第一章 土的结构与分类.

§1.1 土的形成
对土的生成贡献最大的地质作用是风化作用。
物理作用：雨雪、冰川、风、热胀冷缩、冻融交替等的剥 蚀破坏作用（不改变颗粒的矿物成份，只改变 其大小和形状。量变） 风化作用 化学作用：水解、离子交换、氧化还原、碳化等作用 （改变颗粒的矿物成分，并使其更细。质变）
生物作用：微生物、植被等对岩石的破坏作用
§1.1 土的形成
严格地说，土是由地质作用而生成的。
岩石→ 风化→ 土 （占90% 以上） 天然土
动植物→ 分解→ 泥炭土、腐殖土
人类活动→
生活垃圾 工业垃圾 建筑垃圾
→杂填(人工)土
§1.1 土的形成
地质作用——导致地壳（30～80km）成分变化和构造变化的作用。是土 的生成的根本原因和动力。
§1.1 土的形成
水成沉积土：雨、雪水从河流发源地向四面八方流向江河，最后汇入 大海。一路上侵蚀、搬运土层，形成各种新的沉积土： （1）坡积土：岩石风化物经雨水、雪水冲刷、侵蚀携带，沉积在较 平缓的山坡上形成的沉积物。土质不均匀（搬运距离很短），厚度变化 大（新坡积土疏松、压缩性高） （2）洪积土：山洪急流冲刷地表土层，形成泥石流，在山谷冲沟山 口或山前倾斜平原上形成的堆积物。有不规则交错的层理构造，如夹层 、透镜体等。土质不均匀。（由于山洪是周期性产生的，每次大小均不 同，故每次堆积物的性质都不一样） （3）冲积土：河流水力将坡积土、洪积土侵蚀、搬运，沉积在河流 、坡降变小的平缓地带形成的沉积物。搬运距离长，带棱角颗粒（如块 石、砾石、角砾）经滚磨碰撞变圆、变细。 可分为：平原河谷冲积土（颗粒较细）和山区河谷冲积土（颗粒较粗 ）；有的经多次搬运分为：
无粘性土：物理风化形成，颗粒较粗、相互无 粘性、松散（如碎石、卵石、砂 等。） 土 粘性土：物理风化+化学风化形成，颗粒极细、相互粘结，湿呈粘性， 干则结硬（如粘土、淤泥）
岩石经风化剥蚀作用而形成的碎散颗粒，有的存留在原地，有的 则进一步经自然力的搬运而在别处沉积，就形成了性质千差万别的各 种土。
土
§1.1 土的形成
残积土：性质与母岩类似，与基岩无明显界限(强风化—弱风化—鲜 岩)、粗颗粒且未被磨圆和分选（因未经搬运）、无层理构造、孔隙大、 均匀性差。 风成沉积土：（1）黄土：黄色、粉状。具有肉眼可见的大孔隙、结 构强度较高、压缩性小。但有的在自重应力或自重应力和附加应力的联 合作用下，受水浸泡后土体结构迅速破坏而发生显著下沉，称为湿陷性 黄土。（2）砂丘：大面积砂性土→烈风搬运→风速减小时落下形成。可 在地面上移动（风力作用下）；砂丘中砂颗粒大小极不均匀（由于风的 选分作用）。
§1 土的结构与分类Structure and Classification of Soil
§1.1 土的形成 §1.2 土的组成 §1.3 土骨架 §1.4 土中水 §1.5 无粘性土的密实度 §1.6 粘性土的稠度（软硬程度） §1.7 土的分类 §1.8 有效应力原理 §1.9 粘性土的灵敏度和触变性 §1.10非饱和土的压实原理-道路等工程
§1.1 土的形成
内力地质作用——由于地球自转的旋转能和放射性元素的蜕变产生 的热能所引起。 外力地质作用——由于太阳的辐射能和地球的自重能所引起。 内力与外力地质作用彼此独立又相互依存，前者对地壳的发展占主 导地位。 总之，地质作用形成了各种成因的地形，造就了岩浆岩、变质岩、 沉积岩，也生成了土。
岩浆活动：岩浆从地球深处喷出地表，冷凝而成岩浆 岩
内力地质作用
（生成岩浆岩和 变质岩） 地质作用 地壳运动
升降运动：地壳的上拱 或下拗
水平运动：使岩层产生形 态各异的褶皱和断裂
形成各种类型 的地质构造和 地表的基本形 态
外力地质作用：包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、冰川、 风、生物等的作用；可概括为风化、剥蚀、搬运、沉积等 （生成土和沉 作用 积岩）
§1.1 土的形成
按沉积地理历史，土可分为：
残积土：未经自然力（水力、风力、冰川活动等）剥蚀和搬 运，留存原地的散碎体、碎屑物。分布于山坡、山顶，近基 岩。 风成沉积土：因风力的剥蚀和搬运作用在别处沉积的土。包 括黄土和沙丘。 水成沉积土：因水力的侵蚀和搬运作用在别处沉积的土。可 分为：坡积土、洪积土、冲积土、湖相沉积土、三角洲沉积 土、海相沉积土等 冰川沉积土：因冰川活动的剥蚀和搬运作用在别处沉积的土。
——谢康和
高等土力学Advanced Soil Mechanics
课时安排 §1 土的结构与分类（1周） §2 土的渗透性和渗流（1周） §3 固结（2周） §4 沉降分析（1周） §5 抗剪强度（1周）
高等土力学Advanced Soil Mechanics 参考文献
1.《土的工程性质》,黄文熙主编,中国水利水电出版社,1983年 2.《土工原理与计算》(第二版),钱家欢、殷宗泽主编, 中国水利水电出 版社,1996年5月 3.《理论土力学》,沈珠江著, 中国水利水电出版社,2000年5月 4.《土工计算机分析》,龚晓南主编,中国建筑工业出版社,2000年10月 5.《岩土工程有限元分析理论与应用》,谢康和、周健编著,科学出版社 ,2002年5月 6.《Advanced Soil Mechanics》,Das,B.J., McGraw-Hill Book Company,1983 7.《高等土力学》,李广信主编,清华大学出版社,2004
§1.1 土的形成
（4）湖泊沉积土：湖泊发育过程中由于湖浪冲蚀湖岸、破坏岸壁等 而在其中形成的沉积物。成分复杂、变化大。湖边（近岸带）粗颗粒 （卵石、圆砾、砂土），远岸带是细颗粒的砂土、粘性土，湖心是粘土 和污泥。 湖泊淤塞后形成沼泽，沼泽沉积物包括泥炭土（动植物残余体，有机 质含量极高）。 （5）三角州沉积土：河水流至海洋时，因流速减小，其中携带的悬 浮物质在河口形成的沉积土。近河口的颗粒较粗，远离河口的近海处颗 粒较细。 （6）海相沉积土：江、河将各种冲积土搬至海洋而形成的沉积土， 按海水深度不同而分为滨海沉积物、浅海沉积物、陆坡沉积物和深海沉 积物。