及土的压实性 1-6 土的工程分类
1-1 土的形成
土是松散颗粒的堆积物，是岩石风化的产物。 土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物。 根据来源分：有机土和无机土
岩石风化分为物理风化和化学风化。
1-1 土的形成
物理风化：岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，或 受波浪的冲击、地震等引起各种力的作用，温度 的变化、冻胀等因素使整体岩石产生裂隙、崩解 碎裂成岩块、岩屑的过程。
特点：湿热地带，粘土，深厚，松软，易变； 寒冷地带，岩块或砂，物理风化，稳定； 颗粒多为角粒且母岩的种类对其性质有显著影响。
1-1 土的形成
运积土：岩石风化后经流水、风和冰川以及人类活动等搬运离开 生成地点后再沉积下来的堆积物。
由于搬运动力的不同，又分为冲积土、风积土、冰碛土和沼 泽土等。
1-1 土的形成
1-2 土的组成
一、土的固相
（一）成土矿物
原生矿物：常见的有石英、长石、云母等；由物理风化生 成的土粒通常由一种或几种原生矿物组成，颗粒较粗，一 般为无粘性土；圆形、板状、块状；吸附水的能力弱，性 质比较稳定，无塑性。
次生矿物：由原生矿物经化学风化作用而形成的矿物。次 生矿物主要是粘土矿物，常见的粘土矿物有高岭石、伊利 石和蒙脱石；由次生矿物构成的土粒极细，多呈片状或针 状；性质不稳定，有较强的吸附水的能力，含水率的变化 易引起体积胀缩，有塑性。
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）
1-2 土的组成
一、土的固相
（二）粘土矿物的晶体结构 粘土矿物：由各种硅酸盐矿物分解形成的水铝硅酸盐矿物。 其结构可分为晶体和非晶体，以晶体矿物为主。
晶体：指原子、离子在空间有规律的排列，不同的几何排 列形式称为晶体结构，组成晶体的最小单元称为晶胞。 粘土矿物的基本结构单元：硅－氧四面体、铝氢氧八面体。
1-1 土的形成
冰川沉积土：由冰川剥流水搬运直接从冰层中搁置下来的土。 冰碛土的特点：不成层；颗粒粒径的变化范围很大，从漂石到 粘粒；粗颗粒的形状是次圆或次棱角的，有时还有磨光面。
冰水冲积土：由冰川融化水搬运、堆积在冰层外围的冲积土。 冰水冲积土的特点：与河流冲积土具有类似的性质，常由砾石、 砂和粉砂组成。
土的级配：土中各种大小的粒组中土粒的相对含量。
1-2 土的组成
一、土的固相
（四）颗粒大小分析试验
测定土中各粒组颗粒质量所占该土总质量的百分数， 确定粒径分布范围的试验称为土的颗粒大小分析试验。
冲积土：降雨形成的地表径流流经地表时，冲刷、带动或搬 运土粒，经过一定距离后在较平缓地带沉积下来的土层。 冲积土的特点：有一定程度的颗粒分选和不均匀性。
风积土：由风力带动土粒经过一段搬运距离后沉积下来的堆 积物。 风积土的特点：颗粒沿风向有一定程度的颗粒分选，没有明 显的层理，颗粒以带角的细砂粒和粉粒为主，同一地区颗粒 较均匀。
1-1 土的形成
特征：
物理风化：量变过程，形成的土颗粒较粗； 化学风化：质变过程，形成的土颗粒很细。
对一般的土而言，通常既经历过物理风化，又经历 化学风化，只不过哪种占优而已。
1-1 土的形成
土从其堆积或沉积的条件来看可分为：
残积土
土
运积土
冲积土 风积土 冰川沉积土
沼泽土
残积土：岩石风化后仍留在原地未经搬运的堆积物。
1-2 土的组成
一、土的固相
（二）粘土矿物的晶体结构
高岭石：长石风化产物，1:1型晶格，一个硅片＋一个铝 片＝一个晶层，晶层靠氢键连接，一个颗粒多达近百个晶 层。
1-2 土的组成
一、土的固相
（二）粘土矿物的晶体结构
伊利石：云母在碱性介质中风化产物， 2:1型晶格，二个硅片＋ 一个铝片＝一个晶层，晶层靠钾离子连接，比较稳定，但不如 氢键；
1-2 土的组成
一、土的固相
（二）粘土矿物的晶体结构 蒙脱石：伊利石进一步风化， 2:1型晶格，二个硅片＋一个 铝片＝一个晶层，晶层没有钾离子连接，连接弱。水分子和 水化阳离子极易进入层间。
水水分分子子
1-2 土的组成
一、土的固相
（三）土粒的大小和土的级配 粒组：把工程性质相近的一定尺寸范围的土粒合并为一组。 某粒组的土粒含量：该粒组的土粒质量与干土总质量之比。
第一章 土的物理性质 指标与工程分类
河海大学 岩土工程研究所 Research Institute of Geotechnical Engineering,
Hohai University
本章内容
1-1 土的形成 1-2 土的组成 1-3 土的结构 1-4 土的物理性质指标 1-5 无粘性土的相对密实度、粘性土的稠度
1-2 土的组成
一、土的固相
（二）粘土矿物的晶体结构
硅片：基本单元是硅－氧四面体，底面每个氧离子为2个 相邻单元的硅原子共有组成六边形孔硅片。 铝片：铝（镁）－氢氧（氧）八面体，每个氢氧离子为2 个相邻单元的铝原子共有组成铝片。
同像置换（同型替代）：矿物形成过程中，硅氧四面体 或铝氢氧八面体中心的硅、铝原子被其它原子如铁、镁 等置换，其结构形式不变，但其物理化学性质将发生变 化，形成不同的矿物。
1-1 土的形成
沼泽土：在沼泽地的沉积物。 腐植土：植物充分腐化的土。 泥炭土：未完全腐化还保留有植物残余物的土。 泥炭土的特点：通常呈海绵状，干密度很小，含水率极高，土 质十分疏松，压缩性高、强度低、灵敏度高。
1-2 土的组成
土是固体颗粒、水和空气的混合物，常称土为三相系。 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。
物理风化只改变颗粒的大小和形状，不改变 岩石的矿物成分。
1-1 土的形成
化学风化：岩体（或岩块、岩屑）与氧气、二氧 化碳等各种气体、水和各种水溶液等物质相接触 ，经氧化、碳化和水化作用，使这些岩石或岩屑 逐渐产生化学变化，分解为极细颗粒的过程。
化学风化不但改变了颗粒的大小和形状，也 改变了岩石的矿物成分。