第章土地物理性质与工程分类

第一章土的物理性质及工程分类要点：*土体的形成*土中颗粒、土中水、土中气体对土的工程性质影响。

——土的颗粒组成，颗分试验，颗粒级配成果分 析，土体的初步分类。*土的物理性质指标的工程意义

——三相比例指标的定义及计算*无粘性土（砂性土）的密实性*粘性土的软硬性

——粘性土的界限含水量意义，土体的进一步分 类。*土体的压实原理*《规范》中土体的分类第一节土的形成地球表面在地质年代中经历着地壳运动、剥蚀作用、沉积作用、成岩作用这样一个不断的循环过程。地表的整体岩石在大气中经受长期的风化作用而破碎后，形成形状不同、大小不一的颗粒。这些颗粒受各种自然力的作用，在各种不同的自然环境下堆积下来，就形成通常所说的土。在土木工程中，土是指覆盖堆积物，它们大多数是在第四纪地质历史时期内形成的。

一、土的搬运沉积第四纪土，根据其搬运和沉积方式的不同，又可分为残积土（图1－1）和运积土两大类。残积土是指母岩表层经风化作用破碎成为岩屑或小颗粒后，未经搬运，残留在原地的堆积物。它的特征是颗粒表面粗糙、多棱角、粗细不均、无层理。运积土是指风化所形成的土颗粒，受自然力的作用，搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物，其特点是颗粒经过滚动和相互摩擦，具有一定的浑圆度，即颗粒因摩擦作用而变浑圆。在沉积过程中因受水流等自然力的分选作用而形成颗粒粗细不同的层次，粗颗粒下沉快，细颗粒下沉慢而形成不同粗细的土层。根据搬运的动力不同，运积土又可分为如下几类：

（1）坡积土——残积土受重力和短期水流（如雨水和雪水）的作用，被搬运到山坡或坡脚处沉积起来的堆积物。此堆积物体内土颗粒粗细不均匀，性质差异较大（图l－2）。（2）洪积土——残积土和坡积土受洪水冲刷，被搬运到山麓处沉积的堆积物。具有一定的分选性。搬运距离近的沉积物其沉积颗粒较粗，力学性质较好；而搬运距离远的沉积物其沉积颗粒较细，力学性质较差（图1－3）。

(4）湖泊沼泽沉积土——在极为缓慢水流或静水条件下沉积形成的堆积物。其特点是这种土除了含有细小的颗粒外，常伴有生物化学作用所形成的有机物的存在，成为具有特殊性质的淤泥或淤泥质土，其工程性质一般较差。（5）海相沉积土——由水流挟带到大海沉积起来的堆积物，其颗粒细，表层土质松软，工程性质较差．（6）冰积土——由冰川或冰水挟带搬运所形成的沉积物，颗粒粗细变化也较大，土质不均匀。

（7）风积土——由风力搬运形成的堆积物，颗粒均匀，往往堆积层很厚而不具层理。我国西北的黄土就是典型的风积土。

二、风化作用和土的主要特征岩石和土在其存在和沉积的各个过程中都在不断风化。不同的风化作用，形成不同性质的土。风化作用有三种类型：物理风化、化学风化、生物风化。

1．土的碎散性物理风化是指岩石和土的粗颗粒受风、霜、雨、雪的侵蚀，温度、湿度的变化，不均匀膨胀和收缩，使岩石产生裂隙，崩解为碎块。这种风化作用只改变颗粒的大小与形状，不改变矿物成分。

由物理风化生成的多为粗颗粒土，如碎石、卵石、砾石、砂土等，呈松散状态，统称无粘性土。这类土颗粒的矿物成分仍与原来的母岩相同，称为原生矿物。虽然物理风化后的土可以当成只是颗粒大小上量的变化，但是这种量变的积累结果使原来的大块岩体获得了新的性质，变成了碎散的颗粒。颗粒之间存在着大量的孔隙，可以透水和过气，这就是土的第一个主要特征——碎散性。2．土的三相体系化学风化是指岩石碎屑与水、氧气和二氧化碳等物质接触而发生的变化，它改变了原来的矿物成分，形成了新的矿物，也称次生矿物。化学风化常见的反应有：水解作用、水化作用、氧化作用、溶解作用、碳酸化作用等。化学风化的结果，形成十分细微的土颗粒以及大量的可溶性盐类。

