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土的形成
自然界的土是由岩石经风化、搬运、堆积而形成的。
“土”一词在不同的学科领域有其不同的涵义。就土木工程领域而言，
土是指覆盖在地表的没有胶结和弱胶结的颗粒堆积物。土与岩石的区分仅
在于颗粒间胶结的强弱。
物理风化——指岩石经受风、霜、雨、雪的侵蚀，温度湿度的变化、
不均匀膨胀与收缩，使岩石产生裂隙，崩解为碎块。这种风化仅改变颗粒
大小与形状，不改变原来矿物成分。生成的土呈松散状态，无粘性土。
化学风化——指岩石碎屑与空气、水和各种水溶液相接触，经氧化、
碳化和水化作用，改变原来矿物成分，形成新的矿物(次生矿物)。生成
的土为细粒土，粘性土。
生物风化——由动物、植物和人类对岩体的破坏称生物风化。
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土的固体颗粒
土是岩石风化的产物。因此土粒的矿物组成将取决于成土母岩的矿物
组成及其后的风化作用。成土矿物可分为两大类：
原生矿物次生矿物
◇由岩石经物理风化生成的◇由原生矿物经化学风化生成的新矿物
◇颗粒成分与母岩的相同◇它的成分成分与母岩的完全不同
◇常见的有石英、长石和云母◇有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿物
◇颗粒较粗，多呈浑圆形状◇颗粒极细，且多呈片状
◇吸附水的能力弱，无塑性◇性质活泼，吸附水能力强，具塑性
水溶盐
可溶性次生矿物。常见的有岩盐、钾盐、石膏、方解石，硫酸盐类还
对金属和混凝土有一定的腐蚀作用。
有机质
动植物分解后的残骸，称为腐殖质。其颗粒极细，粒径小于0.1m，呈
凝胶状，带有电荷，具极强的吸附性。
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土的颗粒级配
1.土颗粒的大小直接决定土的性质；
2.粒径——颗粒直径大小，界限粒径——划分粒组的分界尺寸。
3.粒组——将粒径大小接近、矿物成分和性质相似的土粒归并为若干
组别即称为粒组。
4.颗粒级配——土粒的大小及组成情况，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。

级配的测定方法
筛分法(>0.075mm)
比重计法(<0.075mm)
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粒组名称粒径范围一般特征
漂石、块石颗粒>200
渗透性很大、无粘性、无毛细水。
碎石、卵石颗粒20～200
渗透性很大、无粘性、毛细水上升高度不
圆砾、角砾颗粒2～20
超过粒径大小。
易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，
而压缩性增加；无粘性，遇水不膨胀，干
砂粒0.075～2
燥时松散，毛细水上升高度不大，随粒径
变小而增大。
透水性小，湿时稍有粘性，遇水膨胀小，
粉粒0.005～0.075干时稍有收缩，毛细水上升高度较大较快，
极易出现冻胀现象。
透水性很小，湿时有粘性、可塑性，遇水
粘粒<0.005膨胀大，干时收缩显著，毛细水上升高度
大，但速度较慢。
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粒度成分表示法——表格法(教材p5表1-2)

粒度成分表示法——级配曲线(教材p6图1-1)
颗粒分析试验结果，绘制图的粒径级配曲线。用半对数坐标绘制。纵
坐标表示小于某粒径的土重占总土重的百分数，横坐标用对数坐标表示土
的粒径。
d60
①不均匀系数定义为（Cu）Cu
d10
d2
C30
②曲率系数定义为（Cc）cdd
1060
式中，d60—限定粒径。当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时，相
应的粒径称为d60；d10—有效粒径。当小于某粒径的土粒质量累计百分数
为10%时，相应的粒径称为d10；d30—当小于某粒径的土粒质量累计百分数

30%时的粒径用d30表示。
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不均匀系数Cu反映大小不同粒组的分布情况。Cu越大表示土粒大小的

分布范围越大、其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得

较大的密实度。曲率系数Cc描写累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形

状。

曲线平缓，粒径大小相差悬殊，土粒不均匀。颗粒级配可以在一定程

度上反映土的某些性质。对于级配良好（Cu>10，且Cc=1~3)的土，较粗颗
粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的

强度和稳定性也较好．透水性和压缩性也较小，可用作堤坝或其它土建工

程的填方土料。Cu<5的土称为匀粒土，级配不良
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土粒的形状
土粒形状对于土的密实度和土的强度有显著的影响，棱角状的颗粒能
形成比较稳定的结构，强度较高；磨圆度好的颗粒之间容易滑动，土体的
稳定性比较差。描述土粒的形状一般用肉眼观察鉴别的方法。

6VAC
体积系数V形状系数F
c3B2
dm

3
式中V——土粒体积，mm；

dm——土粒的最大粒径，mm。
A、B、C——分别为土粒的最大、中间和最小粒径。
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土中水
土中水处于不同位置和温度条件下，可具有不同的物理状态——固态
、液态、气态。