1-土的组成与三相指标

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土的物理性质指标

第一章土的物理性质及工程分类第一节土的组成与结构一、土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相） ⑴ 固相：土颗粒—构成土的骨架决定土的性质—大小、形状、成分、组成、排列 ⑵ 液相：水和溶解于水中物质⑶ 气相：空气及其他气体（1）干土=固体+气体（二相）（2）湿土=固体+液体+气体（三相）（3）饱和土=固体+液体（二相）二、土的固相（一）、土的矿物成分和土中的有机质。

土粒的矿物成分不同、粗细不同、形状不同、土的性质也不同矿物成分取决于（1）成土母岩的成分（2）所经受的风化作用①物理风化——原生矿物（化学成分无变化） ②化学风化——次生胯矿物（化学成分变化）次生矿物（1）三大黏土矿物①高岭石（土）②伊利石（土）③蒙脱石（土）（2）水溶盐①难溶：CaCO 3②中溶：石膏 CaSO4.2H2O③易溶：NaCl kcl CaCl2 K Na 的 SoO42- CO 32- 2.各粒组中所含的主要矿物成分土颗粒据粒组范围划分不同的粒组名称石英、长石——砾石、砂的主要矿物成分——性质稳定、强度高云母——薄片状——强度低、压缩性大、易变形粘土矿物——亲水性、粘聚性、可塑性、膨胀性、收缩性（1）蒙脱石——透水性小多个晶体层——结构不稳定、颗粒最小、亲水性（2）伊利石——介于两者之间，较接近蒙脱石（3）高岭石——颗粒相对较大——亲水性较弱晶体结构较稳定ρd 粘土中的水溶盐3.土中的有机质——亲水性强，压缩性大，强度低（二）土的粒组划分（三）土的颗粒级配1．颗粒大小分析试验——颗分试验方法（1）筛分法：适用60—0.075mm 的粗粒土（2）密度计法：适用小于0.075mm 的细粒土2．颗粒级配曲线——半对数坐标系3．级配良好与否的判别（一）定性判别（1）坡度渐变——大小连续——连续级配（级配曲线）（2）水平段（台阶）——缺乏某些粒径——不连续级配（4）曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好（5）曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良（二）定量判别（1）不均匀系数 1060d d C u（2）曲率系数1060230d d d C c = +图 103060d d d 分别表示级配曲线上纵坐标为60% 30% 10%时对应粒径第二节土的物理性质指标土的性质：（1）土三相组成中各项性质（2）三相之间量的比例关系工程中常用土的物理性质指标评价土体工程性质优劣的基本指标一、土的三相草图土的颗粒，水，气体混杂在一起，为分析问题方便常理想地将三相分别集中。

