Huazhong University of Science and Technology
华中科技大学 材料科学与工程学院 2013年 4 月 年
第三章 陶瓷基板制造技术
第一节 陶瓷基板概论
1、陶瓷基板具备条件 2、陶瓷基板的制造方法 3、流延成型工艺 4、陶瓷基板的金属化 4 陶瓷基板的金属化
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第三章 陶瓷基板制造技术
第二节 各类陶瓷基板
1、氧化铝基板 2、莫来石基板 3、氮化铝基板 3 氮化铝基板 4、碳化硅基板 碳化硅基板 5、氧化铍基板
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1、氧化铝基板 1 氧化铝基板
（1）Al2O3陶瓷的基本性质 优良的机械强度； 良好导热特性，适用于高温环境； 具有耐抗侵蚀和磨耗性； 高电气绝缘特性。 高电气绝缘特性
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良好表面特性，提供优异平面度与平坦度； 特 ， 异平 与平 ； 抗震效果佳； 低曲翘度； 高温环境下稳定性佳； 高温环境下稳定性佳 可加 成各种复杂形状。 可加工成各种复杂形状。
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（ ） （2）Al2O3晶体结构 具有多种同质异晶体; α(三方)、β(六方)、γ(四方)、η(等轴)、ρ(晶系 未定) χ ( 方) 未定)、χ (六方)、κ(六方)、δ(四方)、θ(单斜)( 方) ( 方) (单斜) Al2O3等10多种变体； 主要有α(三方)、β(六方)、γ(四方)相； 主要有 (三方) β(六方) ( 方)相 α α-Al2O3为高温稳定相，工业上使用最多。 为高温稳定相， 业上使用最多。
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α-Al2O3
Al3+与O2-之间为强固的离子键； O2-阴离子近似于密排六方排列； Al3+阳离子占据了2/3的八面体空 隙位置，即每个Al 隙位置 即每个Al3+位于6个O2-构 成的八面体的中心; 密 α-Al2O3结构的填充极为密实，其 物理性能，化学性能稳定， 具有 密度高、机械强度大等特性。 密 等特
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（3）Al2O3 陶瓷的分类 性能 陶瓷的分类及性能 99瓷：~99% 99瓷 99% 95瓷：~95% 按含量来分： 90瓷：~90% 高铝瓷：> 85% 刚玉瓷：> 99% 白色 按颜色来分： 紫色 黑色
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（ ） （4）Al2O3 陶瓷原料生产 原料 产 Buyer法 铝矾土 NaOH aq. 铝酸苏 打溶液 成核剂 水铝矿 Al2O3 · 3H2O 过滤、煅烧、脱水 1100-1200 oC α Al α-Al2O3
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（5）Al2O3 陶瓷基板制作方法 (a) Al2O3 陶瓷成型 瓷成 助烧剂
厚膜用：Al2O3-SiO2-MgO、CaO，提高金属化层 的浸润性； 薄 用 薄膜用：0.2 w% MgO, 得到密度高、表面平滑基 g , 得到密度高 表面平滑 板，MgO抑制烧成时Al2O3颗粒长大（Cr2O3抑制 MgO表面蒸发）。
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粘结剂：
PVB(聚乙烯醇聚丁醛树脂） (聚 烯醇聚丁 树脂）
分散剂：
DBP（邻苯二甲酸二丁酯）、鱼油、合成油
烧成温度： 烧成温度
1500 1600 C 1500-1600 oC
气氛：
加湿H2、H2-N2、NH3的分解混合气
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(b) Al2O3陶瓷金属化 共 共烧法 厚膜法 薄膜法 难熔金属法
难熔金属法
厚膜法
薄膜法
共烧法
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(c) Al2O3基板表面金属化 — 难熔金属法
1938年德利风根（德）、西门子公司 Mo法、Mo-Mn法、Mo-Ti法 Mo-Mn法 （常用）: 以耐热金属Mo粉为主成分， 易形成氧化物Mn为副成分，混合成浆料，涂布在 表面已研磨、处理的Al 基板表面，在加湿气氛 表面已研磨 处理的Al2O3基板表面 在加湿气氛 高温烧成金属层。 Mn + H2O → MnO + H2 MnO + Al2O3 → MnO ·Al2O3 此外，在表面电镀Ni、Au、Ag等，改善导体膜的 焊接性能。 焊接性能
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MnO -Al2O3系相图