微细颗粒的表面积很大，具有吸附水分子的能力，具有粘聚力，如粘土、粉质粘土等。因此，自然界的土，一般都是由固体颗粒、水和气体三种成分构成，这是土的第二个主要特征——三相体系。

3．土的自然变异性在自然界中，土的风化作用时刻都在进行，而且各种风化作用相互加强。由于形成过程的自然条件不同，自然界的土也就多种多样。同一场地，不同深度处土的性质也不一样，即使同一位置的土，其性质也往往随方向而异。例如沉积土往往竖直方向的透水性小，水平方向的透水性大。因此，土是自然界漫长的地质年代内所形成的性质复杂、不均匀、各向异性且随时间不断变化的材料。这是土的第三个主要特征——自然变异性。第二节土的三相组成土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的三相体系。固体部分即固体颗粒，一般由矿物质所组成，有时含有有机质。这一部分构成土的骨架，称为土骨架。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；有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；有时也可能完全充满气体，称为干土。水和溶于水的物质构成土的液体部分，空气及其他一些气体构成土的气体部分。这三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了土的物理力学性质。

一、土的固体颗粒固体颗粒构成的土骨架对土的物理性质起决定性的作用。研究固体颗粒就要分析粒径的大小及其在土中所占的百分比，这称之为土的颗粒级配。此外，固体颗粒的矿物成分以及颗粒的形状也影响土的性质。例如粗颗粒的成分都是原生矿物，形状多呈单粒状；而细颗粒的成分多是次生矿物，形状多为片状或针状。

（－）土的颗粒级配自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。随着颗粒大小不同，土的性质相应地发生着变化。例如粗颗粒的砾石，具有很大的进水性，完全没有粘性和可塑性；而细颗粒的粘土则透水性很小，粘性和可塑性较大。粒径：颗粒的大小。粒组：粒径的变化范围表l－l表示国内常用的粒组划分及各粒组的主要特征。表中根据界限粒径把土粒分为6大粒组：漂石（块石）、卵石（碎石）、圆砾（角砾）、砂粒、粉粒和粘粒。

实际上，土常是各种大小不同颗粒的混合物，混合土的性质取决于土中不同颗粒的相对含量（各粒组质量占土粒总质量的百分数）。颗粒级配：土中各粒组的相对含量。1．颗粒级配分析方法工程中，实用的颗粒级配分析方法有筛分法和水分法二种。筛分法适用于粒径大于0．074mm粒组的土。它是利用一套孔径不同的标准筛子（实验室中筛子的孔径为10mm、5mm、2mm、lmm、0.5mm、0.25mm、0.074mm），将事先称过质量的风干或烘干土样置于振动筛上，然后振动过筛，称留在各筛上土的质量，即可求得各个粒组的相对含量。水分法适用于分析粒径小于0.074mm的土。根据斯托克斯（Stokes）定理，球状的细颗粒在水中的下沉速度与颗粒直径的平方成正比。因此可以利用粗颗粒下沉速度快，细颗粒下沉速度慢的原理，把颗粒按下沉速度进行粗细分组。根据这种原理，实验室常用比重计法或移液管法测得。2．颗粒级配曲线综合上述筛分试验和比重计试验的全部结果，可以绘制如图1－4所示的颗粒级配累积曲线。其横坐标为土颗粒的直径，以mm表示。由于混合土中所含的土粒粒径通常相差千倍、万倍甚至更大，且细粒土的含量对土的性质影响很大，必须较为详细地表示。因此，粒径的坐标常取为对数坐标。级配曲线的纵坐标则表示小于（或大于）某粒径土质量的含量（或称累计百分含量）。d60——小于某粒径的土粒质量累计百分数为60%时相应的粒径

d30——小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时相应的粒径

d10——小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时相应的粒径3．颗粒级配曲线的应用由土的颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度。如曲线较陡，则表示粒径大小相差不多，土粒较均匀，则级配不好；反之，如曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。不均匀系数Cu=d60/d10；当Cu〈5，土为均匀，即级配不良；当Cu〉10，土为不均匀，即级配良好。曲率系数Cc=d230/(d10*d60)，当Cc=1~3，级配良好。

