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第二章 土的性质及工程分类 土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。 土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。 由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。 本章主要介绍 土的组成及土的结构 土的物理性质指标 无粘性土的密实度 粘性土的物理特性 土的渗透性及渗流 土的动力特性 地基(岩)土的工程分类 2.1概述 土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。 在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。 2.2土的三相组成及土的结构 2.2.1 土的组成 一、土的固体颗粒? 土的固体颗粒的大小和形状，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。 2.2.1.1土的矿物成分 矿物成分分为原生矿物、次生矿物 2.2.1.2土粒粒组 自然界中存在的土，都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，土的性质也相应地发生变化。例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。 目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形） 土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。 如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。 筛分法适用于粒径大于0.075mm的粗颗粒。如果粒径小于0.075mm，可以采用水分法测出土颗粒的含量，然后画出颗粒的级配曲线。如果级配曲线平缓，表示土中各种大小粒径均有，颗粒不均匀，级配良好。如曲线较陡，则表示土粒均匀，级配不好。 衡量颗粒级配好坏的指标为不均匀系数，不均匀系数反应大小不同粒组的分布情况。越大，土粒径的分布范围越大，土粒愈不均匀，曲线愈平缓，级配良好。 一般认为 ＜5，称为均质土，其级配不好 ＞10，称为级配良好的土。 另外还可以用曲率系数来表示。 2.2.2 土中的水和气 （一）土中水 土中总含有水，土中水以三种状态出现：液态、固态、气态。土中水的存在会影响到土的物理性质和力学性质，尤其是当固体颗粒愈小时，水的影响愈大。 存在于土中液态水可分为结合水和自由水两大类。 ⒈ 结合水 是被土矿物颗粒表面的分子引力牢固吸附着的一层较薄的水。一般情况下，土颗粒表面常带电，在周围形成电场，将土粒电场范围内的水分子和水溶液中的阳离子（如 等 ）一起吸附在土粒表面，形成结合水膜。 越靠近土粒表面处，静电引力越强，把水化离子（阳离子）和极性水分子牢固地吸附在颗粒表面上形成固定层。这层内的水叫强结合水。 在固定层外围，静电引力比较小，因此水化离子和极性水分子的活动性比在固定层大一些，这一层叫扩散层。这一层的水叫弱结合水。 （1）强结合水 直接靠近土粒表面，吸力最大，可达1000个大气压，这种水及其牢固的结合在土粒表面上，其性质接近于固体。冰点为-78°，具有极大的粘滞性、弹性和抗剪强度，没有溶解能力，也叫吸着水，不能传递静水压力。粘土只含强结合水时，呈现固体状态。 （2）弱结合水 在强结合水外层吸附力稍低的一层结合水。 特点：不能传递静水压力，不能自由流动。使粘土具有可塑性，抗剪强度减小，粘性土的一系列物理特性与弱结合水有关。 ⒉ 自由水 在土粒表面电场影响范围之外，服从重力规律的土孔隙中的水，称为自由水。 这种水不能抗剪，向方向低处流动，能传递静水压力，有溶解能力。 自由水按移动时所受力的不同分为重力水和毛细水。 （1）重力水 在土孔隙中只受重力作用而自由流动，对土粒有浮力，会使土中的应力状态发生变化，使建筑物产生附加沉降。 （2）毛细水 土孔隙中受到表面张力作用而存在的自由水