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经Mo-Mn法处理的Al2O3基板焊接截面结构
焊料 Ni电镀层 Mo-Mn 中间层（MnO ·Al2O3） Al2O3基板
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（6）Al2O3 陶瓷基板的应用
(a) 混合集成电路用基板
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①抗弯强度/10M ②热导率/(W/m K) ②热导率/(W/m·K) ③绝缘耐压/(kV/mm) ④εr ⑤莫氏硬度 ⑤莫 ⑥表观密度/(103kg/m3) ⑦弹性模量/105MPa ⑧比热容/(10-1kcal/kg·oC) Al2O3% ⑨tanδ/10 4 ⑨ δ/10-4
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厚膜混合IC用基板 表面粗糙度↑，价格↓ 、与布线导体结合力↑; 常用96wt%的Al2O3基板。 薄厚膜混合IC用基板 厚度几百nm以下，薄膜的物理性能、电气性能受表面 粗糙度影响很大; 保证表面平滑，表面被覆玻璃釉（几十微米）。 薄膜混合IC用基板 纯度99%以上，表面粗糙度小 纯度99%以上 表面粗糙度小
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(b) LSI用基板 同时烧成技术制作的LSI封装，气密性好、可靠性高； 机械强度高、热导率高，在多端子、细引脚节距、高 散热性等高密度封装中，Al2O3基板作用重大。
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地基基础部分 1.土由哪几部分组成？ 土是由岩石风化生成的松散沉积物，一般而言，土是由固体颗粒、液态水和空隙中的气体等三部分组成。 2.什么是粒径级配？粒径级配的分析方法主要有哪些？ 土中土粒组成，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的粒径级配。 对于粒径小于或等于60mm、大于0.075的土可用筛分法，而对于粒径小于0.075的土可用密度计法或移液管法分析。 3.什么是自由水、重力水和毛细水？ 自由水是存在于土粒表面电场范围以外的水，它可以分为重力水和毛细水。 重力水存在于地下水位一下的土骨架空隙中，受重力作用而移动，传递水压力并产生浮力。毛细水则存在于地下水位以上的孔隙中，土粒之间形成环状弯液面，弯液面与土粒接触处的表面张力反作用于土粒，成为毛细压力，这种力使土粒挤紧，因而具有微弱的粘聚力或称为毛细粘聚力。 4.什么是土的结构？土的主要结构型式有哪些？ 土的结构主要是指土体中土粒的排列和联结形式，它主要分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结构三种基本类型。 5.土的物理性质指标有哪些？哪些是基本物理性质指标？哪些是换算指标？ P6 6.熟练掌握土的各个物理性质指标的概念，并能够进行相互换算。 P7-8 7.无粘性土和粘性土的物理特征是什么？ 无粘性土一般指具有单粒结构的碎石土和砂土。天然状态下无粘性土具有不同的密实度。密实状态时，压缩小，强度高。疏松状态时，透水性高，强度低。 粘性土粒之间存在粘聚力而使土具有粘性。随含水率的变化可分别划分为固态、半固态、可塑及流动状态。 8.什么是相对密度？ P9 9.什么是界限含水量？什么是液限、塑限含水量？ 界限含水率：粘性土由一种状态转换到另一种状态的分界含水率； 液限：由流动状态转为可塑状态的界限含水率； 塑限：有可塑状态转为半固态的界限含水率； 缩限：由半固态转为固态的界限含水率。 10.什么是塑性指数和液性指数？他们各反映粘性土的什么性质？ P10 11.粗粒土和细粒土各采用什么指标进行定名？ 粗粒土：粒径级配 细粒土：塑性指数
一、杂填土：杂色，松散，大孔隙，上部为砼地坪，含较多的碎石。 二、淤泥质粉质粘土：灰色 灰黑色，流塑，部分夹有机质；无摇振反应，稍有光滑，干强度低，韧性低，有腐味 三、粘土：灰黄色，可塑，无摇振反应、光滑，干强度高，韧性高，局部分布。 四、粘土：灰黄褐黄色，硬塑，含少量的铁，锰质结核，可塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高。 五、粉质粘土：青灰色，软可塑状，为后期沉积，摇振反应无，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 六、粉质粘土：灰黄 ~ 褐黄色，硬塑，含青灰色粘土团块无摇振反应，稍有光滑，干强度中 等，韧性中等。 七、粉质粘土：灰黄 ~ 褐黄色，可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等。 八、 粉质粘土： 灰黄色， 可塑， 稍有光滑， 干强度中等， 韧性中等。 局部含团块状密实粉土。
