1 基本概念

　　土的固相：土的固相物質(zhì)包括無機(jī)礦物顆粒和有機(jī)質(zhì)，是構(gòu)成土的骨架最基本的物質(zhì)。土中的無機(jī)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(fù)雜的物理化學(xué)作用。按照水與土相互作用程度的強(qiáng)弱，可將土中水分為結(jié)合水和自由水兩類。

　　結(jié)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(xué)規(guī)律，其冰點(diǎn)低于零度。結(jié)合水又可分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水。

　　自由水：包括毛細(xì)水和重力水。毛細(xì)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(xì)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(jié)構(gòu)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(zhì)沒有多大的影響，當(dāng)土受到外力作用時(shí)，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(zhì)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(dāng)壓力減小時(shí)，氣泡會恢復(fù)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(dāng)其含量不同時(shí)土的工程性質(zhì)也就不同。

　　[例2]塑性指數(shù)的物理意義及其影響因素。

　　塑性指數(shù)IP是指液限和塑限的差值，也就是土處在可塑狀態(tài)時(shí)含水量的變化范圍�？梢�，塑性指數(shù)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(shù)的大小與土中結(jié)合水的可能含量有關(guān)，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(guān)。

　　從土的顆粒來說，土粒越細(xì)、且細(xì)顆粒（粘粒）的含量越高，則其比表面和可能的結(jié)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(jié)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(dāng)水中高價(jià)陽離子的濃度增加時(shí)，土粒表面吸附的反離子層的厚度變薄，結(jié)合水含量相應(yīng)減少，IP也��；反之隨著反離子層中的低價(jià)陽離子的增加，IP變大。

　　[例3]概念解釋。

　　土的結(jié)構(gòu)性：土的結(jié)構(gòu)性是指土的物質(zhì)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(lián)結(jié)特征的綜合。它對土的物理力學(xué)性質(zhì)有重要的影響。土的結(jié)構(gòu)，按其顆粒的排列方式有：單粒結(jié)構(gòu)、聚粒結(jié)構(gòu)、絮凝結(jié)構(gòu)等。土的結(jié)構(gòu)在形成過程中，以及形成之后，當(dāng)外界條件變化時(shí)（例如荷載條件、濕度條件、溫度條件或介質(zhì)條件的變化），都會使土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

　　土的靈敏度：保持原來含水量不變但天然結(jié)構(gòu)被破壞的重塑土的強(qiáng)度比保持天然結(jié)構(gòu)的原狀土的強(qiáng)度低，其比值可作為結(jié)構(gòu)性的指標(biāo)，即靈敏度。

　　[例4]三相指標(biāo)之間的換算關(guān)系。

　　[例5]砂土相對密度的概念和應(yīng)用。

　　2 例題

　　[例1]某原狀土樣經(jīng)試驗(yàn)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(shù)IP和液性指數(shù)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(yàn)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(shí)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(shí)性

　　壓實(shí)的機(jī)理：壓實(shí)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(shí)的整體。同時(shí)，內(nèi)摩阻力和粘聚力大大增加，從而使土體強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性增強(qiáng)。同時(shí)，因壓實(shí)使土體透水性明顯降低、毛細(xì)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(shí)并達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度，是保證各級道路路基和建筑人工地基獲得足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定性的根本技術(shù)措施之一。

　　地基土壓實(shí)的效果受很多因素影響，歸類分析有內(nèi)因和外因兩個方面。內(nèi)因主要包括土質(zhì)類型和含水量，外因則主要包括壓實(shí)能量、壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法等。