土的三相比例指标

土的三相比例指标1. 简介土的三相比例指标是土壤学中用于描述土壤组成的一个重要参数。

它通过对土壤中固体颗粒的比例进行分析，揭示了土壤中不同颗粒所占比重的大小，从而为土地利用和农业生产提供了重要依据。

2. 土壤组成土壤是由固体颗粒、液体和气体组成的复杂体系。

其中，固体颗粒主要包括矿物质、有机质和微生物等。

2.1 矿物质矿物质是构成土壤固体颗粒的主要成分之一。

它们来源于岩石的风化、侵蚀和沉积作用，在长时间内逐渐形成了各种类型的矿物质。

常见的矿物质有石英、长石、云母等。

2.2 有机质有机质是指植物和动物残体经过分解后形成的具有碳氮化合物特征的有机物。

它在土壤中起着保持水分、改善结构和提供养分等重要作用。

有机质的含量对土壤肥力和植物生长具有重要影响。

2.3 微生物微生物是土壤中的重要组成部分，包括细菌、真菌、放线菌等。

它们通过分解有机质、固定氮气和解除土壤中的污染物等作用，对土壤质量和生态系统稳定性起着重要作用。

3. 土的三相土的三相指的是固体相、液相和气相。

它们是构成土壤体系的重要组成部分，对土壤的水分保持和气体交换起着关键作用。

3.1 固体相固体相是指土壤中固定在颗粒表面或孔隙中的固体物质。

它主要由矿物质和有机质组成。

固体相的比例可以反映土壤的结构性质，如颗粒大小、孔隙度等。

3.2 液相液相是指土壤中填充在颗粒间隙中以及吸附在颗粒表面上的水分。

液相含量直接影响着土壤的水分状况和植物生长状况。

液相的比例可以通过测定土壤含水量来进行评估。

3.3 气相气相是指土壤中填充在颗粒间隙中的气体，主要是空气。

气相含量对土壤通气性和植物根系呼吸有重要影响。

气相的比例可以通过测定土壤孔隙度来进行评估。

4. 土的三相比例指标土的三相比例指标是用于描述土壤中固体相、液相和气相之间比例关系的参数。

常见的指标有固体相含量、液相含量和气相含量等。

4.1 固体相含量固体相含量是指土壤中固体颗粒所占总体积的百分比。

它反映了土壤的结构性质和颗粒组成。

土的三相组成比例指标换算公式

土的三相组成比例指标换算公式
土壤的三相组成是指土壤中固体相、液相和气相的比例。

土壤三相组成比例可以通过下面的公式进行换算。

1.含水量（W）：表示土壤中液相（水分）的比例。

可以通过测量土壤中的水重（Ww）和土壤干重（Ws）来计算。

W=(Ww/Ws)*100%
2.含气量（G）：表示土壤中气相（空气）的比例。

可以通过测量土壤中的气孔体积（Va）和总体积（Vt）来计算。

G=(Va/Vt)*100%
3.含固量（S）：表示土壤中固体相（颗粒）的比例。

可以通过测量土壤中固体的重量（Ws）和总体积（Vt）来计算。

S=(Ws/Vt)*100%
注意：计算含水量、含气量和含固量的前提是需要进行相应的测量。

测量方法有很多种，如干燥法、重量法、孔隙度法等。

土壤三相组成比例的换算公式可以用于研究土壤的理化性质和水分保持能力等。

不同的土壤三相组成比例会对土壤的性质和功能产生不同的影响。

例如，土壤中含水量较高时，土壤的肥力可能较高，但土壤的侵蚀和渗透性能也会受到影响；土壤中含气量较高时，土壤的通气性和氧气供应能力可能较好，但对水分的保持能力较差；土壤中含固量较高时，土壤的结构和稳定性可能较好，但导水性较差。

因此，了解土壤的三相组成比例对于科学合理地管理土壤、提高土壤质量和发挥土壤功能具有重要的意义。

《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版)学习-土的物理性质指标

《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001（2009版）学习-土的物理性质指标1 土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相）（1）固相：土颗粒--构成土的骨架。

决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列（2）液相：水和溶解于水中物质（3）气相：空气及其他气体（1）干土=固体+气体（二相）（2）湿土=固体+液体+气体（三相）（3）饱和土=固体+液体（二相）土的三相示意图2 土的颗粒级配2.1 基本概念自然界的土通常由大小不同的土粒组成，土中各个粒组重量（或质量）的相对含量百分比称为颗粒级配，土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。

工程上将各种不同的土粒按其粒径范围，划分为若干粒组，为了表示土粒的大小及组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（即各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配。

土中各粒组的相对含量称土的粒径级配，土的粒径级配是通过土的颗粒大小分析试验确定。

土粒含量的具体含义是指一个粒组中的土粒质量与干土总质量之比，一般用百分比表示。

土的粒径级配直接影响土的性质，如土的密实度、土的透水性、土的强度、土的压缩性等。

要确定各粒组的相对含量，需要将各粒组分离开，再分别称重。

这就是工程中常用的颗粒分析方法，实验室常用的有筛分法和密度计法。

土的粒径级配指的是土中各粒组的相对含量，用占总质量的百分数来表示。

这是无黏性土的重要指标，是粗粒土的分类定名的标准。

2.2 粒径级配累积曲线工程中常用粒径级配累积曲线（颗粒大小分布曲线）直接了解土的级配情况。

曲线的横坐标为土颗粒粒径的对数，单位为mm ；纵坐标为小于某粒径土颗粒的累积含量，用百分比（％）表示。

将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标，小于某粒径之土质量百分数为纵坐标，得到的曲线称土的粒径级配累积曲线。