九、粉质粘土：灰黄 ~ 褐黄色，钙质结核，硬塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧 性中等。 十、粉质粘土：灰黄 ~ 灰色，软 ~ 可塑，粉粒含量高，无摇振反应，稍有光滑，干强中等， 韧性中等。 十一、粉质粘土：上部浅灰色，中下部褐黄色，硬塑，含少量铁锰质结核，无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。 十二、粉质粘土夹粉土：灰黄 ~ 青灰色，可塑，含少量云母片，无摇振反应，稍有光滑，干 强度中等，韧性中等。 十三、粉砂：黄色，含云母片，中密。主要由石英等矿物组成，饱和状态。
十四、粉砂：上部灰黄色，底部浅灰色，含云母片，饱和状态，密实。 十五、粉质粘土夹粉土：灰黄色，软 ~ 可塑，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中 等。局部夹薄层粉土。 十六、粉土：灰黄，含云母片，很湿，稍密。摇振反应中等，无光泽反应，干强度低，韧性低。 十七、粉砂：灰黄，含云母片，饱和，密实，主要成分由长石、石英、云母等组成，磨园度 好、分、选性好。 十八、粉土：浅灰色，含云母片，摇振反应中等，无泽反应，干强度低，韧性低。 十九、粘土夹粉砂：灰黄色，褐黄色，可塑，含少量钙质结核核径为
一、土分类的思路 本质上来说，土的分类思路无非以下三种： 1、根据粒组（粒径大小）的组成及相对含量划分； 2、含水量影响土的性质，即塑性指标划分； 3、有机质的含量； 我们不妨先看看已有分类名称，有个大体印象先：但是感觉还是有点懵逼。 表1代号表 名称土的工程分类代号名称 基本代 号 B漂石BSl混合土漂石 C黏土CbSl混合土卵石 Cb卵石CH高液限黏土 F细粒土CHG含砾高液限黏土 G砾CHO有机质高液限黏土 H高液限CHS含砂高液限黏土 L低液限CL低液限黏土 M粉土CLG含砾低液限黏土 O有机质土CLO有机质低液限黏土 P级配不良CLS含砂低液限黏土 S砂GC黏土质砾 Sl混合土GF含细粒土砾 W级配良好GM粉土质砾 GP级配不良砾 GW级配良好砾 MH高液限粉土 MHG含砾高液限粉土 MHO有机质高液限粉土 MHS含砂高液限粉土 ML低液限粉土 MLG含砾低液限粉土 MLO有机质低液限粉土 MLS含砂低液限粉土 SC黏土质砂 SF含细粒土砂 SlB漂石混合土 SlCb卵石混合土 SM粉土质砂 SP级配不良砂 SW级配良好砂理解了分类的思路后，就要进行更进一步分类，就要知道分类的指标有哪些，哪些可以直接现场判定？哪些指标必须要做试验？小编总结如下：（1）土粒径大小；
（2）粒组相对含量（15％、50％、70％等）； （3）级配（不均匀系数Cu、曲率系数Cc）； （4）塑性指数Ip、液限Wl； （5）有机质含量； 当粒径比较大时，土的性质主要取决于粒径大小和它们的特征，此时，级配便成为了评价的主要指标；当粒径比较小时，土的性质主要取决于颗粒与水的相互作用，即塑性；而评价级配指标，通过不均匀系数Cu和曲率系数Cc，评价塑性通过液限和塑性指数。 下面讲讲哪些指标可以现场（肉眼等）鉴定，哪些指标必须通过试验才能确定。分类指标现场肉眼鉴别试验 粒径大小目测仪器量测 粒组相对含量摊平目测估计筛分 级配（Cu、Cc）目测筛分 塑性指数Ip、液限Wl 干强度、手捻、搓条、韧 性和摇震反应等代替塑 性 仪器测定 有机质含量闻气味、眼睛观察仪器测定 二、野外现场简易鉴定土的类别 土的分类包括现场简易鉴别和根据取土试验指标分类。而我们更关心现场鉴别属于何种土，或者取样时应该注意的事项，置于实验结果及更详细的分类，那是后面的工作。下面讲讲现场简易鉴别的几种方法： 表2土的简易鉴别法 性质方法详情 粒组组成比例目测法 参照《土的工程分类标准GB/T50145-2007》附录A土的 工程分类体系框图； 塑性手捻、搓条将稍湿或硬塑的小土块在手中揉捏，然后用拇指和食指将土捻成片状： 1、手感滑腻，无砂，捻面光滑者为塑性高； 2、稍有滑腻感，有砂粒，捻面稍有光泽者为塑性中等； 3、稍有粘性，砂感强，捻面粗糙者为塑性低； 搓条试验时应将含水量略大于塑限的湿土块，在手中揉捏均匀，再在手掌上搓成土条，根据土条不断裂而能达到的最小直径可区分为： 1、能搓成直径小于1mm土条者为塑性高； 2、能搓成直径为1~3mm土条而不断者为塑性中等； 3、搓成直径大于3mm的土条即断裂者为塑性低； 有机质闻臭味1、土中有机质应根据未完全分解的动植物残骸和无定形物质判定有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味有弹性和海棉感可采用目测、手摸或嗅感判别当不能判别时，可采用下列方法。 2、将试样放入的烘箱中烘烤，当烘烤后试样的液限小于烘烤前试样液限的3/4时试样为有机质土。
