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土的物质组成与物理性质
邵生俊
西安理工大学岩土工程研究所
.
1
一、土的形成
母岩
物理风化
化学风化
生物风化
原生矿物：石英、云母
长石等
次生矿物：粘土矿物、
无定形氧化物胶体、可
溶盐等
散粒体
残积土
运积土
坡积土
洪积土
冲积土
冰积土
风积土
海相沉积土
湖相沉积土
.
2
固相
液相
气相
土骨架
土孔隙
非饱和土
湿土
饱和土
干土
（一）、土的固相
二、土的三相组成
.
3
土粒级配
筛分法
比重计法
不同粒组的含量
级配良好
级配不良
.
4
土粒成份
原生矿物：石英、云母、长石等
次生矿物：粘土矿物、无定形氧化物胶体、可溶盐等
矿物质
有机质
粘土矿物：成针状、片状
高岭石
伊利石
蒙脱石
晶层由硅铝片叠合而成，晶层间氢氧键连接，大小
比表面积
晶层由硅铝硅片叠合而成，晶层间钾离子键连接，大小
比表面积
晶层由硅铝硅片叠合而成，晶层间水分子键连接，大小
比表面积
.
5
（二）、土的液相
（三）、土的气相
土中水或溶液
强结合水
弱结合水
结合水
自由水
土中气体
连通气体
封闭气体
毛细水
重力水
.
6
三、土的物理性质
土的三相组成直接影响着土的工程性质
土的物理性质指标
土的密度
土的比重
砂土:2.65
粘性土:2.7~2.75
三相图
.
7
土的含水量
孔隙比
孔隙率
饱和度
饱和密度
干密度
土的物理性质指标
浮密度
.
8
土的物性指标换算关系
直接测试指标：
换算指标
.
9
粒组
统称
《土的工程分类标准》
《公路土工试验规程》
粒组名称
粒组范围（mm）
粒组名称
粒组范围（mm）
巨粒
漂石（块石）
卵石（碎石）
200
200～60
漂石（块石）
卵石（小块石）
200
200～60
粗粒
粗砾
细砾
砂粒
60～20
20～2
2～0.075
粗砾
中砾
细砾
粗砂
中砂
细砂
60～20
20～5
5～2
2～0.5
0.5～0.25
0.25～0.075
细粒
粉粒
粘粒
0.075~0.005
0.005
粉粒
粘粒
0.075～0.002
0.002
.
10
土的物理状态指标
粒度
密度
湿度
粗粒土的相对密度状态
细粒土的稠度状态
固态
半固态
塑态
液态
.
11
四、土的结构
土的结构是土粒或土的团粒在空间的排列和相互连接
土的结构性是土的结构对抗力贡献的力学效应
粗粒土
单粒结构，比表面积小，粒间连接弱
细粒土
比表面积大，颗粒表面带负电荷，粒间连接强
范德华力
库伦力
胶结作用
毛细压力
分散结构：淡水中沉积
凝聚结构：海水中沉积
.
12
五、土的工程分类
水利工程分类：
依据土的粗细程度与塑性图分类
土
粗粒土
大于0.074mm颗粒的含量占50％以上
细粒土
小于0.074mm颗粒的含量占50％以上
有机土(Peat)
有机质的含量超过25％
砾类土（Gravel）
大于2mm颗粒的含量占50％以上
砂类土(Sand)
小于2mm颗粒的含量占50％以上
粘质土（Clay）
粉质土(SiltorMo)
有机质土(Organic)
有机质的含量5％～25％
.
13
按颗粒组成及细粒含量划分粗粒土
粗粒土
砾类土（Gravel）
大于2mm颗粒的含量占50％以上
砂类土(Sand)
小于2mm颗粒的含量占50％以上
砾
（细粒组含量〈5%）
微含细粒土砾
（细粒组含量5～15%）
含细粒土砾
（细粒组含量15～50%）
砂
（细粒组含量〈5%）
微含细粒土砂
（细粒组含量5～15%）
含细粒土砂
（细粒组含量15～50%）
.
14
按塑性图划分细粒土
粘质土
（A线和A线以上）
粘质土
或有机质土
细粒土
.
15
建筑工程分类：
依据土的粗细程度与塑性指数分类
土
无机土
有机质小于5％
有机质土
有机质含量5～10％
泥炭
有机质的含量超过60％
碎石土
大于2mm颗粒的含量占50％以上
砂类土
小于0.075mm颗粒的含量占50％以上
泥炭质土
有机质含量10～60％
粘性土
小于0.075mm颗粒的含量在50％以下
.
16
粉土
粉质粘土
粘土
碎石土
大于2mm颗粒的含量占50％以上
砂土
小于0.075mm颗粒的含量占50％以上
粘性土
小于0.075mm颗粒的含量在50％以上
漂石或块石
大于200mm颗粒的含量占50％以上
卵石或碎石
大于20mm颗粒的含量占50％以上
园砾或角砾
大于2mm颗粒的含量在50
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