土的颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质。对于级配良好的土，较粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充，因而土的密实度较好，相应的地基土的强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小，可用作堤坝或其他土建工程的填方土料。GradingcurvesW WellgradedGradingcurvesW WellgradedU UniformGradingcurvesW WellgradedU UniformP PoorlygradedGradingcurvesW WellgradedU UniformP PoorlygradedC WellgradedwithsomeclayGradingcurvesW WellgradedU UniformP PoorlygradedC WellgradedwithsomeclayF Wellgradedwithanexcessoffines（二）土粒的矿物成分 土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响。土中固体部分的成分如图1－5所示，绝大部分是矿物质。颗粒的矿物成分分两大类。一类是原生矿物，它是由岩石经物理风化生成的；另一类是次生矿物，它是由原生矿物经过化学风化后所形成的新矿物。土中的次生矿物主要是粘土矿物。

漂石、卵石、圆砾等粗大土粒都是岩石的碎屑，他们的矿物成分与母岩相同。砂粒大部分是母岩中的单矿物颗粒，如石英、长石和云母等。其中石英的抗化学风化能力强，在砂土中尤为多见。粉粒的矿物成分是多样性的，主要是石英和一些难溶盐的颗粒。粘粒的矿物成分主要是次生矿物，而其中以粘土矿物为最多。粘土矿物具有与原生矿物很不同的特性，它对粘性土的性质影响很大。粘土矿物依硅氧晶片和铝氢氧晶片的组叠形式的不同，可以分成蒙脱石、伊利石和高岭石三种类型

.

二．土中水 土中水是组成土的第二种主要成分。 土中水可以有不同的存在形态：固态的冰，气态的水蒸气，液态的水，还有矿物颗粒晶格中的结晶水。 水蒸气一般对土的性质影响较小。结晶水是土的固体颗粒的组成部分，不能自由移动，只有在高温下才能脱离晶格。这里着重讨论土中的液态水。 土中液态水可分为结合水和自由水两大类。（－）结合水 结合水是指受颗粒表面电场作用力吸引而强力吸附于土粒表面上的土中水。这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固的粘结在一起。结合水不传递静水压力，不能任意流动。 结合水距颗粒表面远近不同，所受电场作用力的大小也不一样，结合水按所受电场作用力的大小可分成强结合水和弱结合水两类。

（二）自由水自由水是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。它的性质和普通水一样，能传递静水压力，冰点为0ºC，有溶解能力，不能抗剪，密度在1．0左右。自由水按其移动所受作用力的不同，又分为重力水和毛细水。

1．重力水重力水是指存在于地下水位以下的透水土层中的地下水，它是在重力或压力差作用下运动的自由水，对土粒有浮力作用。

2．毛细水 毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。毛细水存在于地下水位以上的透水土层中。毛细水按其与地下水位是否联系可分为毛吸悬挂水（与地下水无直接联系）和毛细上升水（与地下水相连）两种。三．土中气土中气存在于土孔隙中未被水占据的部位。在粗粒土中常见到与大气相通的空气，它对土的力学性质影响不大。在细粒土中则常存在与大气隔绝的封闭气泡，使土在外力作用下的压缩变形增加，透水性减小。对于淤泥和泥炭等有机质土，由于微生物的分解作用，在土中蓄积了某种可燃气体（如硫化氢、甲烷等），使土层在自重作用下长期得不到压密，形成高压缩性土层。

四．土的结构和构造土的结构是指由土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。一般分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。