一、绪论 1.1土力学、地基及基础的概念 1.土：土是连续、坚固的岩石经风化、剥蚀、搬运、沉积而形成的散粒堆 积物。 2.地基：地基是指支撑基础的土体或岩体。（地基由地层构成，但地层不一 定是地基，地基是受土木工程影响的地层） 3.基础：基础是指墙、柱地面下的延伸扩大部分，其作用是将结构承受的 各种作用传递到地基上的结构组成部分。（基础可以分为浅基础和深基 础） 4.持力层：持力层是指埋置基础，直接支撑基础的土层。 5.下卧层：下卧层是指卧在持力层下方的土层。（软弱下卧层的强度远远小 于持力层的强度）。 6.基础工程：地基与基础是建筑物的根本，统称为基础工程。 7.土的工程性质：土的散粒性、渗透性、压缩性、整体强度（连接强度） 弱。 8.地基与基础设计必须满足的条件：①强度条件（按承载力极限状态设计）： 即结构传来的荷载不超过结构的承载能力p f ≤；②变形条件：按正常使 s≤ 用极限状态设计，即控制基础沉降的范围使之不超过地基变形的允许值[] 二、土的性质及工程分类 2.1 概述 土的三相组成：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）、气相（气体）三部分组成，简称为三相体系。 2.2 土的三相组成及土的结构 （一）土的固体颗粒物质分为无机矿物颗粒和有机质。矿物颗粒的成分有两大类：（1）原生矿物：即岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。（2）次生矿物：系原生矿物经化学风化作用后而形成的新的矿物（如
粘土矿物）。它们的颗粒细小，呈片状，是粘性土固相的主要成分。次生矿物中粘性矿物对土的工程性质影响最大 —— 亲水性。 粘土矿物主要包括：高岭石、蒙脱石、伊利石。蒙脱石,它的晶胞是由两层硅氧晶片之间的夹一层铝氢氧晶片所组成称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。它的亲水性特强工程性质差。伊利石它的工程性质介于蒙脱石与高岭石之间。高岭石，它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞，属于1:1型结构单位层或者两层。它的亲水性、膨胀性和收缩性均小于伊利石，更小于蒙脱石，遇水稳定，工程性质好。 土粒的大小称为粒度。在工程性质中，粒度不同、矿物成分不同，土的工程性质也就不同。工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。而划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个统称，再细分为六个粒组：漂石（块石）、卵石（碎石）、砾粒、砂粒、粉粒和黏粒。 土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示，称为土的颗粒级配。土的级配曲线的纵坐标表示小于某土粒的累计质量百分比，横坐标则是用对数值表示土的粒径。由曲线形态可评定土颗粒大小的均匀程度。若曲线平缓则粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀，级配良好；反之，则颗粒均匀，级配不良。 工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒的不均匀程度。 60 30u d C d = ()2301060c d C d d =? 10d —小于某粒径的土粒质量总土质量10%的粒径，称为有效粒径； 30d —小于某粒径的土粒质量总土质量30%的粒径，称为中值粒径； 60d —小于某粒径的土颗粒质量占总质量的60%的粒径，称限定粒径。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断 ① 对于级配连续的土: Cu 5，级配良好；5Cu ，级配不良。 ② 对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状，采用单一指标Cu 难以全面有效地判断土的级配好坏，需同时满足Cu 5和13Cu = 两个条件时，才为级配良好，反之级配不良。
土的分类标准 第一章总则 第1.0.1条为了统一工程用土的鉴别、定名和描述，便于对土的性状作定性评价，特制订本标准。 第1.0.2条本标准适用于各类工程用土；不适用于混凝土所用砂、石料和有机土。 注：工程用土指工程勘察、建筑物地基、堤坝填料和地基处理等所涉及的土类、 有机土指土料中大部分成分为有机物质的土。 第1.0.3条本标准是工程用土的通用分类标准。各行业的工程部门可根据各自的专门需要，编制专门分类标准。 第1.0.4条土的各项分类试验，应符合现行的国家标准《土工试验方法标准》的规定。 第二章一般规定 第2.0.1条工程用土的类别应根据下列土的指标确定： 一、土颗粒组成及其特征； 二、土的塑性指标：液限（ωL）、塑限（W p）和塑性指数（I p）； 三、土中有机质存在情况。 第2.0.2条土的粒组应根据表2.0.2规定的土颗粒粒径范围划分。 2.0.2 粒组划分 表 第2.0.3条土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数（Cu）和曲率系数（Cc）确定，并应符合下列规定： 一、不均匀系数，应按下式计算：
