常见土的种类及性质
土的性质
4 土壤中有机无机复合体的性质
如有一类粘土为分散土，其成因就是在土粒或土 团外有憎水的有机胶粒覆盖，遇水作用极易分散成单个 的胶粒而漂浮于水中。 但是，若蛭石粘土颗粒外覆盖丁基、丙基、戊基铵 后，膨胀性将大增；小的烷基铵离子可由钙蒙脱石中换
出部分钙离子，这时也会引起蒙脱石的膨胀性增加。
*可见：有机质可能降低土的膨胀性，也可能增加土的 膨胀性。
（2）氧化硅 在大多数土壤中，硅是氧之后的最丰富元素。其形态从氧化 硅直到复杂的硅酸盐。次生氧化硅可呈胶体形式出现，如 蛋白石；也可呈隐晶和微晶结构，如方英石、磷英石、次 生石英等。 氧化硅凝胶是一种活性很高的吸附剂，具有很大的表面积和 孔隙率，在pH>3.5时带负电荷，在成土过程中形成一种活 性表面。 由于氧化硅凝胶的胶结作用，使土壤孔隙率增大，脆性增加。
（1）残积土 （2）动水沉积土：坡积土，洪积土，冲积土 （3）静水沉积土：湖相沉积土，海相沉积土 （4）风积土 （5）冰渍土
5 土的三相系
土与一般固体物质性质有极大的不同，就是因为组 成土体是三相系，三相之间的相互作用和三相比 例的变化及各相的物质组成变化是土的性质变化 的内因。 土的三相：指土矿物颗粒组成的固相，土孔隙中的 水组成的液相和土孔隙中的气体组成的气相。
（3）氧化铝 土壤中的各种游离铝构成不同形态的转化序列，在土壤形成 过程中从离子态→无定形态→晶质态的老化过程中。土壤 中的铝与氧形成六配位化合物，为次生粘土矿物形成提供 铝氧片，铝还可以与Si-O四面体中的Si发生同晶置换，成 为次生粘土矿物的一部分。 土壤中的活性铝含量与土壤风化成都相关，风化程度越高， 交换型铝含量越低，铝从水溶性羟基铝→可交换的氧化铝 凝胶→三水铝石→八面体铝氧片方向转变。
（2）氧化物的胶结作用使粘土颗粒聚集 （3）氧化物胶体的两性离解可使其带正电， 与带负电的粘土颗粒发生反应而降低粘土 矿物的阳离子交换量 （4）氧化铝吸附氧化硅胶体发生化学反应成 为粘土矿物颗粒
小结土壤知识点总结
小结土壤知识点总结一、土壤的形成土壤的形成是一个长期的过程，受地质、气候、植被、陆地利用和微生物等因素的影响。
在土壤形成的过程中，岩石会受到风化、侵蚀和分解的作用，生成土壤颗粒。
同时，有机质的积累和生物活动也会对土壤的形成起到重要作用。
不同的地质条件和气候环境会形成不同类型的土壤，如砂质土壤、粘土壤、壤土等。
二、土壤的物理特性1. 土壤的质地土壤的质地是指土壤中各种颗粒的数量和比例。
一般来说，砂质土壤通透性较好，排水性较强；粘土壤含有较多的粘粒，保水性较好，但通透性差；壤土则是砂和粘的混合物，具有较好的通透性和保水性。
2. 土壤的结构土壤的结构指的是土壤颗粒之间的排列方式和相互连接的程度。
良好的土壤结构有助于土壤的通气、排水和根系的生长。
土壤结构分为状结构、粒结构和块状结构等。
3. 土壤的孔隙度土壤的孔隙度是指土壤中的空气和水所占的比例。
孔隙度的大小对土壤的透气性、排水性和水分存留量有着重要的影响。
4. 土壤的密度土壤的密度是指单位体积的土壤中所含的颗粒的重量。
密度大小对土壤的排水性、保水性和通气性有一定的影响。
5. 土壤的色泽土壤的色泽反映了土壤中有机质、氧化铁和其他矿物质的含量。
不同颜色的土壤具有不同的特性，如黑色的土壤含有较多的有机质，红色的土壤含有氧化铁等。
三、土壤的化学特性1. 土壤的酸碱性土壤的酸碱性对植物的生长和土壤中的微生物有着重要的影响。