土的构造是指在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。土的构造最主要的特征就是成层性，即层理构造

第三节土的三相比例指标上节已讲到，土中固体颗粒、水、气的性质，特别是固体颗粒的性质直接影响土的工程特性。但是，对于砂性土，密实时，即固体颗粒含量相对较多、气体含量相对较少，则强度高，反之，松散时强度低。而对于细粒土，水的含量相对较少时硬，水的含量相对较多时则软。这说明土的性质不仅决定于三相组成中各相的性质，而且三相之间量的比例关系也是一个很重要的影响因素。表示土的三相组成比例关系的指标，称为土的三相比例指标。

一．土的三相草图为了使土的三相量的比例关系形象化，以获得清楚的概念，在土力学中，通常用三相草图来表示土的三相组成。二．基本试验指标为了确定三相草图中的三个独立的量，就必须通过实验室的手段进行试验测定。通常作三个基本物理性质指标试验：土的密度试验、土粒的相对密度试验和土的含水量试验。由此得到三项基本物理性质指标：土的密度、土粒相对密度和土的含水量。

1．土的密度土的密度定义为土单位体积的质量，单位为g／cm3或t／m3，即工程中还常用重度／来表示类似的概念。土的重度定义为单位体积土的重量，单位为kN／m3。它与土的密度有如下关系：

式中g——重力加速度（g=9．81m／s2，工程上为了计算简便，取g=10m／s2）。

天然状态下土的密度变化范围较大，随土的矿物组成、孔隙体积和水的含量而异，一般变化于1.60～2.20g／cm3之间。土的密度一般用“环刀法”测定。2．土粒的相对密度（土粒比重）土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积4℃时纯水的质量之比，即

式中ds——土粒密度，即单位体积土粒的质量；

ρw1——纯水在4℃时的密度。实用上，土粒相对密度在数值上等于土粒的密度，是无量纲数。土粒相对密度决定于土的矿物成分，其数值一般为2．6~2．8。同一类土，其土粒相对密度变化幅度不大。土粒相对密度在实验室内用比重瓶法测定，试验测定的是土粒的平均相对密度。土中有机质含量增加时，土料相对密度减少。3．土的含水量（含水率）土的含水量定义为土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示：

含水量是标志土的湿度的一个重要指标。天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。一般干的粗砂土，其值接近于零，而饱和砂土可达40％；坚硬的粘性土的含水量约小于30％，而饱和状态的软粘性土（如淤泥），则可达80％以上。一般说来，同一类土，当其含水量增大时，则其强度就降低。土的含水量一般用“烘干法”测定。

三、其他导出指标测出土的密度ρ、土粒相对密度ds和土的含水量w后，就可以根据土的三相草图计算出三相组成各自在体积上和重量上的含量。为了便于表示三相含量的比例特征及工程性质，定义如下几种导出指标。

1.土的干密度（ρd）、饱和密度（ρsat）和有效密度(ρ`)

土的干密度定义为土单位体积中固体颗粒部分的质量，即

工程上常把干密度作为评定土体紧密程度的标准，以控制填土工程的施工质量，干密度越大，说明土越密实。土的饱和密度定义为土饱和时，即孔隙中完全充满水时单位体积的质量，即式中ρw——水的密度，ρw≈ρw=1g/cm3。

土的有效密度（又称土的浮密度）定义为在地下水位以下，单位土体积中土粒的质量扣除浮力后质量，即单位土体积中土粒的有效质量，即

以上表示土的密度的几个指标在数值上有如下关系：对应于这几种密度，工程上还常用土的天然重度γ、饱和重度γsat、干重度γd和浮重度γ`来表示土在不同含水状态下单位体积的重量。在数值上，它们等于相应的密度乘以重力加速度g。另外，静水下的土体受水的浮力作用，其重度等于土的饱和重度减去水的重度，称为浮重度γ`，即为同样地，这几种重度在数值上有如下关系：

