§4.1土的形成§4.2土的基本物理性质§4.3土的物理状态§4.4土的胀缩性和崩解性§4.5土的毛细性§4.6土的透水性土的形成土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物生物风化残积土无搬运运积土有搬运气相土粒一般由矿物质组成，构成土的固体部分。土粒构成土的骨架。土骨架间布满相互贯通的孔隙。这些孔隙有时完全被水充满，称为饱和土；有时一部分孔隙被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；孔隙完全充满气体时，则称为干土。水和溶解于水的物质构成土的液体部分。空气和其他一些气体构成土的气体部分。这三种组成部分本身的性质以及它们之间的比例关系和相互作用，决定土的物理力学性质。因此，研究土的性质，必须研究土的固体、液体和气体的三相组成。土的三个组成相的质量和体积方面的比例关系土的三相比例指标三相草图在上述变量中ma=0，独立的量有Vs、Vw、Va、mw和ms五个。1m3水的质量通常等于1g，故在数值上Vw=mw。当研究这些量的相对比例关系时，总是取某一定数量的土体来分析，例如，取V=1cm3，或m=1g，或Vs=1cm3等，因此又可以消去一个未知量。这样，对于一定数量的三相土体，只要知道其中三个独立的量，其他各个量就可从图中直接换算得到。三相草图是土力学中用以计算三相量比例关系的一种简单而又很实用的工具。2.室内测定的三个物理性质指标土的密度：单位体积土的质量。Mg/m3,g/cm3rw1为4℃时纯水的密度，rw1=1g/cm3;rs为土粒的密度，即单位体积土粒的质量。故实用上，土粒相对密度在数值上等于土粒的密度。测定方法：土的含水量一般用“烘干法”测定。先称小块原状土样的湿土质量m，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量ms，水的质量mw为湿土和干土质量之差。基本指标表示土中孔隙含量的指标孔隙比是一个重要的物理性能指标，可用来评价天然土层的密实程度。一般地，e<0.6的土是密实的低压缩性土，e>1.0的土是疏松的高压缩性土。土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。砂土根据饱和土Sr的指标值分为稍湿、很湿和饱和三种湿度状态。显然，干土的饱和度Sr=0，而完全饱和土的饱和度Sr=100%。表示土的密度和容重的指标各种密度容重之间的大小关系：重度＝密度×g对于地下水位以下的土体，由于受到水的浮力作用，将扣除水浮力后单位体积土所受的重力称为土的有效重度，以g′表示，当认为水下土是饱和时，它在数值上等于饱和重度gsat与水的重度之差。三相指标换算三相指标换算从物理意义上理解指标间的关系不鼓励死记硬背必要时利用三相草图推导小结§4.3土的物理状态土的物理状态粗粒土的松密程度粘性土的软硬程度土的物理状态相对密度相对密度emax:最大孔隙比；将松散的风干土样通过长颈漏斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的最小干密度再经换算得到最大孔隙比；可用倒转法测定粗粒土的密实状态指标粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度，稠度是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力。塑限wp土中水与稠度状态稠度界限土从某种状态进入另外一种状态的分界含水量称为土的特征含水量或(稠度界限)。工程上常用的稠度界限有液性界限wL和塑性界限wP。土中含水量很低时，水都被颗粒表面的电荷紧紧吸着于颗粒表面，成为强结合水。强结合水的性质接近于固态。因此，当土粒之间只有强结合水时，按水膜厚薄不同，土表现为固态或半固态。当含水量增加，被吸附在颗粒周围的水膜加厚，土粒周围除强结合水外还有弱结合水，弱结合水呈粘滞状态，不能传递静水压力，不能自由流动，但受力时可以变形，能从水膜较厚处向邻近较薄处移动。在这种含水量情况下，土体受外力作用可以被捏成任意形状而不破裂，外力取消后仍然保持改变后的形状。这种状态称为可塑状态。弱结合水的存在是土具有可塑状态的原因。土处在可塑状态的含水量变化范围，大体上相当于土粒所能够吸附的弱结合水的含量。这一含量的大小土要决定于土的比表面积相矿物成分。粘性大的土必定是比表面积大，矿物的亲水能力强的土(例如蒙持石)，自然也是能吸附较多的结合水的土，因之它的塑态含水量的变化范围也必定大。当含水量继续增加，土中除结合水外，已有相当数量的水处于电场引力影响范围以外，成为自由水。这时土粒之间被自由水所隔开，土体不能原受任何剪应力，而呈流动状态。从物理概念分析，土的稠度实际上是反映土中水的形态。相对稠度液性指数Ip常作为细粒土工程分类的依据粗粒土的密实状态指标:相对密度Dr4.4.1研究土的胀缩性及崩解性的意义细粒土由于含水率的增加土体积增大的性能称为膨胀性；由于含水率的减少体积减少的性能称为收缩性；这种湿胀干缩的性质，统称为土的胀缩性。土由于浸水而产生崩解散体的特性称为崩解性。土的膨胀可造成基坑