酸性土壤会对植物的养分吸收和根系生长产生负面影响，而碱性土壤则会影响土壤中元素的溶解和养分的供应。
2. 土壤的养分土壤中的养分包括氮、磷、钾等必需元素，这些元素对植物的生长和发育至关重要。
土壤的养分含量会影响植物的生长状况和产量。
3. 土壤的有机质土壤中的有机质是由植物和动物残体、粪便等有机物质分解而成。
有机质对土壤的保水、供养养分、促进微生物生长和改善土壤结构都具有重要的作用。
四、土壤的生物特性1. 土壤中的微生物土壤中有大量的微生物，包括细菌、真菌、原生动物等。
第二章土的工程性质及分类
For personal use only in study and research; not for commercial use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。
土的工程分类及各类型土的工程性质
3、黄土
1）特征与分布
黄土是第四季干旱半干旱气候条件下形成的一种性 质特殊的大陆松散沉积物。
颜色主要呈黄色、淡灰黄色或褐黄色；以粉粒为主 （多为0.05-0.01mm的粗粉粒），粒度大小均一， 黏粒含量少（一般小于10%）；富含碳酸盐以及硫 酸盐、少量其他易溶盐类；孔隙比较大，一般在1.0 左右，具有肉眼可见的大孔隙；垂直节理发育；浸 湿后土体显著沉陷（称为湿陷性）。具有上述全部 特征的土即为典型黄土。上述有的特征不明显的土 称为黄土状土。两者统称为黄土类土，简称黄土。
漂石(块石)混合土 卵石(碎石)混合土
注：巨粒混合土可根据所含粗粒或细粒的含量进行细分。
砾类土的分类：
土类 砾土
粒组含量
级配Cu5，1Cc3 细粒含量<5% 级配不能同时满足
上述要求
土类名称 级配良好砾土
级配不良砾土
含细粒土砾土
5%细粒含量<15%
含细粒土砾土
细粒土质砾土
15%细粒含量 <50%
粒径>0.075mm的颗粒质量>总质量的85%的土 为细砂土。
粒径>0.075mm的颗粒质量>总质量的50%的土 为粉砂土。
举例:
例1：某砂土样，经筛析试验，得到各粒组含 量的百分比为：
粒径mm
>5
5~2
~0.0 75
<0.075
质量百分比 %
8
22
26
14
5、湖积土
工程特征：湖边沉积物粒粗，承载力高；远岸沉 积物粒细，性质变差；湖心沉积物主要为黏土和 淤泥软土，压缩性高，强度很低；湖泊淤塞可演 变为沼泽，沼泽沉积土为沼泽土，主要由半腐烂 的植物残体和泥炭组成，含水量极高，承载力极 低。
土力学 第2版 第二章 土的物理性质及分类
环刀的容积V=60cm3； 环刀的质量m1； 环刀和土的质量m2；
土的密度: m2 m1
V
2.2.2 指标的定义
土力学
2.特殊条件下土的密度
质量m
体积V
Vw Va Vv
气
mw
水
m
ms
土粒
Vs V
（1）干密度ρd ：单位体积中固
体颗粒部分的质量 （紧密程度）
d
ms V
（2）饱和密度ρsat ：土体中孔 （3）浮密度ρ ：在地下水位
出合适的名称，可以概略评价土的工程性质。
第2章 土的物理性质及分类
2.1 概述 2.2 土的三相比例指标 2.3 粘性土的物理特征 2.4 无粘性土的密实度 2.5 粉土的密实度和湿度 2.6 土的胀缩性、湿陷性和冻胀性 2.7 土的分类
土力学
2.2 土的三相比例指标
2.2.1 土的三相比例关系图 2.2.2 指标的定义 2.2.3 指标的换算
土力学
2.2.1 土的三相比例关系图