级配曲线的特点：半对数坐标{量（％）小于某粒径的土质量含纵坐标）土粒粒径（对数坐标横坐标---mm几种土的粒径分布曲线从颗粒级配曲线中可直接求得各粒组的颗粒含量及粒径分布的均匀程度，进而估测土的工程性质。

土的三项基本物理性质指标

土的三项基本物理性质指标土的物理力学基本指标知识点主要分为：质量密度；孔隙比；孔隙率；含水量；饱和度；界限含水量；液限；塑限；塑性指数；液性指数；渗透系数；内摩擦角与黏(内)聚力等。

土的物理力学基本指标土的三相(固体颗粒、水和气)组成特性，构成了其许多物理力学特性。

相同成分和结构的土中，土的三相之间具备相同的比例。

土的三相共同组成的重量和体积之间的比例关系相同，则土的重量性质(重、轻情况)、不含水性(含水程度)和孔隙性(规整程度)等基本物理性质各不相同，并随着各种条件的变化而发生改变。

比如对同一成分和结构的土，地下水位的增高或减少，都将发生改变土中水的含量;经过压实,其孔隙体积将增大。

这些情况都可以通过适当指标的具体内容数字充分反映出。

土的物理力学基本指标主要有: ①质量密度；②孔隙比；③孔隙率；④含水量；⑤饱和度；⑥界限含水量:黏性土由一种物理状态向另一种物理状态转变的界限状态所对应的含水量；⑦液限:土由流动状态转入可塑状态的界限含水量，是土的塑性上限，称为液性界限，简称液限；⑧塑限:土由可塑状态转为半固体状态时的界限含水量为塑性下限，称为塑性界限，简称塑限；⑨塑性指数:土的液限与塑限之差值；⑩液性指数:土的天然含水量与塑限差值与塑性指数之比值；⑾渗透系数:土被水透过称为土的渗透性，水在土孔隙中流动则为渗流。

在一定水力梯度下，渗流速度反映土的渗透性强弱，渗透系数是渗流速度与水力梯度成正比的比例系数；⑿内摩擦角与黏(内)聚力:土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力(阻挡剪切)和土的内摩阻力两部分组成，摩阻力又与法向应力成正比，其中内摩擦角反映了土的摩阻性质。

因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。

1土的物理性质及分类

土的物理性质及其工程分类

土的三相组成
土的三相比例指标
土的结构
粘性土的界限含水量砂土的密实度粘性土的物理化学性质土的工程分类
土的三相组成

总体特征
土是由三相组成的。土体是岩石风化的产物，具有强度低、压缩性高、渗透性三个特点。
一、土的固体颗粒土粒的矿物成分
1）原生矿物：母岩经物理风化而成,eg.石英、云母、长石；其成分与母岩相同，分为单矿物颗粒，多矿物颗粒。 2）次生矿物：母岩经化学风化而成，如eg.高岭石、伊里石、蒙脱石。其成分与母岩不同，为一种新矿物颗粒。主要是粘土矿物。D<0.005mm 漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是母岩的碎屑，其矿物成分与母岩相同；砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如如石英、云母、长石。
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
系列1 多项式 (系列1)
含水量
土的三相比例指标
土的三相比例指标
三、换算指标
孔隙比e和孔隙率n
度的重要物理性质指标，e或n越大，土越疏松，反之土越密实。一般e<0.6 的土是密实的低压缩性土，e>1.0的土 VV n 100 % 是疏松的高压缩性土。
由试验成果定义如下指标：
d 60 不均匀系数： C u d10
曲率系数：
Cs
d
2 30
d 60 d10
土的工程分类
不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况，小于5的土为均匀土，级配不良，大于10，级配良好，但过大表明缺少中间粒径，属不连续级配。曲率系数反映曲线的整体形状，过大或过小都表明缺乏中间粒径。对于砂类土，不均匀系数大于5而曲率系数介于1到3之间时，级配良好。

