且随时间和荷载条件的变化而不断变化 土体具有与一般连续固体材料不同的孔隙特性
土的渗透性 土的压缩性
抗剪强度特性
土的压实性
都是反映土的孔隙性规律 基本内容（P1）
土的组成（P1） •一般土是由土粒、水和气所组成的三相体（即湿土）
固体颗粒（固相）→构成土骨架 水（液相） 气体（气相） 填充在孔隙中
比重计
比重计法实验
•颗粒分析试验结果常采用粒径累计曲线表示 3、粒径累计曲线（颗粒级配曲线）（P14图1-3）
土的颗粒级配曲线采用单对数坐标绘制
为什么？
横坐标为土粒粒径d（mm），用对数坐标表示 纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百 分）含量，用普通坐标表示 •例如P28习题1-10 甲土： 粒径小于2mm的颗粒含量为100% 粒径小于0.5mm的颗粒含量为 100 24.3 % 75.7% 粒径小于0.25mm的颗粒含量为 75.7 14.2 % 61.5% …… 由此绘出甲土的颗粒级配曲线
土的主要成因类型及其基本特征
7 风积土(aeolian deposits)：
在干旱的气候条件下，岩石的风化碎屑物
经风力搬运一段距离后，在有利的条件下 堆积起来的一类土，其颗粒磨圆度好，分 选性好。最常见的是风成砂和风成黄土， 我国西北黄土就是典型的风积土。
土的主要成因类型及其基本特征
8 冰积土(glacial deposits)
•粗粒主要是物理化学性质较稳定的原生矿物 •细粒主要是次生矿物和有机质
§1.3 土中水和土中气 一、土中水（P17） P17表1-2 P24图1-14
水溶液
强结合水 弱结合水
土中水与土粒有着复杂的相互作用，土中细粒越 多，土中水对土性影响越大（P17）
1、结合水（P17） 指受电分子吸引力作用吸附于土粒表面的水 •性质：如不能传递静水压力，冰点低于00C等（P17） 按电分子引力强弱又分为： ⑴强结合水（吸着水） 特征：（P18） ⑵弱结合水（薄膜水） 特征：（P18） 自学：P23～24粘土 颗粒与水的相互作用 注意： ①何谓双电层？ ②工程中如何使扩散 层变薄，改良土质？
粒度 指土粒的大小，通常以粒径表示
粒组 指介于一定粒径范围内的土粒 •常用的粒组划分方法： 根据5个界限粒径：200、20、2、0.075、 0.005㎜ 将土粒分成六大粒组（注意：粒组名称和特征）
P12
• 常用土的粒度成分（土的颗粒级配）来表示土粒的大 小及其组成情况 土的粒度成分（土的颗粒级配）（P13） 指土中各个粒组的相对含量 （用土样各粒组的质量占土粒总质量的百分数来表示） •土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的 2、土的颗粒分析试验（P13） 常用的测定方法 筛分法：用于粒径＞0.075㎜的巨粒组和粗粒组 沉降分析法：用于粒径＜0.075㎜的细粒组
•存在于地下水位以下的透水土层中
•在重力或水头压力下流动时，对土粒产生渗流力 •对土粒和结构物（如基础）有浮力作用 •重力水对土中应力状态和开挖基坑排水及修筑地下构 筑物防水等均有重要影响
⑵毛细水（P19） 指受表面张力及重力作用的自由水 •存在于地下水位以上透水土层中 •毛细压力使湿砂具有“似粘聚力”现象
当粘性土含较多弱结合水时，水膜受力后可变形、 转移，使土具有可塑性，或加剧土的冻胀 弱结合水对粘性土的粘性和塑性特征及工程性质 影响很大（P18、P24）
注意其对地基基础工程的不利影响 2、自由水 是存在于土粒表面电场影响范围以外的水（P18）
•性质：如能传递静水压力等（P18～19）
按其移动所受作用力的不同，又分为： ⑴重力水（P19） 指受重力作用而移动的自由水
台阶状
曲线c出现台阶状，表明土缺乏中间粒径（d60与d10 之间某粒径区段的土粒），即为级配不连续的土
二、土粒的矿物成分 1、土粒的矿物成分（P16） 原生矿物：石英、长石、云母等 矿物质 次生矿物 固体颗粒 粘土矿物 可溶盐 无定形氧化物胶体
有机质：如腐殖质、泥炭等（P17）
次生矿物和有机质对土的工程性质影响很大
第1 章
§1.1 概述
土的组成
§1.2 土中固体颗粒
§1.3 土中水和土中气
§1.5 土的结构和构造 本章学习要求：（P4～5） • 了解土的形成、三相组成及常见的成因类型、土的 三个特点 • 掌握粒组划分、粒度成分（颗粒级配）定义和分析 方法、级配曲线的应用、三种亲水性的粘土矿物 • 掌握土中水的类型、定义和特征 • 了解土的三种结构定义、土的构造的主要特征
d10有效粒径 d30中值粒径 D60限制粒径