土力学
质量m
气
mw —土中水质量
mw
水
m
ms —土粒质量
ms
土粒
Vs V
Vw Va Vv
体积V
Va —土中气体积 Vw —土中水体积
Vs —土粒体积
m ms mw
Vv Vw Va
（土的总质量）
（土中孔隙体积）
V Vs Vw Va
（土的总体积）
2.2 土的三相比例指标
ds
ms
Vs 1
s 1
测定方法：比重瓶法
ρs—土粒密度，单位体积土粒质量 ρw1 —纯水在40C时的密度，1g/cm3
土粒相对密度变化范围不大：一般，砂类土2.65～2.69；粉性土
中国主要土壤类型
中国主要土壤类型砖红壤海南岛、雷州半岛、西双版纳和台湾岛南部，大致位于北纬22°以南地区。
热带季风气候。
年平均气温为23〜26℃,年平均降水量为1600〜2000毫米。
植被为热带季雨林。
风化淋溶作用强烈，易溶性无机养分大量流失，铁、铝残留在土中，颜色发红。
土层深厚，质地粘重，肥力差，呈酸性至强酸性。
赤红壤滇南的大部，广西、广东的南部，福建的东南部，以及台湾省的中南部，大致在北纬22°至25°之间。
为砖红壤与红壤之间的过渡类型。
南亚热带季风气候区。
气温较砖红壤地区略低，年平均气温为21〜22℃,年降水量在1200〜2000毫米之间，植被为常绿阔叶林。
风化淋溶作用略弱于砖红壤，颜色红。
土层较厚，质地较粘重，肥力较差，呈酸性。
红壤和黄壤长江以南的大部分地区以及四川盆地周围的山地。
中亚热带季风气候区。
气候温暖，雨量充沛，年平均气温16〜26℃,年降水量1500毫米左右。
植被为亚热带常绿阔叶林。
黄壤形成的热量条件比红壤略差，而水湿条件较好。
有机质来源丰富，但分解快，流失多，故土壤中腐殖质少，土性较粘，因淋溶作用较强，故钾、钠、钙、镁积存少，而含铁铝多，土呈均匀的红色。
因黄壤中的氧化铁水化，土层呈黄色。
黄棕壤北起秦岭、淮河，南到大巴山和长江，西自青藏高原东南边缘，东至长江下游地带。
是黄红壤与棕壤之间过渡型土类。
亚热带季风区北缘。
夏季高温，冬季较冷，年平均气温为15〜18℃,年降水量为750〜1000毫米。
植被是落叶阔叶林，但杂生有常绿阔叶树种。
既具有黄壤与红壤富铝化作用的特点，又具有棕壤粘化作用的特点。
呈弱酸性反应，自然肥力比较高，棕壤山东半岛和辽东半岛。
暖温带半湿润气候。
夏季暖热多雨，冬季寒冷干旱，年平均气温为5〜14℃,年降水量约为500〜1000厘米。
植被为暖温带落叶阔叶林和针阔叶混交林。
土壤中的粘化作用强烈，还产生较明显的淋溶作用，使钾、钠、钙、镁都被淋失，粘粒向下淀积。
建筑施工技术-土的工程分类及性质
按表 " # $ # " 的规定，基坑宽应稍大于基础宽；
表 " # $ # " 基坑（槽）不加支撑时的容许深度
土的名称
密实、中 密 的 砂 土 和 碎 石 类 土 （充填物为砂土）
挖土深度 （&）
土的名称
硬塑、可 塑 的 黏 土 和 碎 石 类 土 "
（充填物为黏土）
挖土深度 （&）
"’(
硬塑、可塑的轻亚黏土及亚黏土 "’$( 坚硬的黏土
边 坡顶无荷载
坡 坡 度（高：宽）
坡顶有静载
坡顶有动载
中密的砂土
" - "’++
" - "’$(
" - "’(+
中密的碎石类土（充填物为砂土）
" - +’.(
" - "’++
" - "’$(
硬塑的轻亚黏土
" - +’/.
" - +’.(
" - "’++
中密的碎石类土（充填物为黏性土）
" - +’(+
压实系数#" , ()-.