2．土的孔隙比(e)和孔隙率（n）

工程上常用孔隙比或孔隙率表示土中孔隙的含量。孔隙比定义为土中孔隙体积与土粒体积之比，即

孔隙比用小数表示。它是一个重要的物理性质指标，可用来评价天然土层的密实程度。一般e＜0．6的土是密实的低压缩性土，e＞l．0的土是疏松的高压缩性土。

孔隙率定义为土中孔隙体积与土的总体积之比，以百分数表示，即

土的孔隙比和孔隙率都是用以表示孔隙体积含量的概念，它可用来表示同一种土的松密程度，它随土形成过程中所受的压力、颗粒级配和颗粒排列的状况而变化。一般说，粗粒土的孔隙率小，细粒土的孔隙率大，孔隙比与孔隙率之间有下列关系：

3土的饱和度（Sr

）

土的饱和度定义为土中水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示，即

显然，干土的饱和度Sr=0，而饱和土的饱和度Sr=1．0，砂土根据饱和度Sr

的指标值可分为稍湿、很湿与饱和三种湿度状态：

四、指标的换算表示土的三相量比例关系的指标一共有9个，即土的天然密度ρ，土粒比重ds，土的含水量w，干密度ρd，饱和密度ρsat，有效密度ρ`，孔隙比e，孔隙率n和饱和度Sr。对于三相土，只要通过试验确定三个独立指标，就可以应用三相草图，按照它们的定义计算出其他指标来。为了计算方便起见，不妨令Vs=1，则用指标表示的三相图见图1-14。根据指标的定义；

第四节土的物理状态所谓土的物理状态，对于粗粒土，是指土的密实程度，对于细粒土则是指土的软硬程度或称为粘性土的稠度。一．粗粒土（无粘性土）的密实度土的密实度通常指单位体积中固体颗粒的含量。它与土的工程性质有着密切的关系，土颗粒含量多，土呈密实状态，强度较大，可作为良好的地基；土颗粒含量少，土呈松散状态，则是不良地基。工程上为了更好地表明无粘性土所处的密实状态，采用将现场土的孔隙比e与该种土所能达到最密实时的孔隙比emin和最松散时的孔隙比emax相对比的办法来表示孔隙比为e时土的密实度。这种度量密实度的指标称为相对密实度Dr，定义为

式中e——现场无粘性土的天然孔隙比；

emax——土的最大孔隙比；

emin——土的最小孔隙比。从上式可以看出，若无粘性土的天然孔隙比e接近于emax，即相对密度Dr接近零时，土呈松散状态；e接近emin，即Dr

接近于1时，土呈密实状态。根据Dr

的值可把粗粒土的密实度状态划分为下列三种：

将孔隙比与干密度的关系式代入式中整理，可以得到用干密度表示的相对密实度的表达式为

相对密实度试验适用于透水性良好的无粘性土，如纯砂、纯砾。相对密实度作为无粘性土的密实度指标，对于土作为土工构筑物和地基稳定性，特别是在抗震稳定性方面具有重要意义。

虽然相对密实度指标理论上比较完善，但是要在实验室条件下测得各种土理论上的emax和emin却十分困难，并且在具体工程中难以取得原状土样，即很难准确测定土的天然孔隙比e。因此，利用标准贯入试验、静力触探等原位测试方法来评价天然砂土的密实度得到了工程技术人员的广泛采用。砂土根据标准贯入试验的锤击数N63..5分为松散、稍密、中密及密实四种密实度，其划分标准如下。

碎石土可以根据野外鉴别方法划分为密实、中密、稍密三种密实度状态。其划分标准见表1－3。

二．细粒土（粘性土）的稠度细粒土的物理特征表现为它的稠度以及伴随着出现的粘性和塑性。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。（－）粘性土的稠度状态粘性土由于其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态和流动状态。当土中含水量很低时，水被颗粒表面的电荷紧紧吸附于颗粒表面，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，土粒周围既有强结合水也有弱结合水，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。在这种含水量条件下，土体受外力作用可以被捏成任意形状而不发生裂纹，并当外力取消后仍然保持既得的形状，这种状态称为可塑状态。土的这种性能称为可塑性。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，大致上相当于土粒所能吸附的弱结合水的含量。