式中d 60——在土的粒径分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土粒质量为总土粒质量的60； d 10——在土的粒径分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土粒质量为总土粒质量的10。 二、曲率系数，应按下式计算： 式中d 30——在土的粒径分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土粒质量为总土粒质量的30。 第2.0.4条 细粒土应根据塑性图分类。塑性图的横坐标为土的液限（ωL ）,纵坐标为塑性指数（I p ）。本标准规定有两种塑性图，可根据下列所采用的液限标准进行选用： 一、当取质量为写76g 、锥角为30°的液限仪锥尖入土深度为17mm 对应的含水量为液限时，应按塑性图2.0.4－1分类。 图2.0.4-1 塑性图二、当取质量为76g 、锥角为30°的液限仪锥尖入土深度为10mm 对应的含水量为液限时，应按塑性图2.0.4－2 分类。 Ip w L
第一章土的物理性质及工程分类 1、土：是由岩石，经物理化学风化、剥蚀、搬运沉积，形成固体矿物、液体水和气体的一种集合体。 2土的结构：土颗粒之间的相互排列和联接形式。 3、单粒结构：粗矿物颗粒在水或空气中在自重作用下沉落形成的结构。 4、蜂窝状结构：颗粒间点与点接触，由于彼此之间引力大于重力，接触后，不再继续下沉，形成链环单位,很多链环联结起来，形成孔隙较大的结构。 5、絮状结构：细微粘粒大都呈针状或片状，质量极轻，在水中处于悬浮状态。悬液介质发生变化时，土粒表面的弱结合水厚度减薄，粘粒互相接近，凝聚成絮状物下沉，形成孔隙较大的结构。 6、土的构造：在同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分间的相互关系的特征。 7、土的工程特性：压缩性高、强度低（特指抗剪强度）、透水性大 8、土的三相组成：固相(固体颗粒)、液相(土中水)、气相(土中气体) 9、粒度：土粒的大小 10 粒组：大小相近的土颗粒合并为一组 11、土的粒径级配：土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量，占土粒总质量的百分数来表示。
12、级配曲线形状：陡竣、土粒大小均匀、级配差；平缓、土粒大小不均匀、级配好。 13、不均匀系数：6010 曲率系数： d30210*d60 d10（有效粒径）、d30、d60（限定粒径）：小于某粒径的土粒含量为10%、 30%和60%时所对应的粒径。 14、结合水：指受电分子吸引力作用而吸附于土粒表面成薄膜状的水。 15、自由水：土粒电场影响范围以外的水。 16、重力水：受重力作用或压力差作用能自由流动的水。 17、毛细水：受水与空气界面的表面张力作用而存在于土细孔隙中的自由水。 14、土的重度γ：土单位体积的质量。 15、土粒比重 (土粒相对密度)：土的固体颗粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比。 16、含水率w：土中水的质量和土粒质量之比 17、土的孔隙比e：土的孔隙体积与土的颗粒体积之比 18、土的孔隙率n：土的孔隙体积与土的总体积之比 19、饱和度：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比 20、干密度：单位土体体积干土中固体颗粒部分的质量 21、土的饱和密度：土孔隙中充满水时的单位土体体积质量 22、土的密实度：单位体积土中固体颗粒的含量。
土的工程分类 土的工程分类，见表4—1—2。 表4-1-2 土的工程分类 土的分类土 的 级 别 土的名称 坚实系 数 开控方法 及工具 一类土 (松软土) Ⅰ 砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥 炭(淤泥) 0.5～0.6 用锹、锄头 挖掘 二类土 (普通土) Ⅱ 亚粘土，潮湿的黄土，重亚粘土，夹有 碎石、卵石的砂、种植土、填筑土及亚 砂土 0.6～0.8 用锹、锄头 控掘，少许 用镐翻松 三类土 (坚土) Ⅲ 软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石， 干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土， 压实的填筑土 0.8～1.0 主要用镐， 少许用锹、 锄头挖掘， 部分用橇 棍 四类土 (砂砾坚土) Ⅳ 重粘土及含碎石土、卵石的粘土，粗卵 石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥 灰岩及蛋白石 1.0～1.5 用镐、橇 棍、然后用 锹挖掘，部 分用楔子 及大锤 五类土(软Ⅴ ～ Ⅵ 硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰 岩、白垩土，胶结紧的砾岩，软的石灰 岩 1.5～4.0 用久或橇 棍、大锤挖 掘，部分使 用爆破方
石) 法 六类 土 (次坚石) Ⅶ ～ Ⅸ 泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩、泥灰 岩，密实的石灰岩，风化花岗岩、片麻 岩 4.0～10 用爆破方 法开挖，部 分用风镐 七类 土(坚石) Ⅹ ～ Ⅷ 大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗 岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻 岩，石灰岩、风化痕迹的安山岩、玄武 岩 10～18 用爆破方 法开挖 八类土(特坚石) XI V ～ XV I 安山岩，率武岩，花岗片麻岩，坚实的 细粒花岗石、闪长岩、石英岩、辉长岩、 辉绿岩、玢岩 18～25 以上 用爆破方 法开挖 注：1.土的级别为相当于一般16级土石分类级别； 2.坚实系数为相当于普氏岩石强度系数