()-/ 0 ()-. ()-+ 0 ()-1 ()-& 0 ()-/
( ) -( ( ) -( ( ) 23
注：压实系数#"，为土的控制干密度!! 与最大干密度!!"#$的比值。控制含水量为"45 6 7。
7
土的工程分类及性质
1.2 土方开挖技术
1.2.1 人工开挖土方
第四章土的工程性质与分类
新近堆积土：文化期以来新近堆积的土层 Q4，一般呈欠压密状态，结构强度较低。
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第四章土的工程性质与分类
（2）土根据地质成因分
可分为残积土、坡积土、洪积土、冲 积土、湖积土、海积土、风积土和冰川 沉积土，各成因类型沉积土的特征见书 中有关章节。
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第四章土的工程性质与分类
(三) 土中气体
土中的气体，主要为空气和水气。但有 时也可能含有较多的二氧化碳、沼气及硫化氢， 这些气体大多因生物化学作用生成。
气体的存在形式：一种是封闭气体，另一
种是游离气体。
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第四章土的工程性质与分类
三、土的结构、构造
土的工程性质及其变化，除取决于其物质成分外，
第四章土的工程性质与 分类
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2020/11/28
第四章土的工程性质与分类
一、概述
土的定义：
是连续、坚固的岩石在风化作用下形成 的大小悬殊的颗粒，在原地残留或经过不同的 搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。
土的物质组成：
包括作为上骨架的固体矿物颗粒、孔隙 中的水及其溶解物质以及气体。因此，土是由 颗料（固相）、水溶液（液相）和气（气相） 所组成的三相体系。
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第四章土的工程性质与分类
6.表征土粒特征的概念
有效粒径d10：
小于某粒径的土粒重量累计百分数为10％ 时，相应的粒径称为有效粒径d10。
限定粒径d６0：
当小于某粒径的土粒重量累计百分数为60 ％时，该粒径称为限定粒径d６0。
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第四章土的工程性质与分类
不均匀系数Cu：
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四、无黏性土的物理性质
无黏性土主要是指砂土和碎石土，其工程性质与其密实度密切相关。
密实度越大，土的强度越大。
因此，密实度是反映无黏性土工程性质的主要指标。
评判无黏性土的密实度有以下方法：1、根据相对密实度 Dr （大小位于0~1 之间）判别：
密实（ 1 ≥Dr≥0 . 67 ）；中密（ 0 . 67≥Dr≥0 . 33 ）；松散（ 0 . 33 ≥ Dr ≥0 ）。
该法适用于透水性好的无黏性土，如纯砂、纯砾。
2、根据天然孔隙比e判别：
e越小，土越密实。
一般，e＜ 0 . 6 时属密实，e＞ 1 . 0 时属疏松。
该法适用于砂土，但不能考虑矿物成分、级配等对密实度的影响。
3、根据原位标准贯入试验判别：
密（ N > 30 ）、中密（ 15 ≤N≤ 30 ）、稍密（ 10≤N≤15 ）、松散（ N≤10 ）
原位标准贯入试验：在土层钻孔中，利用重63.5kg的锤击贯入器，根据每贯入30cm所
需锤击数来判断土的性质，估算土层强度的一种动力触探试验。
4、根据野外方法鉴别（针对碎石类土）
肉眼观察、挖、钻等。
五、黏性土的物理性质
黏性土的特性主要是由于黏粒与水之间的相互作用产生，因此含水量是决定因素。
黏性土的含水量对其物理状态和工程性质有重要影响。
液限（ωL, Liqud Limit ）：土由可塑状态变到流动状态的界限含水量；土处于可塑状态的最大含水量，稍大即流态；
塑限（ωP， Plastic Limit ）：土由半固态变为可塑状态的界限含水量；土处于可塑状态的最小含水量，稍小即半固态；
缩限（ωS , Shrinkage Limit ）：土由固态变为半固态的界限含水量；土处于半固态的最小含水量，稍小即为固态。
塑性指数IP ―表示土处于可塑状态的含水量变化范围。
IP 越大，土处于可塑状态的含水量范围也越大。
土颗粒越细，黏粒含量越高，土能吸附的结合水量越多，则IP越大。
黏土矿物蒙脱石含量越高，IP越大。
IP在一定程度上综合反映了影响黏性土特征的各种主要因素，故常用于对黏性土进行分类。
液性指数IL ―表示黏性土软硬程度的一个指标。
故可根据 IL 的大小评判土的软硬程度：
IL＜0坚硬状态；0＜IL＜0.25硬塑状态；
0.25＜IL＜0.75可塑状态；0.75＜IL＜1软塑状态；IL＞1流塑状态；
六、岩土的工程分类
作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
（ l ）岩石应为颗粒间牢固连接，呈整体或具有节理裂隙的岩体。
作为建筑物地基，除应确定岩石的地质名称外，尚应按下面的（ 2 ）~（ 4 ）条来划分其坚硬程度和完整程度。
（ 2 ）岩石的软硬程度应根据岩块的饱和单轴抗压强度frk按表 9-2 分为坚硬岩(＞
