什么是土和土体?

[拼音]：tu he tuti

[外文]：soil and soil mass

在工程上通常把地壳表层所有松散堆积物都称为土。它是由颗粒（固相）、水（液相）及气体（气相）组成的三相分散体系，土颗粒间的联结强度大大低于颗粒本身的强度。而土体则往往是指岩土工程中具有一定体积的土层或若干土层的综合体。土体与工程上应用的其他材料不同，其特点是：

（1）无明确的边界条件，常假设为半无限体；

（2）在很多情况下为非均质的、各向异性的甚至是非线性的；

（3）土的性质随环境和时间而变化。土体是在自然条件下的产物，在其形成和发展历史过程中所遭受到的各种物理化学作用，及其现在所处的埋藏条件，均对土的工程性质有很大影响，故自然界的土是复杂多变的。在研究土的工程性质时，通常要从土的成因、成分和结构出发，对土在温度、湿度、压力、时间等因素影响下的性状变化作出定量的评价，即把地质学的方法与数学、力学的方法结合起来，以认识土的性质及其变化规律。

按其堆积条件可分为三大类：残积土、沉积土及人工填土。成因相同的土具有一定的成分、结构及分布规律。因而具有相近的工程性质。

（1）残积土。地表岩石经过强烈的物理、化学及生物风化作用，并经成土作用残留在原地（或有很少移动）而组成的土。它受气候（气温、雨量）、时间、母岩类型、地形、植被情况、排水条件、细菌活动等影响而变化。

（2）沉积土。地表岩石的风化产物，经过一定地质营力（风、水、冰、重力等）的搬运，在特定环境下沉积而形成的土。在搬运过程中对土粒有冲撞、破碎、磨蚀、切割或溶解作用，使土粒的形状和大小不断改变；而分选作用，使在一定环境下沉积的土层在成分或土粒的大小方面形成有规律的组合。沉积的原因很多，例如水在运动中流速变缓、溶解度降低、电介质作用等都可导致沉积作用。沉积土按地质营力及沉积环境分：冲积土、 洪积土、 海积土、湖积土、冰积土、风积土、坡积土等。

（3）人工填土。人工填筑的土。按其形成及物质组成分：杂填土、冲填土和素填土（压实填土）。

指颗粒、水溶液和气体等成分。土的颗粒由有机质和无机质两类物质组成。目前，对有机质的研究尚少。无机质土颗粒一般是岩石碎块、碎屑或单矿物颗粒。单矿物颗粒有：原生矿物（如石英、长石、云母等）、次生矿物（如粘土矿物、三氧化二铝、次生二氧化硅、水溶盐等）和有机盐类。土的颗粒成分按土粒大小即粒度划分为若干粒组，目前，国际上尚无统一的粒组划分方法，中国采用的粒组划分见表。

土中的有机质主要是碳氢化合物组成的各种腐殖质，它属于易分解的非晶质，因此它的存在对于土的各种工程性质都是不利的。土中的水通常都溶解有各种盐类，所以它实质上是电介质溶液。它与土粒有着复杂的物理-化学作用，这种作用对粘性土的工程性质影响极大。土中的气体的成分与大气成分不同，它含有较多的二氧化碳（为大气的6～7倍）和较少的氧气。有的土中还含有甲烷及重烃等气体。

从广义上反映土的物质组成的空间分布或相互依存关系。包括：

（1）土的组织。指土粒、粒团和孔隙的大小、形状、表面特征和空间排列。

（2）土的结构。指土的组织与土粒间联结特征之综合表现。

（3）土的构造。指同一成因的土体中，不同矿物成分或不同结构部分的相互排列特性，如微层理、裂隙、包含物等特征。根据土的结构特性，可以判别土的成因和所经受的环境变化，并评定土的工程地质特征及其变化。

为了正确地评价土的工程性质，以便选择设计参数和施工处理方案，必须对土进行工程分类。从现有的工程分类来看，分类的法则及指标并不统一。可作为分类依据的有：

（1）土的成因及地质年代。

（2）土的粒度成分（主要用于粗颗粒土）。

（3）土的稠度界限（主要用于细粒粘性土，如按塑性指数分类）。

（4）土的结构特征和联结强度。

（5）土的力学性质。

（6）有机质含量等。

根据解决工程问题的不同，分类也有所不同。国际上为了划分土的类别曾制订了许多分类标准，比较通用的是美国“统一分类法”。1952年提出的土的统一分类法是以A.卡萨格兰德1942年的分类为基础，于1969年修订为正式规定。它的分类体系是：

（1）按有机质含量把土分为有机土和无机土。

（2）对含有机质较少的土和无机土，按砂粒组和粉粒组的含量比例关系，分为粗粒土和细粒土。

（3）对粗粒土按粒度及级配进一步划分土类。

（4）对细粒土，按塑性指数和液限组成的塑性图进一步划分土类。