土建知识 （一）、基础类型 基础的类型 按使用的材料分为：灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。 按埋置深度可分为：浅基础、深基础。埋置深度不超过5M者称为浅基础，大于5M者称为深基础。 按受力性能可分为：刚性基础和柔性基础。 按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。 条形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连续设置，形成通长的条形基础 刚性基础：是指抗压强度较高，而抗弯和抗拉强度较低的材料建造的基础。所用材料有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等，一般可用于六层及其以下的民用建筑和墙承重的轻型厂房。λ 柔性基础：用抗拉和抗弯强度都很高的材料建造的基础称为柔性基础。一般用钢筋混凝土制作。这种基础适用于上部结构荷载比较大、地基比较柔软、用刚性基础不能满足要求的情况。λ 独立基础：当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础；若柱子为预制时，则采用杯形基础形式。 满堂基础：当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、独立基础不能满足地基要求时，常将这个建筑物的下部做成整块钢筋混凝土基础，成为满堂基础。按构造又分为伐形基础和箱形基础两种。
伐形基础：是埋在地下的连片基础，适用于有地下室或地基承载力较低、上部传来的荷载较大的情况。λ 箱形基础：当伐形基础埋深较大，并设有地下室时，为了增加基础的刚度，将地下室的底板、顶板和墙浇制成整体箱形基础。箱形的内部空间构成地下室，具有较大的强度和刚度，多用于高层建筑。λ 桩基础：当建造比较大的工业与民用建筑时，若地基的软弱土层较厚，采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求，常采用桩基。桩基的作用是将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层，或通过桩周围的摩擦力传给地基。按照施工方法可分为钢筋混凝土预制桩和灌注桩。 λ钢筋混凝土预制桩：这种桩在施工现场或构件场预制，用打桩机打入土中，然后再在桩顶浇注钢筋混凝土承台。其承载力大，不受地下水位变化的影响，耐久性好。但自重大，运输和吊装比较困难。打桩时震动较大，对周围房屋有一定影响。 λ钢筋混凝土灌注桩：分为套管成孔灌注桩、钻孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩三类。 （二）、问题解决 我在房地产公司上班，不太清楚相关规范规程，更无设计方面的经验，所以问问大家，谢谢。 目前有一幢6层的商用、住宅二用房，结构形式为底框（二层框架），一、二层为门面，以上为砖混住房。总长61.71米，宽12米，中间设有一伸缩缝。设计为人工挖孔桩，地基土层处在灰岩地区，有
土的分类标准 第一章总则 第1.0.1条为了统一工程用土的鉴别、定名和描述，便于对土的性状作定性评价，特制订本标准。 第1.0.2条本标准适用于各类工程用土；不适用于混凝土所用砂、石料和有机土。 注：工程用土指工程勘察、建筑物地基、堤坝填料和地基处理等所涉及的土类、有机土指土料中大部分成分为有机物质的土。 第1.0.3条本标准是工程用土的通用分类标准。各行业的工程部门可根据各自的专门需要，编制专门分类标准。 第1.0.4条土的各项分类试验，应符合现行的国家标准《土工试验方法标准》的规定。 第二章一般规定 第2.0.1条工程用土的类别应根据下列土的指标确定： 一、土颗粒组成及其特征； 二、土的塑性指标：液限（ωL）、塑限（W p）和塑性指数（I p）； 三、土中有机质存在情况。 第2.0.2条土的粒组应根据表2.0.2规定的土颗粒粒径范围划分。 粒组划分表2.0.2 第2.0.3条土颗粒组成特征应根据土的级配指标的不均匀系数（Cu）和曲率系数（Cc）确定，并应符合下列规定： 一、不均匀系数，应按下式计算： 式中d60——在土的粒径分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土粒质量为总土粒质量的