1.土的物理性质及工程分类

设土的总体积 V 1.0cm3
m V 1.67 1.0 1.67 g
m ms 1.67 ms 0.129 ms 1.48 g ms ms mw m ms 1.67 1.48 0.19 g
34
Gs 2.67
1-4 土的三相比例指标
Vw mw w 0.19 1.0 0.19cm3
结合水：受颗粒表面电场作用力吸引而包围在颗粒四周，不传递静水压力，不能任意流动的水，称为结合水。强结合水：紧靠于颗粒表面的水分子，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，完全不能移动，这层水称为强结合水
弱结合水：指强结合水以外，电场作用范围以内的水
自由水：是存在于颗粒表面电场影响范围以外的水
1-1 概述
风化（物理、化学）作用
搬运沉积
ห้องสมุดไป่ตู้
岩石
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
1
1-1 概述土的定义：土是连续，坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。
（1—3）
23
1-4 土的三相比例指标
1. 试验指标（基本指标） ② 土粒比重（相对密度）Gs ：土粒比重定义为土粒的质量与同体积 4C时纯水的质量之比，无量纲： ms s Gs （1—4） Vs w w
式中 w 为纯水在 4C 时的密度，取：
w 1.0 g cm
中细极细
0.5~0.25mm 0.25~0.10mm 0.10~0.05mm

土力学重点简答题

（1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。

（2）直接测定的指标：土的密度、含水量、相对密度ds；计算指标是：孔隙比e、孔隙率n、干密度d、饱和密度sat、有效密度’、饱和度Sr2.地下水位升降对土中自重应力有何影响在工程实践中有哪些问题应充分考虑其影响答：地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。

地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。

1）若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。

2）地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷）3）地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。

3. 简述有效应力原理的基本概念答：σ=σ'+u σ——总应力（作用于土单元体单位面积上的总应力值）σ'——有效应力（通过颗粒接触产生的应力）u——孔隙水压力（由外加荷载在土中引起的超静空隙水压力）4.什么叫地基承载力地基破坏型(形)式有哪几种各有何特点。

答：地基承载力是指地基单位面积承受荷载的能力（1）整体剪切破坏：基底压力p超过临塑荷载后，随荷载的增加，剪切破坏区不断扩大，最后在地基中形成连续的滑动面，基础急剧下沉并可能向一侧倾斜，基础四周的地面明显降起。

密实的砂土和硬粘土较可能发生这种破坏形式。

（2）局部剪切破坏：随着荷载的增加，塑性区只发展到地基内某一范围，滑动面不延伸到地面而是终止在地基内某一深度处，基础周围地面稍有隆起，地基会发生较大变形，但房屋一般不会倒坍，中等密实砂土，松砂和软粘土都可能发生这种破坏形式。

