1 基本概念

　　土的固相：土的固相物質包括無機礦物顆粒和有機質，是構成土的骨架最基本的物質。土中的無機礦物成分可以分為原生礦物和次生礦物兩大類。

　　土的液相：土的液相是指存在于土孔隙中的水。它和親水性的礦物顆粒表面有著復雜的物理化學作用。按照水與土相互作用程度的強弱，可將土中水分為結合水和自由水兩類。

　　結合水：指處于土顆粒表面水膜中的水，受到表面引力的控制而不服從靜水力學規(guī)律，其冰點低于零度。結合水又可分為強結合水和弱結合水。

　　自由水：包括毛細水和重力水。毛細水不僅受到重力的作用，還受到表面張力的支配，能沿著土的細孔隙從潛水面上升到一定的高度。重力水在重力或壓力差作用下能在土中滲流，對于土顆粒和結構物都有浮力作用。

　　土的氣相：指充填在土的孔隙中的氣體，包括與大氣連通和不連通的兩類。與大氣連通的氣體對土的工程性質沒有多大的影響，當土受到外力作用時，這種氣體很快從孔隙中擠出；但是密閉的氣體對土的工程性質有很大的影響，在壓力作用下這種氣體可被壓縮或溶解于水中，而當壓力減小時，氣泡會恢復原狀或重新游離出來。

　　[例1]概念解釋

　　組成粘性土礦物的三種主要成分：蒙脫石、伊利石、高嶺石。由于其親水性不同，當其含量不同時土的工程性質也就不同。

　　[例2]塑性指數的物理意義及其影響因素。

　　塑性指數IP是指液限和塑限的差值，也就是土處在可塑狀態(tài)時含水量的變化范圍。可見，塑性指數愈大，土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍也愈大。換句話說，塑性指數的大小與土中結合水的可能含量有關，亦即與土的顆粒組成，土粒的礦物成分以及土中水的離子成分和濃度等因素有關。

　　從土的顆粒來說，土粒越細、且細顆粒（粘粒）的含量越高，則其比表面和可能的結合水含量愈高，因而IP也隨之增大。從礦物成分來說，粘土礦物可能具有的結合水量大（其中尤以蒙脫石類土為最大），因而IP也大。從土中水的離子成分和濃度來說，當水中高價陽離子的濃度增加時，土粒表面吸附的反離子層的厚度變薄，結合水含量相應減少，IP也小；反之隨著反離子層中的低價陽離子的增加，IP變大。

　　[例3]概念解釋。

　　土的結構性：土的結構性是指土的物質組成（主要指土粒，也包括孔隙）的空間相互排列，以及土粒間的聯結特征的綜合。它對土的物理力學性質有重要的影響。土的結構，按其顆粒的排列方式有：單粒結構、聚粒結構、絮凝結構等。土的結構在形成過程中，以及形成之后，當外界條件變化時（例如荷載條件、濕度條件、溫度條件或介質條件的變化），都會使土的結構發(fā)生變化。

　　土的靈敏度：保持原來含水量不變但天然結構被破壞的重塑土的強度比保持天然結構的原狀土的強度低，其比值可作為結構性的指標，即靈敏度。

　　[例4]三相指標之間的換算關系。

　　[例5]砂土相對密度的概念和應用。

　　2 例題

　　[例1]某原狀土樣經試驗測得天然密度？=1.7t/m³，含水量w=25.2％，土粒比重Gs=2.72.試求該土的孔隙比e、孔隙率n、飽和度Sr、干重度？d、飽和重度？sat和有效重度？？。

　　[解]：（1）（略）

　　（2）（略）

　　（3）（略）

　　（4）kN/m³

　　（5）kN/m³

　　（6）kN/m³

　　[例2]某粘性土的天然含水量w=35.2％，液限wL=40％，塑限wP=25％，試求該土的塑性指數IP和液性指數IL，并確定該土的狀態(tài)。

　　[解]：IP=wL-wP=40-25=15

　　IL===0.68

　　查表可知該土的狀態(tài)為可塑狀態(tài)。

　　[例3]從某天然砂土層中取得的試樣通過試驗測得其含水率w=11％，天然密度？=1.70g/cm³，最小干密度為1.41g/cm³，最大干密度為1.75g/cm³，試判斷該砂土的密實程度。

　　[解]已知？=1.70g/cm³，w=11％，可得該砂土的天然干密度為：

　　d===1.53g/cm3

　　再由？dmin=1.41g/cm³，dmax=1.75g/cm³，可得

　　Dr==0.4

　　由于1/3<Dr<2/3，所以該砂土層處于中密狀態(tài)。

　　3 土的壓實性

　　壓實的機理：壓實使土顆粒重新組合，彼此擠緊，孔隙減少，孔隙水排出，土體的單位重量提高，形成密實的整體。同時，內摩阻力和粘聚力大大增加，從而使土體強度增加，穩(wěn)定性增強。同時，因壓實使土體透水性明顯降低、毛細水作用減弱，因而其水穩(wěn)性也大大提高。因此，對地基土壓實并達到規(guī)定的密實度，是保證各級道路路基和建筑人工地基獲得足夠強度和穩(wěn)定性的根本技術措施之一。

　　地基土壓實的效果受很多因素影響，歸類分析有內因和外因兩個方面。內因主要包括土質類型和含水量，外因則主要包括壓實能量、壓實機具和壓實方法等。