60)、较硬岩(60＞frk＞30)、较软岩(30＞frk＞15)、软岩(15＞frk＞5)和极软岩(＜5)。
当缺乏饱和单轴抗压强度资料或不能进行该项试验时，可在现场通过观察定性划分，划分标准可按《建筑地基基础设计规范》附录 A . 0 . 1 执行。
岩石的风化程度可分为：其中微风化和未风化岩石可以作为桩基础的持力层
未风化:结构构造未变，岩质新鲜
微风化:结构构造、矿物色泽基本未变，部
分裂隙面有铁锰质渲染。
中风化：结构构造部分破坏，矿物色泽有较
明显变化，裂隙面出现风化矿物或
风化夹层
强风化:结构构造出现大部分破坏，矿物色泽有较明显变化，长石、云母等多
风化成次生矿物。
全风化：结构构造全部部分破坏
（ 3 ）岩体完整程度应按表 9 - 3 划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。
（ 4 ）碎石土为粒径大于 2mm 的颗粒含量超过全重50 ％的土。
碎石土可按表 9-4 分
为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。
（5）碎石土的密实度可按表 9 -5 分为松散、稍密、中密、密实。
（ 6 ）砂土为粒径大于 2mm 的颗粒含量不超过全重 50 ％、粒径大于0.075mm 的颗粒超过全重 50 ％的土。
砂土可按表 9-6 分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。
（ 7 ）砂土的密实度，可按表 9-7 分为松散、稍密、中密、密实。
地基土粉砂、细砂层容易发生流砂现象，而卵石层容易发生管涌现象。
（ 8 ）黏性土为塑性指数 IP 大于 10 的土，可按表 9-8 分为黏土、粉质黏土。
（ 9 ）黏性土的状态，可按表 9-9 分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
（ 10 ）粉土为介于砂土和黏性土之间，塑性指数IP≤10 且粒径大于0.075mm 的颗粒含量不超过全重 50 ％的土。
（ 11 ）淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于 1 . 5
的黏性土。
当天然含水量大于液限而天然孔隙比小于 1 . 5 但大于或等于 1.0的黏性土或粉土为淤泥质土。
（ 12 ）红黏土为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性黏土。
其液限一般大于50 。
红黏土经再搬运后仍保留其基本特征，其液限大于45 的土为次生红钻土。
（ 13 ）人工填土根据其组成和成因，可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土。
素填土为由碎石土、砂土、粉土、黏性土等组成的填土。
经过压实或夯实的素填土为压实填土。
杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。
冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。
（ 14 ）膨胀土为土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率大于或等于 40 ％的黏性土。
（ 15 ）湿限性土为浸水后产生附加沉降，其湿限系数大于或等于0.015的土。
七、工程特性指标
（ l ）土的工程特性指标应包括强度指标、
压缩性指标以及静力触探探头阻力，标准贯人试验锤击数、载荷试验承载力等其他特性指标。
（ 2 ）地基土工程特性指标的代表值应分别为标准值、平均值及特征值。
抗剪强度指标应取标准值，压缩性指标应取平均值，载荷试验承载力应取特征值。
（ 3 ）载荷试验包括浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。
浅层平板载荷试验适用于浅层地基，深层平板载荷试验适用于深层地基。
（ 4 ）土的抗剪强度指标，可采用原状土室内剪切试验、无侧限抗压强度试验、现场剪切试验、十字板剪切试验等方法测定。
当采用室内剪切试验确定时，应选择三轴压缩试验中的不固结不排水试验。
经过预压固结的地基可采用固结不排水试验。
每层土的试验数量不得少于 6 组。
室内试验抗剪强度指标ck、ψk，可按本规范附录 E 确定。
在验算坡体的稳定性时，对于已有剪切破裂面或其他软弱结构面的抗剪强度，应进行野外大型剪切试验。
（ 5 ）土的压缩性指标可采用原状土室内压缩试验、原位浅层或深层平板载荷试验、旁压试验确定。
当采用室内压缩试验确定压缩模量时，试验所施加的最大压力应超过土自重压力与预计的附加压力之和，试验成果用e-logp 曲线表示。
当考虑土的应力历史进行沉降计算时，应进行高压固结试验，确定先期固结压力、压缩指数，试验成果用 e-logp 曲线表示。
为确定回弹指救，应在估计的先期固结压力之后进行一次卸荷，再继续加荷至预定的最后一级压力。
地基土的压缩性可按 pl 为100kPa , p2为 200kPa 时相对应的压缩系数值α1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：
当考虑深基坑开挖卸荷和再加荷时，应进行回弹再压缩试验，其压力的施加应与实际的加卸荷状况一致。