（3）冲剪破坏：基础下软弱土发生垂直剪切破坏，使基础连续下沉。

破坏时地基中无明显滑动面，基础四周地面无隆起而是下陷，基础无明显倾斜，但发生较大沉降，对于压缩性较大的松砂和软土地基可能发生这种破坏形式。

土的物理性质指标

sat
ms
Vv w
V
sat sat g
取值：一般为1.8~2.3 g/cm3。
（3）土的有效密度ρ'和有效重度γ'
扣除水的浮力后单位体积土的质量
ms
Vs w
V
sat
w
g sat w
取值：一般为0.8~1.3 g/cm3。
讨论：同种类土 γsat，γd，γ‘ ， γ四个指标的
地基基础
表示土的三相组成比例关系的指标,称为土的物理性质指标。
（一）土的三相草图
为了便于说明和计算，用三相组成示意图来表示各部分之间的数量关系。
气水
土粒
（二）由试验直接测定的指标
1. 土的密度 ρ和重力密度γ
m g
V
式中: 重力加速度g工程中可取10m/s2。天然状态下，土的密度变化范围较大，一般介于
1.60～2.20 g/cm3之间。
测定方法: 环刀法和灌水法。
环刀法适用于黏性土、粉土与砂土；灌水法适用于卵石、砾石与原状砂。
2. 土粒比重（土粒相对密度）ds
土粒的密度与40C时纯水的密度的比值（无量纲）
即
ds
s w
ms
Vs w
式中：ρw=1 g/cm3。
取值：在有经验的地区可按经验值选用。一般砂土为
大小排序。
结论：同种类土 γsat> γ > γd>γ‘
2. 反映土的松密程度的指标
（1）土的孔隙比e（以小数表示）
e Vv Vs
取值：一般砂土为0.5~1.0，黏性土为0.5~1.2。工程应用：
用来评价天然土层的密实程度。当砂土e＜0.6时，呈密实状态，为良好地基；当黏性土e＞1.0时，为软弱地基。

土力学全知识点

土力学全知识点土力学是一门研究土的物理、化学和力学性质及其在工程中的应用的学科。

它对于土木工程、地质工程、水利工程等领域都具有重要的意义。

一、土的物理性质1、土的三相组成土是由固体颗粒、水和气体三相组成的。

固体颗粒构成土的骨架，水和气体则填充在骨架的孔隙中。

土的三相比例不同，土的性质也会有很大差异。

2、土的颗粒级配土颗粒的大小和分布情况称为颗粒级配。

通过筛分试验可以确定不同粒径颗粒的含量，从而了解土的级配情况。

良好的级配意味着土的密实度和工程性质较好。

3、土的比重土颗粒的比重是指土颗粒的质量与同体积 4℃时纯水的质量之比。

它反映了土颗粒的矿物成分。

4、土的含水量土中水的质量与土颗粒质量之比称为含水量。

含水量对土的强度和变形特性有重要影响。

5、土的密度土的密度包括天然密度、干密度和饱和密度。

天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量；干密度是指土在干燥状态下单位体积的质量；饱和密度是指土在饱和状态下单位体积的质量。