当含水量继续增加，土中除结合水外，已有相当数量的自由水，这时土粒之间被自由水隔开，土体不能承受剪应力，呈流动状态。（二）界限含水量（稠度界限）粘性土从某种状态进入另一种状态的分界含水量称为土的界限含水量。它对粘性土的分类及工程性质的评价很有意义。

如图所示，土由可塑状态转到流动状态的界限含水量叫做液限（也称塑性上限含水量或流限），用符号wL

表示；土由半固态转到可塑状态的界限含水量叫做塑限（也称塑性下限含水量）用符号wP

表示；土由半固态不断蒸发水分，体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时土的界限含水量叫缩限，用符号wS

表示。在实验室中，液限wL

用液限仪测定，塑限wP

用搓条法测定。也可以用联合测定法测定。（三）塑性指数和液性指数塑性指数是指液限和塑限的差值（省去％符号），即土处在可塑状态的含水量变化，用符号IP

表示，即

显然，塑性指数值愈大，土处于可塑状态的含水量变化范围也愈大。即塑性指数的大小与土中结合水的可能含量有关，亦即与土的颗粒组成、土粒的矿物成分以及土中水的离子和浓度等因素有关。土粒愈细，粘粒含量愈多，其比表面积也愈大，与水作用和进行离子交换的机会愈多，塑性指数IP

也愈大。由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此在工程上常按此值对粘性土进行分类。GB5007—2002《建筑地基基础设计规范》规定粘性土按塑性指数值可划分为粘土和粉质粘土。

液性指数是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用符号IL

表示，即

由上式可知，当土的天然含水量w<wp时，IL<0，天然土处于坚硬状态；当w＞wL时，IL＞1，天然土处于流动状态；当w在wL与wP之间时，即IL

在0～1之间，则天然土处于可塑状态。因此可用液性指数IL

表示粘性土所处的较硬状态。IL值愈大，土质愈软；反之土质愈硬。

GB5007—2002《建筑地基基础设计规范》规定粘性土根据液性指数值划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑及流塑五种软硬状态，其划分标准见表1－4。

（四）反映粘性土（细粒土）结构特性的两种性质

1．粘性土的灵敏度土的结构形成后即有一定的强度，且结构强度随时间而增长。在含水量不变化的条件下，将原状土捏碎，重新按照原来的密度制备成重塑土样。由于原状土结构彻底破坏，重塑土样的强度较之原状土样将有明显的降低。定义土的灵敏度St

为原状土样的单轴抗压强度qu（或称无侧限抗压强度）与重塑土样的单轴抗压强度q`u之比，即

显然结构性愈强的土，灵敏度St愈大。表1－5表示饱和粘性土根据灵敏度的分类。某些近代沉积的粘性土灵敏度S可以达到50～60，甚至更大，这种土结构受到扰动后，强度几乎完全丧失。

2．粘性土的触变性与灵敏度密切相关的另一种特性是触变性。结构受破坏，强度降低以后的土，若静置不动，则土颗粒和水分子及离子会重新排列，形成新的结构，强度又得到一定程度的恢复。这种含水量和密度不变、土因扰动而软化、又静置而逐渐硬化、强度有所恢复的性质，称为土的触变性。

第六节土的工程分类自然界中的各种土，从直观上大致可分为两大类：无粘性土和粘性土。工程上是用某种最能反映土的工程特性的指标来进行系统的分类。按前述分析，影响土的工程性质的三个主要因素是土的三相组成、土的物理状态和土的结构。这三者中，三相组成起主要作用。在三相组成中，关键是土的固体颗粒。首先就是颗粒的粗细。按实践经验，工程中以土中颗粒粒径大于0．074mm的质量占全部土粒质量的50％以上称为粗粒土（无粘性土），小于50％的称为细粒土（粘性土）。

