筛，按从上至下筛孔逐 渐减小放置。将风干的试样土倒进筛内然后摇 振，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占 总土粒质量的百分数
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筛分法（土的d性>质及0工.0程7分5类mm的土）
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强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、 几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所 受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱，是塑性 性有可塑性的原因。
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❖ 2土中气体
土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部 分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气 不连通的封闭气体 （1）非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，