6、土的孔隙比和孔隙率孔隙比是土中孔隙体积与土颗粒体积之比；孔隙率是土中孔隙体积与总体积之比。

它们反映了土的孔隙特征。

7、土的饱和度土中水的体积与孔隙体积之比称为饱和度。

饱和度反映了土中孔隙被水填充的程度。

二、土的渗透性1、达西定律水在土中的渗透速度与水力梯度成正比，这就是达西定律。

它是研究土的渗透性的重要基础。

2、渗透系数渗透系数是衡量土的渗透性强弱的指标，其大小与土的颗粒级配、孔隙比等因素有关。

3、渗透力和渗透变形渗透水流作用在土颗粒上的力称为渗透力。

当渗透力过大时，可能导致流土、管涌等渗透变形现象，危及工程安全。

三、土的压缩性1、压缩试验通过压缩试验可以测定土的压缩系数、压缩模量等指标，从而了解土的压缩特性。

2、压缩系数压缩系数是表征土压缩性大小的指标，它表示单位压力增量引起的孔隙比的减小。

3、压缩模量压缩模量是土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比。

4、地基最终沉降量计算根据分层总和法等方法，可以计算地基在建筑物荷载作用下的最终沉降量。

土的三相指标

3 土的饱和度Sr 土的饱和度：土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百
分数表示。
Sr
Vw Vv
100%
三特殊条件下的土的密度
1 土的干密度ρd
土的干密度：土单位体积中固体颗粒的质量。
d
ms V
图1 土的三相图
三特殊条件下的土的密度
2 土的饱和密度ρsat 饱和密度：土孔隙充满水时的单位体积土的质量。
密度含水量土粒比重描述孔隙体积相对含量的指标孔隙比孔隙率饱和度特殊条件下的土的密度干密度饱和密度浮密度密度与重度的关系一试验直接测定指标一试验直接测定指标土的密度
2.1 概述
▪ 土的定义：土是岩石风化的产物。 ▪ 地质学观点，土是无胶结或弱胶结的松散的松散
沉积体，或是三相组成的分散体。 ▪ 土质学观点，土是无粘性或有粘性的具有土骨架
e
1
土的三项图
描述孔隙体积相对含量的指标孔隙比、孔隙率、饱和度
特殊条件下的土的密度干密度、饱和密度、浮密度
密度与重度的关系
一试验直接测定指标
1 土的密度ρ
土的密度：土单位体积的质量，用ρ表示，g/cm3。
m V
图1 土的三相图
土的密度常用环刀法、灌砂、灌水法测定。
土的密度ρ
▪ 测定方法：环刀法
密度：环刀法
一试验直接测定指标
2 土的含水率w
土的含水率：土中水的质量
与土粒的质量之比，以百分
数表示。
w
m w
100%
m s
土的含水量常用烘干法测定。
图1 土的三相图
烘干法测含水量
一试验直接测定指标
3. 土粒比重Gs
土粒比重：土粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比。无量纲。

土的物理状态指标

土的物理状态指标土的物理指标1.4.1土的三相比例指标因为土是三相体系，不能用一个单一的指标来说明三相间量的比例关系，需要若干个指标来反映土中固体颗粒、水和空气之间的量关系。

在土力学中，通常用三相草图来表示土的三相组成图1－10为了确定土的三相比例指标，需要通过试验室测定土的重力密度、含水量和土粒比重，有关实验方法参见《土工试验规程》，这里不予讲述。

得到这三个基本指标图1－10土的三相草图后，其它指标就可通过三相草图的关系得到。

（1）土的重度（g）土的重度定义为土单位体积的重量，单位为（kN/m3）。

其定义式为：（2）土粒比重（d s）土粒比重定义为土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比，其定义式为：土粒的比重给出的是矿物组合体的密度，由于土中矿物成分相对比较稳定，故土的比重一般变化不大或土的稠度。

1、无粘性土（粗粒土）的密实程度无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，呈密实状态时，强度较大，可作为良好的天然地基；呈松散状态时，则是不良地基。

对于同一种无粘性土，当其孔隙比小于某一限度时，处于密实状态，随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密直到松散状态。

无粘性土的这种特性，是因为它所具有的单粒结构决定的。

以下介绍与无粘性土的最大和最小孔隙比、相对密实度等有关的密实度指标。

无粘性土的最小孔隙比是最紧密状态的孔隙比，用符号e min表示；其最大孔隙比是土处于最疏松状态时的孔隙比，用符号e max表示。

e min一般采用“振击法”测定；e max一般用“松砂器法”测定。

对于不同的无粘性土，其e min与e max的测定值也是不同的，e max与e min之差(即孔隙比可能变化的范围)也是不一样的。

一般土粒粒径较均匀的无粘性土，其e max与e min之差较小；对不均匀的无粘性土，则其差值较大。

无粘性土的天然孔隙比e如果接近e max(或e min)，则该无粘性土处于天然疏松(或密实)状态，这可用无粘性土的相对密实度进行评价。

土的物理性质指标与分类

不同类型的土
土的物理性质指标与分类
1-2 土的组成
一、土的固相土的固相物质包括无机矿物பைடு நூலகம்粒和有机质，是构成土
的骨架最基本的物质，称为土粒。对土粒应从其矿物成分、颗粒的大小和形状来描述。（一）成土矿物：原生矿物，次生矿物
原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。
次生矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物，如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿物以及碳酸盐等。
土的物理性质指标与分类
1-2 土的组成
3.土的级配曲线
土1的-物1理颗性粒质指分标析与试分验类曲线
1-2 土的组成
(四)颗粒分析试验曲线的主要用途
按粒径分布曲线可求得：
（1）土中各粒组的土粒含量，用于粗粒土的分类和大致评估土的工程性质；
土的物理性质指标与分类
1-2 土的组成
一、土的固相（二）土粒的大小和土的级配
粒组：把工程性质相近的土粒合并为一组；某粒组的土粒含量定义为该粒组的土粒质量与干土总质量之比
土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。
我国GB 50021-94《岩土工程勘察规范》的粒组划分标准可参见
表1-1。粒组名称
固相：土的颗粒、粒间胶结物；液相：土体孔隙中的水；气相：孔隙中的空气。
土的物理性质指标与分类
1-2 土的组成
当土骨架的孔隙全部被水占满时，这种土称为饱和土；当土骨架的孔隙仅含空气时，就成为干土；一般在地下水位以上地面以下一定深度内的土的孔隙中兼含空气和水，此时的土体属三相系，称为湿土。根据土的粘性分：粘性土：颗粒很细；无粘性土：颗粒较粗，甚至很大。砂、碎石、甚至堆石（直径几十cm甚至1m）

