土力学与地基基础第一章

土的颗粒级配
土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，土的性质相应地发生变化。 界限粒径——划分粒组的分界尺寸。 土的颗粒级配——土中各粒组的相对百分含量， 通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分 数表示，也称为土的粒度成分。
粗粒土指以砾石和砂粒为主的土，又称为无粘性 土。 细粒土指以粉粒、粘粒和胶粒为主的土，又称为 粘性土。
河床沉积土
河漫滩沉积土
河流阶地沉积土
古河道沉积土
三角洲沉积土
湖积物一般在湖滨浅水地带以颗粒较粗的砂砾 沉积为主，常见斜层理和波痕，厚度较小；在湖 心深水地带以细粒的粉砂、粘土沉积为主，具水 平层理，厚度较大，一般达数十米至数百米。湖 积物和其他陆相沉积物比较，一般颗粒较细,颗 粒的分选性、砂砾的磨圆度，砾石的扁平度较好。
水溶盐
有机质
可溶性次生矿物。最 常见的有岩盐，钾盐， 石膏，方解石，硫酸 盐类还对金属和混凝 土有一定的腐蚀作用
动植物分解后的残骸， 分解彻底的称为腐殖 质/腐殖质的颗粒极细， 粒径小于0.1μm，呈凝 胶状，带有电荷，具 有极强的吸附性。
土的粒度成分
1、粒径和粒组划分 （1）粒径：土颗粒的大小以其直径来表示，
3. 粒组界限值力求服从简单的数学规律。
200、20、2、1/20、1/200mm
土粒粒组的划分
粒组统 称
粒组名称
粒径d范围（mm） 分析 方法
主要特征
巨 粒 漂石（块石）粒 卵石（碎石）粒
d>200 60<d≤200
直接 透水性很大，压缩性极小， 测定 颗粒间无粘结，无毛细性。
粗粒 砾 粒
砂 粒
风成黄土多为湿陷性黄土，在工程建设中应尤为 注意。
§1.2 土的三相组成
土是由固相，液相，气相组 成的三相分散系。
固相——包括多种矿物成分 组成土的骨架，骨架间的空 隙为液相和气相填满，这些 空隙是相互连通的形成多孔 介质。 液相——主要是水(溶解有少 量的可溶盐类)。
气相——主要是空气，水蒸 气，有时还有沼气等。
坡积物：是雨雪水流的地质作用将高处岩石
风化产物缓慢地洗刷剥蚀、顺着斜坡向下 逐惭移动、沉积在较平缓的山坡上而形成 的沉积物。
洪积物：是暴雨或大量融雪骤然集聚而成
的暂时性山洪急流，将大量基岩风化产物 或将基岩剥蚀经搬运堆积而成的产物。
冲积物：是河流流水的地质作用将两岸基岩
及其上部覆盖的坡积、洪积物质剥蚀后搬 运、沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积 物。
基本概念与初步认识
土自然界中的岩石在风化作用（物理风
化、化学风化、生物风化）下形成碎 屑，又经风或水的搬运沉积下来的松 散沉积物。
土木工程领域而言，土是指覆盖在地 表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物。 土与岩石的区分仅在于颗粒间胶结的 强弱。
§1.1 土的形成与成因类型
Ⅰ.土的来源
风化（物理、化学） 作用
称为粒径。单位：mm。 土粒并非理想的球体，通常不规则，为
椭球状、针片状、棱角状等。 土的粒径是一个相对的、近似的概念，
应理解为等效直径。
土的粒度成分
确定土的粒径是由于土的性质与土的粒径有关。 （1）粒径大 如粗大的漂石、卵石，保持了原岩的 矿物，强度高，压缩性低，透水性强。 （2）粒径小 如细小粘粒，一般由风化次生矿物组 成，具可塑性，强度低、压缩性高、透水性弱。
研究发现，在一定的粒径范围内，土的成分和性 质差别不大，可以认为具有大致相同的成分和相同的 性质。
可对粒径划分区段，寻求其与土的工程地质性质 的关系。
粒组的划分的原则
1. 符合粒径变化所引起的质的变化规律，即每 个粒组的成分与性质无质的变化，具相同或 相似的成分与性质；
2. 与粒组的分析技术条件相适应，即不同大小 的土粒可采用不同的适用方法进行分析；
原生矿物
土粒的大小 及其组成
岩石
物理风化 化学风化
土
土粒的粒径由粗到细逐渐变化
时，土的性质相应地发生变化
化学风化仅使岩 石产生质的变化
粘土颗粒性质
次生矿物
原生矿物经化学风化生成的新矿物，它 的成分成分与母岩的完全不同。颗粒极 细，性质活泼，有较强的吸附水能力， 具塑性。
造岩矿物：
石英 方解石 正长石 斜长石 角闪石 辉石等
一、土的固相
土是岩石风化的产物。因此土粒的矿物组成将取决于成土母 岩的矿物组成及其后的风化作用。成土矿物可分为两大类。
原生矿物
次生矿物
由岩石经物理风化生成的 颗粒通常是由一种或几种 原生矿物所组成，它的成
成分与母岩的相同，常见 的有石英，长石和云母。
颗粒一般较粗，多呈浑圆 形，块状或板状。
吸附水的能力弱，性质比 较稳，无塑性。
岩石
岩石破碎 化 学成分改变
搬运 沉积
Ⅱ.土的特征
大小、形状和 成分都不相同 的松散颗粒集 合体（土）
物理风化 机械破碎，形成原生矿物
碎散性
化学风化 成分改变，形成次生矿物
多相性
地质作用 形成不均匀性、各向异性
自然变异性
残积物：是残留在原地未被搬运曲那一部分原
岩风化剥蚀后的产物，而另一部分则被风和降 水所带走。
细粒
粗砾
细砾 粗砂 中砂 细砂 粉粒
粘粒
20<d≤60 2<d≤20 0.5<d≤2 0.25<d≤0.5 0.075<d≤0.25 0.005<d≤0.075
d≤0.005
筛 透水性大，压缩性小，无粘 性，有一定毛细性。
分
法
静水 透水性小，压缩性中等，毛 沉降 细上升高度大，微粘性。 原理
透水性极弱，压缩性变化大， 具粘性和可塑性。
由原生矿物经化学风化生成 的新矿物，它的成分成分与 母岩的完全不同。
次生矿物主要是粘土矿物， 即高岭石，伊利石和蒙脱石。
颗粒极细，且多呈片状。
性质活泼，有较强的吸附水 能力（尤其是由蒙脱石组成 的颗粒），具塑性。
物理风化仅使岩 石产生量的变化
ห้องสมุดไป่ตู้
颗粒通常是由一种或几种原生矿物所组 成，它的成分成分与母岩的相同，颗粒 一般较粗，吸附水的能力弱，性质比较 稳，无塑性。
硬度等级 1 2 3 4
5
6 7 8 9 10
矿物的硬度等级
矿物名称 滑石 石膏
方解石 萤石
野外简易鉴定方法 用软铅笔划时留下条痕，用指甲容易刻划 用指甲可刻划 用黄钢板刻划可留下条痕，用小刀很容易刻划 小刀可刻划
磷灰石 用削铅笔刀刻划时刻留下明显痕迹，能刻划玻璃
正长石 石英 黄玉 刚玉
金刚石
小刀可勉强留下看得见的划痕，能刻划玻璃 用小刀不能刻划 能割开玻璃，难于刻划石英 能刻划石英 能刻划石英