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第一章 土的组成

1、土力学：是以力学和工程地质为基础研究与土木工程有关的土的应力、应变、强度稳定性等的应用力学的分支。

2、地基：承受建筑物、构筑物全部荷载的那一部分天然的或部分人工改造的地层。 3、地基设计时应满足的基本条件：①强度，②稳定性，③安全度，④变形。

4、土的定义：①岩石在风化作用下形成的大小悬殊颗粒，通过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的沉积物。②由土粒（固相）、土中水（液相）和土中气（气相）所组成的三相物质。

5、土的工程特性： ①压缩性大， ②强度低，③透水性大。

6、土的形成过程：地壳表层的岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下，发生风化作用，使岩石崩解、破碎，经流水、风、冰川等动力搬运作用，在各种自然环境下沉积。 7、风化作用：外力对原岩发生的机械破碎和化学风化作用。 风化作用有两种：物理风化、化学风化。

物理风化：用于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理力使岩体崩解，碎裂的过程。

化学风化：岩体与空气，水和各种水溶液相互作用的过程。 化学风化的类型有三种：水解作用、水化作用、氧化作用。

水解作用：指原生矿物成分被分解，并与水进行化学成分的交换。 水化作用：批量水和某种矿物发生化学反映，形成新的矿物。 氧化作用：指某种矿物与氧气结合形成新的矿物。

8、土的特点：①散体性：颗粒之间无黏结或一定的黏结，存在大量孔隙，可以透水透气。②多相性：土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系。③自然变异性：土是在自然界漫长的地质历史时期深化形成的多矿物组合体，性质复杂，不均匀，且随时间还在不断变化的材料。

9、决定土的物理学性质的重要因素：①土粒的大小和形状，②矿物组成，③组成。 10、土粒的个体特征：土粒的大小、土粒的形状。 11、粒度：土粒的大小。

12、粒组：介于一定粒度范围内的土粒。 13、界限粒经：划分粒组的分界尺寸。 14、土的粒度成分（颗粒级配）：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。

15、土的粒度成分（颗粒组配）常用测定方法：①筛分法：用于粒经大于0.07mm的粗粒组。②沉降分析法：用于粒经小于0.07mm的粗粒组。

筛分法试验：①将风干、分散的代表性土样通过一套自上而下孔经由大到小的标准，筛称干土重，即可求得各个粒组的相对含量。②通过计算可得到小于某一筛孔直径土粒的累积重量及累计百分比含量。

沉降分析法：土粒在水中的沉降原理。土粒的下沉速度：土粒形状、粒经、密度、黏滞度。 16、粒经累计曲线：横坐标表示土粒粒经，纵坐标表示小于或大于某粒经的土重含量。 判断：曲线较陡：表示粒经大小相差不多，土粒较均匀，→级配不良。

曲张平缓：表示粒经大小相差悬殊，土粒不均匀，→级配良好。

17、限制粒经d60，中值粒径d30，有效粒径d10。分别相当于小于某粒径土重累计百分含量为60%、30%、10%对应的粒径。 d60＞d30＞ d10

18、不均匀系数：反映大小不同粒组的分布情况。Cu= d60/d10 Cu＜5 级配不良 Cu＞10 级配良好

曲率系数CC= d302/ d10 d60反映了限制粒径d60与有效粒径d10之间各粒组含量分布情况。

砾类土或砂类土：当Cu≥5和Cu=1∽3良好级配。

CC过大或过小，表明土中缺少中间粒组，务粒组间孔隙的连锁充填效应降低，组配变差。 19、结合水：当土粒与水相互作用时，土粒会吸附一部分水分子，在土粒表面形成一定厚度的水膜。

20.强结合水：指紧靠土粒表面的结合水膜，性质接近于固体，密度约为1.2∽2.4g/cm3，冰点-78℃，有21.极大的黏滞度，弹性和抗剪强度。

22.弱结合水：紧靠于强结合水的外围而形成的结合水膜， 不能祭奠静水压力。 23.自由水：存在于土粒表面电场影响范围以外的水，性质和正常水一样，能祭奠静水压力，冰点为0℃，有溶解能力。

24.重力水：存在于地下水位以下的透水土层中的地下水，对土粒有浮力作用。

25.毛细水：存在于地下水位以上，受到水满天飞空气交界面处表面张力作用的自由水。 强结合水特点：①具有一定的抗剪强度和黏滞度。②不传递静水压力。③e＞1，1.2∽2.4g/cm3。