粗粒土的工程性质，如透水性、压缩性和强度等，在很大程度上取决于土的颗粒级配。因此粗粒土按颗粒级配累积曲线进一步分类。

细粒土的工程性质不仅决定于颗粒级配，而且与土粒的矿物成分也有密切的关系。它们直接综合表现为土的吸附结合水的能力。反映土吸附结合水的能力的特性指标有wL、wP

。IP

。工程上多用塑性指标作为分类指标。GB5007一2002《建筑地基基础设计规范》将地基土分成六大类，即岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。现分述如下。一、岩石（－）岩石按坚固性分类岩石根据坚固性可分为硬质岩石和软质岩石两类，如表1-16。（二）岩石按风化程度分类根据岩石风化所造成的特征，包括矿物变异、结构和构造、坚硬程度以及可挖性或可钻性等，将岩石的风化程度划分为微风化、中等风化和强风化三类。如表1-17。(三）岩体按完整性分类岩体完整程度应按表4．1．4划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。

二、碎石土

碎石土系指粒径大于2mm的颗粒含量超过总土重50％的土。根据粒组含量及颗粒形状，按表l－18细分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾六类。

三、砂土砂土系指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50％、而粒径大于0．074mm的颗粒含量超过全重的50％土。砂土根据粒组含量不同又细分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类。如表1－19。

四、粉土粉土系指粒径大于0．074mm的颗粒含量不超过全重的50％、塑性指数Ip小于或等于10的土。其工程性质介于粘性土和砂土之间。必要时可根据颗粒级配分为砂质粉土（粒经小于0．005mm的颗粒含量不超过全重的10％）和粘质粉土（粒径小于0．005mm的颗粒含量超过全重的10％）。粉土既不具有砂土透水性大、抗剪强度高的特点，又不具有粘性土防水性能好、粘聚力强的特点。在工程上常表现受振动易液化、冻胀性大等性质。

五、粘性土粘性土系指塑性指数IP＞10的土。其中IP≤17，称为粉质粘土；IP＞17称为粘土。粘性土的工程性质与土的成因、生成年代的关系很密切，不同成因和年代的粘性土，尽管其某些物理指标可能接近，但其工程性质可能相差很悬殊。按照不同的地质年代，粘性土又可分为老粘性土、一般粘性土和新近沉积粘性土。

六.淤泥和淤泥质土：淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1．5的粘性土。当大然含水量大于液限而天然孔隙比小于1．5但大于或等于1．0的粘性土或粉土为淤泥质土。七.红粘土：红粘土为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性粘土。其液限一般大于50。红粘土经再搬运后仍保留其基本特征，其液限大于45的土为次生红粘土。八、人工填土人工填土系指由人类活动而堆填的土。其物质成分复杂，均匀性较差。根据其物质组成和堆填方式，填土可分为素填土、杂填土和冲填土三类。

素填土是由碎石、砂或粉土、粘性土等一种或几种材料组成的填土。按主要组成物质成分的不同又可分为碎石素填土、砂性素填土、粉性素填土、粘性素填土。经压实后称为压实填土。杂填土是指含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物的填土。按其主要组成和特征又可分为建筑垃圾土、工业废料土及生活垃圾土。冲填土是由水力冲填泥砂形成的填土。

此外，自然界中还分布有许多具有一般土所没有的特殊性质的土，如黄土、红粘土、冻土、膨胀土等特殊土。它们的分类都各有规范，工程实践中遇到时，可选择相应的规范查用。第五节土的压实原理有时建筑物建筑在填土上，为了提高土的强度，减小压缩性和渗透性，增加土的密实度，经常要采用夯打、振动或碾压等方法使土得到压实，从而保证地基和土工建筑物的稳定。压实——指土体在压实能量作用下，土颗粒克服粒间阻力，产生位移，土颗粒重新排列，使土中的孔隙减小，密实度增加。实践经验表明，细粒土和粗粒土具有不同的压密性质。压实细粒土宜用夯击或碾压机具，同时必需控制土的含水量。压实粗粒土