第1页/共76页
Warming-up
稠度consistency 不均匀系数coefficient of uniformity, uniformity coefficient 触变thixotropy 单粒结构single-grained structure 蜂窝结构honeycomb structure 干重度dry unit weight 塑性指数plasticity index 含水量water content, moisture content 级配gradation, grading 结合水bound water, combined water, held water 颗粒级配particle size distribution of soils, mechanical
第9页/共76页
土的形成年代
地球的形成至今大约60亿年。 相对地质年代——根据古生物的演化和岩层形成的顺序，将地壳历史划分成的一
些自然时段，共划分为五大代：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代。 代又分为纪，纪又分为若干世和期，即代→纪→世→期。
每一地质年代中都划分有相应的地层，依次为界→系→统→阶（层）。 在新生代中最新近的一个纪段称为第四纪，我们现在所见的土就是在这一地质年
升降运动：地壳的上拱
或下拗
形成各种类型的
地质构造和地表
的基本形态
水平运动：使岩层产生
形态各异的褶皱和断裂
外力地质作用：包括气温变化、雨雪、山洪、河流、湖泊、海洋、
（生成土和沉积岩） 冰川、风、生物等的作用；可概括为风化、剥蚀、 搬运、沉积等作用
第5页/共76页
地质作用
内力地质作用——由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。
• 2.1 概述
• 2.2 土的成因与组成
• 2.3 土的物理性质指标
• 2.4 无粘性土的物理性质
• 2.5 粘性土的物理性质
• 2.6 土的结构性
• 2.7 土的压实性
• 2.8 土的工程分类
第3页/共76页
2.1 概述
土作为建筑物地基的主体, 显然是土力学研究的主要对象。 什么是土？ 简言之，土是岩石风化后的产物，是岩石经过外力地质作用而形成的碎散颗粒的 集合体。 土既然是散碎颗粒的集合体，颗粒间必然存在着孔隙，而孔隙中也必然包含着水 或空气。因此，土是由土颗粒（固相）、水（液相）、和空气（气相）组成的三相体。 要研究土的性质就必须研究土的生成、组成及物理性质。而首先必须从研究土 的成因着手。
第11页/共76页
2.2.2 土的组成
1. 土中的固体颗粒
土中的固体颗粒（简称土粒）是土的主要组成部分，是土的 骨架。
土颗粒的大小、形状、矿物成分及组成情况是决定土的 物理力学性质的主要因素。
（1）土的颗粒级配
代生成且尚未胶结成岩的，距今约1百万年。
第10页/共76页
土的成岩作用 需要指出：岩石经风化而成土，土也可经压实固结、脱水、胶结硬化而成
为岩石（沉积岩），即
岩石
风化
土。
压实固结、胶结硬化
当然这需要漫长的年代（以百万年计）。
土与岩石的相互转化，虽然过程缓慢，但循环往复、永不休止。这就 是大自然演化的辩证法。
composition of soil 粘性土的灵敏度sensitivity of cohesive soil 平均粒径mean diameter, average grain diameter 曲率系数coefficient of curva第t2u页r/e共76页
第2章 土的物理性质与工程分类
第4页/共76页
2.2 土的成因与组成
2.2.1 形成作用与成因类型（严格地说，土是由地质作用而生成 的）
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。
岩浆活动：岩浆从地球深处喷出地表，冷凝而成岩浆岩
地质作用
内力地质作用
（生成岩浆岩和变质岩）
地壳运动
外力地质作用——由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。
对土的生成贡献最大的地质作用是风化作用。
第6页/共76页
风化作用缩、冻融交替等对岩石的 剥蚀破坏作用（不改变颗粒矿物成份，只改变其 大小和形状。量变）
Warming-up
专业词汇 Void Ratio Clay Cohesionless Soil Cohesive Soil Activity Index 活动性指数A Atterberg limits Liquid Limit Plastic Limit Shrinkage Limit Unsaturated soil
• 按风化成因
无粘性土：物理风化形成，颗粒较粗、相互无粘性、松散 （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（粘土、淤泥）
按沉积地理历史，土可分为： 残积土：未经自然力（水力、风力等）搬运，留存于原地的散碎
体、碎屑物。分布于山坡、山顶，近基岩。 沉积土：因各种自然力的作用和搬运而在他处沉积的土。 a. 风成沉积土：由风力形成。 b. 水成沉积土：由水力形成。第8页/共76页
化学风化：水解、离子交换、氧化还原等作用（细化颗粒, 并 改变其矿物成分。质变）
生物风化：微生物、植被等对岩石的破坏作用等
岩石经风化剥蚀作用而形成的碎散颗粒（土），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，这就形成了性质 千差万别的各种土。
第7页/共76页
按风化成因与沉积地理历史土的分类
水成沉积土
水成沉积土又分为： 坡积土：由于雨雪水流的作用在平缓山坡沉积； 洪积土：由山洪的作用而形成； 冲积土：由于河流的作用搬运沉积而形成，包括平原河谷冲积土
和山区河谷冲积土； 湖泊沉积土：在湖泊中沉积的土，包括沼泽沉积土； 海相沉积土：各种冲积土被水力搬运至海洋而形成的。按海水深
度的不同可分为滨海沉积土、浅海沉积土、陆坡沉积土、深海 沉积土（有机软泥）。 三角洲沉积土：由于江河水流的搬运在江河入海口沉积而形成。