工程上： （P15） ①对于级配连续的土:（仅用Cu即可判定土的级配） 一般：Cu＞10的土，级配良好 Cu＜5的土，是均粒土，级配不良 ②对于级配不连续的土（级配曲线出现台阶状）： 单用Cu难以有效判定土的级配优劣，与Cc共同判定 更合理 对砂、砾类土：当同时满足 Cu≥5，Cc=1～3时， 级配良好；若不同时满足时，则级配不良（P15） •颗粒级配是决定粗粒土工程性质的重要因素 •级配良好的土适宜作填方土料 为什么？（P15） •级配良好的土，易获得较大的密实度，此时地基土的 强度和稳定性较好，透水性和压缩性较小（P15～16）
土的主要成因类型及其基本特征
山前洪积扇剖面图
4
洪积土
土 的 主 要 成 因 类 型 及 其 基 本 特 征
洪积扇 间歇性的洪流把冲刷下来的物质带到沟口 堆积，形成半圆锥状或者扇形堆积体，称为 冲出锥或洪积扇。冲出锥的规模不大，面积 一般只有几百平方米，顶部与沟口相连的地 段，坡度较大，向外坡度变缓。洪积扇一般 坡度较缓，面积较大。
•在一定条件下，土为二相体 如 干土 完全饱和土 •各相本身的性质及相对含量的大小直接影响土的物 理力学性质
§1.2 土中固体颗粒 •土粒的大小、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 一、土粒的粒度成分 1、土粒粒度与粒组（P12） 注意： •土粒粒组 •土的颗粒级配 •土粒的矿物成分
在粉土中， 毛细水上升 较高较快
•工程中，须注意毛细水的上升高度和速度
•毛细水上升能引起地下室过分潮湿，地基土浸湿、加 剧冻胀等；在干旱地区形成盐渍土
毛细水 饱和带
•毛细水分为：（P19） 毛细悬挂水（与地下水无直接联系） 毛细上升水（与地下水相连）
靠近地下水位的部分为毛细水饱和带
重力水
二、土中气（P19） •与大气连通的流通气体→常见于粗粒土中，对土的 性质影响不大 •与大气隔绝的封闭气泡→常见于细粒土中，对土的 工程性质影响较大，使土的弹性增加，透水性减小
如密度计法（比重计法）或移液管法 •当土内兼含大于和小于0.075㎜的土粒时，两种方法 联合使用
•筛分法 振筛机
20mm 2mm 0.5mm 0.25mm 0.1mm 0.075mm
•例如P29习题1-10 甲、乙两土样的颗粒分析试验结果
•密度计法（比重计法） （P13～14） 根据土粒大小不同，在水中沉降的速度也不同的特 性，用斯托克斯定律计算出土粒的水力当量直径di， 由ti时的密度计读数，计算出小于粒径di的土粒百分含 量（详见《土工试验》）
土的主要成因类型及其基本特征
3 洪积土(diluvial soils)
残积土和坡积土受洪水冲刷、搬运，在山 沟出口处或山前平原沉积下来的士，随离山远 近有一定的分选性，颗粒有一定的磨圆。 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。
•颗粒级配好坏的判断
正常级配：土的颗粒大小分布是连续的，曲线坡度 是渐变的 不连续级配：土中缺乏某些粒径的土粒，曲线出现 水平段
•颗粒级配好坏的判断
级配良好：粒径分布曲线形状平缓，土粒大小分布 范围广，土粒大小不均匀 级配不良：粒径分布曲线形状较陡，土粒大小分布 范围窄，土粒均匀
为了判别土粒级配是否良好，常用不均匀系数Cu和 曲率系数Cc两个指标描述粒径曲线的坡度和形状
§1.1 概述 地壳表层
基岩 覆盖土 （P10）
土的形成 土是由岩石经过风化、剥蚀、搬运、沉积作用所形 成的各类松散沉积物（即土是岩石风化的产物） 根据土的形成条件，土常见的成因类型有：（P11）
残积土、坡积土、洪积土、冲积土、
湖积土、海积土、风积土、冰积土 了解上述土是如何形成的？各有何工程特征？
土的主要成因类型及其基本特征
6 海积土(marine sediment)
由河流流水搬运到海洋环境下沉积下来的土。 滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂组成，承 载力较高。 浅海沉积物主要由细粒砂土、粘性土、淤泥 和生物化学沉积物组成，有层理构造，较疏 松，含水量高，压缩性大而强度低。 深海沉积物主要是有机质软泥。
土的主要成因类型及其基本特征
4 冲积土(alluvial soil)
河流的流水作用搬运到河谷坡降平缓的地 带沉积起来的土，这类土经过长距离的搬运， 颗粒具有较好的分选性和磨圆度，常具有层 理。。
冲积土
土的主要成因类型及其基本特征
5 湖积土(marsh deposits)
在湖泊及沼泽等极为缓慢水流或静水条件 下沉积起来的土，这类土除了含大量细微颗粒 外，常拌有生物化学作用所形成的有机物，成 为具有特殊性质的淤泥或淤泥质土。
粘土矿物的种类、含量对粘性土的工程性质影响很 大，如对膨胀土往往起决定作用 三种常见的粘土矿物：（P21～22） 蒙脱石→亲水性最强，具极大胀缩性与可塑性 伊利石→亲水性、胀缩性与可塑性居中 高岭石→亲水性最弱，胀缩性与可塑性小 •比表面 单位体积（或质量）颗粒的总表面积(P22) •亲水性 指矿物颗粒表面与水相互作用的能力
土的不均匀系数Cu （级配连续采用单一指标）
Cu=d60/d10