弱结合水特点：①具有一定塑性； ②不传递静水压力；③e＝1∽1.7g/cm3， 100℃＜沸点＜680℃，-0.5＜冰点＜-78℃ 重力水特点：浮力、流动性。

毛细水特点：①存在于砂土、粉土中；②毛细水与孔隙大小形状有关。

25、气相分为①自由气体：与大气连通；②封闭气体：与大气隔绝，在外力作用下，土吉封闭气体易溶于水，外力没了后，溶解的气体又重新释放出来，使土的弹性增加，透水性减小。

27、黏性土矿物：主要有黏土矿物和其他化学胶结物或有机质，其中黏土矿物的结晶结构特征对黏性土的工程性质影响较大。

①蒙脱石：两层Si-O四面体，夹一层AL-OH八面体，晶胞松散，水理性强。 ②伊利石：

③高岭石：一层Si-O四面体，一层AL-OH八面体

28、土的结构形成：单粒结构、蜂窝结构、絮状结构。

土的构造特征：①成层性；②裂隙性：裂隙、降低土体强度和稳定，加大透水。

第二章 土的物理性质及分类

1、土的物质成分包括：①土骨架的固态矿物颗粒；②土骨架孔隙中的液态水；③溶解物质；④孔隙中的气体。

2、反映土粒均匀程度：粒度成分、颗粒级配。

3、决定土的物理力性质的因素：大小、形状、矿物成分、组成状况。

4、三相比例批量标：表示土的三相比例关系的指标。包括：土粒相对密度dS，土的含水量w、密度ρ。

5、土粒相对密度：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比。dS=mS/vSρW1=ρS/ρW1 mS→土粒质量; vS→土粒体积cm3； ρS→土粒密度，土粒单位体积的质量g/ cm3； ρW1→纯水在4℃时的密度，等于1/ cm3。

6、土的含水量：土中水的质量与土粒质量之比。W=mw/mS×100%,用“烘干法”测定。 7、土的密度ρ=m/v= mw+mS/v；用“环刀法”测定。

8、土的干密度：土单位体积中固体颗粒部分的质量。ρd=mS/v

9、饱和密度：土孔隙中充满水时的单位体积质量。ρsat= mS+VVρW/v(VV土的体积) 10、重度：土单位体积的重力γ=ρg(KN/m3) ρsat≥ρ≥ρd＞ρ’ γsat≥γ≥γd＞γ’

11、土的孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比e=VV/VS。 e＜0.6密实的低压缩性土 e＞1.0疏松的高压缩性土

12、土的孔隙率：土中孔隙所占体积与土总体积之比。n=VV/V×100%(n=e/1+e) 13、土的饱和度：土中水体积与土中孔隙体积之比。Sr= VW/ VV×100% 14流塑性（状态）：保持天然结构的原准确度 上，在其含水量达到液限以后，并不处于流动状态。

可塑性（状态）：当黏性土在某含水量范围内，可用我力塑成任何形状而不发生裂纹，并当外力移去后仍能保持即得的形状的性能。

15、液限：土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。WL 塑限：土由可塑状态转为半固态的界限含水量。Wp

缩限：土由半固态不断蒸发水分，则体积继续逐渐减小，寺到体积不再收缩时，对应土的界限含水量WS

液限WL采用锥式液限代测定。 塑限Wp采用搓条法测定。

16、塑性指数：土处在可塑状态的含水量变化范围（液限和塑限的差值） IP=WL-WP IP愈大，土处于可塑状态的含水量范围愈大。 黏性土（IP＞10→①黏土IP＞17； ②粉质黏土10＜IP≤17。

17、液性指数：反映土的软硬件程度，指黏性土的天然含水量和限的差值与塑限指数之比。IL=W-WP/WL-WP=W-WP/IP。

坚硬状态：当W＜WP时，IL＜0。 流动状态：当W＞WL时，IL＞1。

可塑状态：当WP＜W＜WL时，0＜IL≤1。 IL愈大，土质愈软，反之，愈硬。 IL:

---------┴------------┴-----------┴-----------┴----------→ 坚硬0硬塑0.25可塑0.75软塑1流塑 IL≤0; 0＜IL≤0.25;