情境导入

土体，既是土木工程的重要原材料，可以用作回填土、建筑物地基、隧道支撑结构，也是土木工程的重要改造对象，如软弱地基的改造、开挖基槽和基坑所挖出的土体等。所以，土的性质对于土木工程活动具有重要影响。

学习目标

知识目标：

（1）掌握：土的粒组划分方法；颗粒分析方法；会评价土的级配。

（2）理解：土体类型和特征；土中结合水对土体性质的影响，毛细水及封闭气体对土的工程性质的影响。

（3）了解：土中水、土中气的分类和物理状态，土的结构和构造。

能力目标：

能根据筛分试验划分粒组、绘制土的颗粒级配曲线，评价土的级配。

重点：

土的粒组划分方法，土的颗粒级配评价，土的筛分试验，土中水、土中气的特征及其对工程的影响。

第一章 土的基本性质

1.1 概述

1.1.1 土的概念

土是地壳表层母岩风化后的产物，是各种矿物颗粒的集合体，包括岩石经物理风化崩解而成的碎块以及经化学风化后形成的细粒物质，粗至巨砾、细至粘粒统称为土。土是岩石风化后的产物，但具有区别于岩石的散粒性特性。正是由于这一基本特性，决定了土与钢筋、混凝土等其他工程材料相比，具有压缩性大、强度低、渗透性强的特点。

1.1.2土的形成和演变

土体是完整坚硬的岩石经过风化、剥蚀等外力作用而形成的碎块或矿物颗粒，经水流、风力或重力及冰川等作用的搬运，在适当的条件下沉积成各种类型的土体。

图1.1地表岩石风化成土

1.1.3 土的主要成因类型及基本特征

土的形成要经历风化、剥蚀、搬运、沉积等作用过程。土的成因类型根据搬运沉积情况一般可分为：残积土、坡积土、洪积土、湖积土、冲积土、海积土、冰积土和风积土等。下面主要介绍常见的残积土、坡积土、洪积土、湖积土和冲积土。

(1)残积土

   残积土是岩石风化剥蚀后的颗粒,残留在原地未被搬运的那一部分碎屑堆积物。其成分与母岩相同或相近,一般没有层理构造,均质性差,孔隙较大,作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。

(2)坡积土

  坡积土是高处的风化碎屑物在雨、雪水或自身重力的作用下搬运、沉积而成的山坡堆积物(图1.2)。它一般分布在坡腰或坡脚下,其上部与残积土相接,厚度变化较大,在斜坡陡处厚度较薄,坡脚处较厚。在坡积土上进行工程建设时,要考虑坡积土本身的稳定性和施工开挖后边坡的稳定性。此外,新近沉积的坡积土具有较高的压缩性。

(3)洪积土

   洪积土是在暂时性水流(如洪水)作用下,将山区或高地大量的残积物、坡积物等搬运堆积在山谷中或山前平原上的堆积物(图1.3)。洪积土随近山到远山呈现由粗到细的分选作用,但由于每次洪流的搬运能力不同,使洪积土具有不规则交错层理。

图1.2坡积土

图1.3洪积土

(4)湖积土

   湖积土在内陆分布广泛,一般分为淡水湖积土和咸水湖积土。淡水湖积土分为湖岸土和湖心土两种。湖岸土多为砾石土、砂土或粉质砂土;湖心土主要为静水沉积物,成分复杂,以淤泥、黏性土为主,可见水平层理。咸水湖积土以石膏、岩盐、芒硝及RCO₃(碳酸盐)岩类为主,有时以淤泥为主。

(5)冲积土

   冲积土是由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。颗粒在河流上游较粗,向下游逐渐变细,分选性和磨圆度较好,呈现明显的层理构造。