土和土體在工程上通常把地殼表層所有鬆散堆積物都稱為土。它是由顆粒(固相)、水(液相)及氣體(氣相)組成的三相分散體系,土顆粒間的聯結強度大大低於顆粒本身的強度。而土體則往往是指岩土工程中具有一定體積的土層或若干土層的綜合體。土體與工程上套用的其他材料不同,其特點是:①無明確的邊界條件,常假設為半無限體;②在很多情況下為非均質的、各向異性的甚至是非線性的;③土的性質隨環境和時間而變化。土體是在自然條件下的產物,在其形成和發展歷史過程中所遭受到的各種物理化學作用,及其現在所處的埋藏條件,均對土的工程性質有很大影響,故自然界的土是複雜多變的。在研究土的工程性質時,通常要從土的成因、成分和結構出發,對土在溫度、濕度、壓力、時間等因素影響下的性狀變化作出定量的評價,即把地質學的方法與數學、力學的方法結合起來,以認識土的性質及其變化規律。
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土和土體土中的有機質主要是碳氫化合物組成的各種腐殖質,它屬於易分解的非晶質,因此它的存在對於土的各種工程性質都是不利的。土中的水通常都溶解有各種鹽類,所以它實質上是電介質溶液。它與土粒有著複雜的物理-化學作用,這種作用對粘性土的工程性質影響極大。土中的氣體的成分與大氣成分不同,它含有較多的二氧化碳(為大氣的6~7倍)和較少的氧氣。有的土中還含有甲烷及重烴等氣體。
土的組織結構 從廣義上反映土的物質組成的空間分布或相互依存關係。包括:①土的組織。指土粒、粒團和孔隙的大小、形狀、表面特徵和空間排列。②土的結構。指土的組織與土粒間聯結特徵之綜合表現。③土的構造。指同一成因的土體中,不同礦物成分或不同結構部分的相互排列特性,如微層理、裂隙、包含物等特徵。根據土的結構特性,可以判別土的成因和所經受的環境變化,並評定土的工程地質特徵及其變化。
土的工程分類 為了正確地評價土的工程性質,以便選擇設計參數和施工處理方案,必須對土進行工程分類。從現有的工程分類來看,分類的法則及指標並不統一。可作為分類依據的有:①土的成因及地質年代。②土的粒度成分(主要用於粗顆粒土)。③土的稠度界限(主要用於細粒粘性土,如按塑性指數分類)。④土的結構特徵和聯結強度。⑤土的力學性質。⑥有機質含量等。
根據解決工程問題的不同,分類也有所不同。國際上為了劃分土的類別曾制訂了許多分類標準,比較通用的是美國“統一分類法”。1952年提出的土的統一分類法是以A.卡薩格蘭德1942年的分類為基礎,於1969年修訂為正式規定。它的分類體系是:①按有機質含量把土分為有機土和無機土。②對含有機質較少的土和無機土,按砂粒組和粉粒組的含量比例關係,分為粗粒土和細粒土。③對粗粒土按粒度及級配進一步劃分土類。④對細粒土,按塑性指數和液限組成的塑性圖進一步劃分土類。