土的三相组成及物性指标换算

一、土的三相组成及物性指标换算：了解：土的形成过程。

广泛分布在地壳表面的土,主要特征是分散性、复杂性和易变性。

因其组成是由固体颗粒和孔隙及存在于孔隙中的水和气体的分散体系,土颗粒之间没有或只有很弱的联结,因而土的强度低且易变形。

由于受不同自然力作用且于不同的环境下沉积,构成土的分布和性质方面的复杂性。

又因为土具有分散性,它的性质极易受到外界温度和湿度的变化而发生变化,表现出多变性。

土的这些特征无疑都将反映到它的物理、化学和力学性质中。

在工程建设中,土往往是作为不同功能的研究对象。

如在土层上修建房屋、桥梁、道路、堤坝时,土对路堤、是用来支承建筑物传来的载,这时士是被用作地基土坝等土工构筑物,土则被用作为建筑材料;对于隧道、涵洞及地下建筑物,这时土成为建筑物周围的介质或环境。

对于土的不同用途,在测试的内容上亦有所不同。

熟悉：（1）、土的三相组成。

( 一 ) 三种组成物质的基本状况1. 固相 : 土的固相物质分为元机矿物颗粒和有机质 ,成为土体的骨架。

矿物颗粒由原生矿物和次生矿物组成。

原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物 ,如石英、长石、云母等。

原生矿物经化学风化作用后发生化学变化而形成新的次生矿物 ,如三氧化二铁、三氧化二铝、次生二氧化硅、粘土矿物及盐类等。

次生矿物按其与水相互作用的程度,可分为可溶于水与不可溶于水的土颗粒。

溶于水的按其溶解的难易性,又可分为易溶、中等溶解和难溶的土颗粒。

次生矿物的成分和性质比较复杂,对土的工程性质影响较大。

土在风化过程中,往往有微生物参与,在土中产生有机质成分。

在土中有机质成分分解完善的 ,称为腐殖质土。

若土中有机质成分分解不完善,尚存在有残余物的称为泥炭。

有机质成分对土的工程性质产生不利影响 ,在公路工程中不应采用。

2. 液相: 土的液相是指土孔隙中存在的水。

一般把这种水看成与自由水一样 ,是无色、无味、无嗅的中性液体,其密度等于 lg/cm3, 容重为 9.81KN/m3, 在0℃时冻结 ,在100℃时沸腾。

土的物理性质指标

第一章土的物理性质及工程分类第一节土的组成与结构一、土的组成天然状态下的土的组成（一般分为三相) ⑴ 固相：土颗粒—构成土的骨架决定土的性质—大小、形状、成分、组成、排列 ⑵ 液相：水和溶解于水中物质⑶ 气相:空气及其他气体（1）干土=固体+气体（二相）（2)湿土=固体+液体+气体(三相）(3）饱和土=固体+液体(二相）二、土的固相（一）、土的矿物成分和土中的有机质。

土粒的矿物成分不同、粗细不同、形状不同、土的性质也不同矿物成分取决于（1）成土母岩的成分（2)所经受的风化作用①物理风化——原生矿物（化学成分无变化） ②化学风化——次生胯矿物（化学成分变化）次生矿物（1）三大黏土矿物①高岭石（土）②伊利石（土）③蒙脱石(土)(2）水溶盐①难溶：CaCO 3②中溶:石膏 CaSO4.2H2O③易溶：NaCl kcl CaCl2 K Na 的 SoO42— CO 32- 2。

各粒组中所含的主要矿物成分土颗粒据粒组范围划分不同的粒组名称石英、长石—-砾石、砂的主要矿物成分——性质稳定、强度高云母——薄片状——强度低、压缩性大、易变形粘土矿物-—亲水性、粘聚性、可塑性、膨胀性、收缩性（1）蒙脱石——透水性小多个晶体层——结构不稳定、颗粒最小、亲水性（2）伊利石——介于两者之间,较接近蒙脱石（3）高岭石——颗粒相对较大——亲水性较弱晶体结构较稳定ρd 粘土中的水溶盐3.土中的有机质——亲水性强，压缩性大，强度低（二）土的粒组划分(三）土的颗粒级配1．颗粒大小分析试验——颗分试验方法（1）筛分法:适用60—0.075mm 的粗粒土(2）密度计法:适用小于0.075mm 的细粒土2．颗粒级配曲线——半对数坐标系3．级配良好与否的判别（一）定性判别（1）坡度渐变——大小连续-—连续级配（级配曲线）(2）水平段（台阶）-—缺乏某些粒径——不连续级配（4）曲线形状平缓—-粒径变化范围大-—不均匀-—良好（5）曲线形状较陡——变化范围小—-均匀-—不良（二）定量判别（1)不均匀系数 1060d d C u(2）曲率系数1060230d d d C c = +图 103060d d d 分别表示级配曲线上纵坐标为60％ 30% 10%时对应粒径第二节土的物理性质指标土的性质：（1）土三相组成中各项性质（2）三相之间量的比例关系工程中常用土的物理性质指标评价土体工程性质优劣的基本指标一、土的三相草图土的颗粒，水，气体混杂在一起，为分析问题方便常理想地将三相分别集中。

土的三相比例指标

土的三相比例指标土的三相比例指标是指土壤中的三种不同颗粒大小的比例关系，包括砂粒、粉粒和黏粒。

这些指标在土壤学和土壤力学中被广泛应用，对于土壤的分类、水分保持能力以及土壤的机械性质有重要的影响。

下面将从砂粒、粉粒和黏粒三个方面展开讨论。

砂粒是指土壤中直径在0.05mm到2mm之间的颗粒。

砂粒通常具有良好的透水性和透气性，对于土壤的渗透性和排水性能起到重要作用。

砂粒较大，其间隙较大，空气和水分容易在其中流动，使土壤保水能力较差。

因此，砂质土壤多为砂岩、砾石等构成，常用于建筑工程中的路基、基础等部位。

粉粒是指土壤中直径在0.002mm到0.05mm之间的颗粒。

粉粒比砂粒更细，粒径较小，使得土壤具有较高的比表面积。

粉粒富含细颗粒和胶结物质，能够吸附和保持水分和养分。

粉粒土壤具有较好的保水性和保肥性，适合农作物的生长。

同时，粉粒土壤也是土壤中微生物和根系活动的重要场所，有利于土壤生态系统的发展。

黏粒是指土壤中直径小于0.002mm的颗粒，主要由胶结粒子组成。

黏粒的颗粒较小，黏性较大，易于吸附水分和养分，并保持在土壤中。

因此，黏粒土壤具有较好的保水性和保肥性，适合植物的生长。

然而，黏粒土壤容易产生粘土结构，导致土壤板结和渗透性差，限制了植物根系的生长。

土壤中的三相比例指标对土壤的性质和用途具有重要影响。

不同比例的砂粒、粉粒和黏粒组合形成了不同类型的土壤，如砂质土壤、粉质土壤和黏质土壤。

根据土壤中三相比例的不同，可以判断土壤的保水性、透水性、肥力和适用作物等特性。

土壤中的砂粒、粉粒和黏粒三相比例是土壤学和土壤力学中的重要指标。

这些指标对于土壤的分类、水分保持能力和土壤的机械性质具有重要影响。

通过对土壤中三相比例的研究和分析，可以更好地理解土壤的特性和适用性，为农业生产、土木工程等领域提供科学依据。