60； d 10——在土的粒径分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土粒质量为总土粒质量的10。 二、曲率系数，应按下式计算： 式中d 30——在土的粒径分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土粒质量为总土粒质量的30。 第2.0.4条 细粒土应根据塑性图分类。塑性图的横坐标为土的液限（ωL ）,纵坐标为塑性指数（I p ）。本标准规定有两种塑性图，可根据下列所采用的液限标准进行选用： 一、当取质量为写76g 、锥角为30°的液限仪锥尖入土深度为17mm 对应的含水量为液限时，应按塑性图2.0.4－1分类。 图2.0.4-1 塑性图 二、当取质量为76g 、锥角为30°的液限仪锥尖入土深度为10mm 对应的含水量为液限时，应按塑性图2.0.4－2分类。 图2.0.4—2 塑性图 Ip w L
土力学基础知识 1.1土的形成 土的性质:碎散性； 三相性； 天然性。 由于工程上遇到的土大多是第四纪的土，故此处重点研究第四纪土。 分类：（按搬运和堆积方式的不同）残积土和运积土。 残积土：定义:表层经风化作用破碎成为岩屑或细小矿物颗粒后，未经搬运，残留着原地的堆积物。 特征:颗粒粗细不均匀，表面粗糙，多棱角，无层理。 运积土：定义:风化作用形成的土颗粒受自然力的作用，搬运到远近不同的地点所形成的堆积物。 根据搬运方式不同，分为以下几类： 坡积土，冲积土，洪积土，海相沉积土，风积土，冰碛土，湖泊沼泽沉积土。 风化作用：物理风化； 化学风化：水解作用，水化作用，氧化作用； 生物风化； 三大风化作用的共同作用互相加强，形成了土。要进一步研究土，需要研究土的三相组成，物理状态和土的结构，并用适当的指标表示出来。 1.2土的三项组成 土是有固液气三项组成。 土骨架：固体部分形成的土的骨架。 非饱和土 土的骨架干土 饱和土 粒径级配分析方法：筛分法：粒径大于0.075mm的部分。 水分法：粒径小于0.075mm的部分。 粒径级配曲线图
d10—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的10%，也称有效粒径； d30—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的30%； d60—小于该粒径的土颗粒的质量占总质量的60%；也称控制粒径； 不均匀系数Cu=d60/d10; Cu越大，土粒越不均匀。 Cu>5,称为不均匀土；Cu<=5,称为均匀土； 曲率系数Cc=d30*d30/(d60*d10)。 Cc>3,缺少小颗粒，Cc<1,缺少大颗粒。 土粒级配良好的要求：Cu>=5,1<=Cc<=3. 比表面积:单位质量的土所拥有的总表面积。 液体物质 矿物质黏土矿物 土固态物质次生矿物无定形氧化物胶体 有机质可溶盐 气态物质 黏土矿物 硅片基本单位：硅-氧四面体 铝片基本单位：铝-氢氧八面体 依据硅片和铝片组合形式的不同，又分为高岭石，伊利石，蒙特石三种类型。 高岭石：一个硅片和一个铝片上下组叠而成。晶层之间由氢键连接，颗粒粗，亲水能力差。 O2-与O2-连接，亲水能力差。 含量最高的黏土矿物。 K+连接。亲水能力介于两者之间。 膨胀土含量较多。 比表面积As=∑Ai/m。 结晶水：存在于固体颗粒内部。重力水 土中水自由水：不受颗粒电场作用的水。 结合水：吸附在固体颗粒周围不能任意流动的水。毛细水 强结合水特点：密度比水大，排列紧密，具有固态性质，冰点低于0度，沸点高于100度。土中气：对土性质没有大的影响。
A、土的工程分类 C、土的工程性质 B、土的现场鉴别 土的工程分类 1、为工程预算服务的分类： 国家计划委于1986年10月1日发布的规定中，将土分为普通土、坚土、砂砾坚土三类。 2、为判定和评估岩土工程性质的分类： （1）根据土的颗粒级配、塑性指标等土的物理性质，可将土分为碎石类土。粒径大于2毫米的颗粒含量超过全重的50%以上。根据颗粒级配及形状又可分为漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾土和角砾土。 （2）砂土。粒径大于2毫米的颗粒不超过全重的50%，塑性指数不大于3的土。根据颗粒级配又可分为砂砾、粗砂、中砂、细砂和粉砂。 （3）粘性土：具有粘性和可塑性，塑性指数大于3的土。第四纪晚更新及其以前沉积的粘性土为老粘土；第四纪全新世沉积的粘性土为一般黏土；文化期以来新沉积的粘性土称为新近沉积粘性土。按土的塑性指数Ip 有可分为黏土、亚黏土和轻亚黏土三种。 3、按工程性质分： 可分为软土、人工回填土、黄土、膨胀土、红黏土及盐渍土等特殊土。 （1）软土。在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成为饱和粘性土 （2）人工回填土：由于人类活动而产生的堆积物，其物质成分一般较为杂乱，均匀性差。由碎石土、砂土、男性土等一种或数种组成的称为素填土。经过分层压实统称为压实填土。大量含有垃圾、工业废料等杂物的称为杂填土。 （3）黄土：是在干燥气候条件下形成的一种具有灰黄色或棕黄色的特殊土，颗粒在0.05--0.005毫米的占总重量50%以上，质地均一，结构疏散，孔隙率很高，有肉眼可见的大孔隙，含碳酸钙10%左右，无沉积层理。（4）膨胀土：粘粒成分主要由亲水性矿物质赞成，液限大于40%，切膨胀性能较大，自由膨胀率大于40%，是粘性土的特征之一。在自然状态下，多呈硬塑性或坚硬状态，具有黄、红、灰白等色， （5）红黏土：又石灰岩、白云岩、泥灰岩等碳酸盐类岩石，经过风化过程后，残积，坡积形成褐红、棕红、黄褐等塑性黏土。 （6）盐渍土：土层内平均易容盐的含量大于0.5%，土的盐渍化使结构破坏以至土层疏松。冬季的土体膨胀，雨季时强度降低。在潮湿状态时，含盐越大，请度越低。含盐量告时不易压实。 土的现场鉴别 A、砂石土、砂土的现场鉴别方法 C、粘性土的现场鉴别方法 B、碎石类土密实度现场鉴别方法 D、人工回填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别方法 砂石土、砂土的现场鉴别方法 类别土的名称观察颗粒粗细干燥时的状态湿润时拍击状态粘着程度 砂砾石卵（碎）石一半以上的粒径超过20毫米颗粒完全分散表面无变化无粘着感 圆(角)砾一半以上的粒径超过2毫米（小高粱粒大小）颗粒完全分散表面无变化无粘着感 砂土砾砂约有1/4以上的粒径超过2毫米（小高粱粒大小颗粒完全分散表面无变化无粘着感 粗砂约有一半以上的粒径超过5毫米（细小米大小）颗粒完全分散，但有个别胶结一起表面无变化无粘着感 中砂约有一半以上的粒径超过0.25毫米（白菜籽大小）颗粒完全分散，局部胶结但一碰既散表面偶有水印无粘着感 细砂大部分颗粒粗豆米粉近似（>0.1毫米）颗粒大部分分散，少量胶结，部分少加碰撞既散表面偶有水印（翻浆）偶有轻微粘着感 粉砂大部分颗粒与小米粒近似颗粒少部分分散，大部分胶结，稍加压力可分散。表面有显著翻浆现象有轻微粘着感 注：在观察颗粒进行分类时，应将鉴别的图样从表中颗粒最粗类别逐级查对，当首先符合某一类土的条件时，既按该土定名。 碎石类土密实度现场鉴别方法 密实度骨架和填充物天然坡和可挖性可粘性 密实骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错紧贴，连续接触孔隙填满，充填物密实天然陡坡较稳定，坎下堆积物较少，镐挖掘困难，用撬棍方能松动，坑壁稳定，从坑壁取出大颗粒处能保持凹面状态钻进困难，冲击钻探时钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定。 中密骨架颗粒含量等于总重的60-70%，呈交错排列，大部分接触。孔隙填满，充实物中密天然坡不宜陡立或
土建知识 ( 一) 、基础类型 基础的类型 按使用的材料分为: 灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。 按埋置深度可分为: 浅基础、深基础。埋置深度不超过5M者称为浅基础, 大于5M者称为深基础。 按受力性能可分为: 刚性基础和柔性基础。 按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。条形基础: 当建筑物采用砖墙承重时, 墙下基础常连续设置, 形成通长的条形基础 刚性基础: 是指抗压强度较高, 而抗弯和抗拉强度较低的材料建造的基础。所用材料有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等, 一般可用于六层及其以下的民用建筑和墙承重的轻型厂房。 柔性基础: 用抗拉和抗弯强度都很高的材料建造的基础称为柔性基础。一般用钢筋混凝土制作。这种基础适用于上部结构荷载比较大、地基比较柔软、用刚性基础不能满足要求的情况。 独立基础: 当建筑物上部为框架结构或单独柱子时, 常采用独立基础; 若柱子为预制时, 则采用杯形基础形式。 满堂基础: 当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、独立基础不能满足地基要求时, 常将这个建筑物的下部做成整块钢筋
混凝土基础, 成为满堂基础。按构造又分为伐形基础和箱形基础两种。 伐形基础: 是埋在地下的连片基础, 适用于有地下室或地基承载力较低、上部传来的荷载较大的情况。 箱形基础: 当伐形基础埋深较大, 并设有地下室时, 为了增加基础的刚度, 将地下室的底板、顶板和墙浇制成整体箱形基础。箱形的内部空间构成地下室, 具有较大的强度和刚度, 多用于高层建筑。 桩基础: 当建造比较大的工业与民用建筑时, 若地基的软弱土层较厚, 采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求, 常采用桩基。桩基的作用是将荷载经过桩传给埋藏较深的坚硬土层, 或经过桩周围的摩擦力传给地基。按照施工方法可分为钢筋混凝土预制桩和灌注桩。 钢筋混凝土预制桩: 这种桩在施工现场或构件场预制, 用打桩机打入土中, 然后再在桩顶浇注钢筋混凝土承台。其承载力大, 不受地下水位变化的影响, 耐久性好。但自重大, 运输和吊装比较困难。打桩时震动较大, 对周围房屋有一定影响。 钢筋混凝土灌注桩: 分为套管成孔灌注桩、钻孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩三类。 ( 二) 、问题解决 我在房地产公司上班, 不太清楚相关规范规程, 更无设计方
第三章土的工程分类和特殊土的工程地质特征 第一节土的工程地质分类 一、概述 土的工程地质分类，按其具体内容和适用范围，可以概括的分为三种基本类型 一般性分类：比较全面的综合性分类； 局部性分类：仅根据一个或较少的几个专门指标，或仅对部分土进行分类； 专门型分类：根据某些工程部门的具体需要而进行的分类。 土的工程地质分类的一般原则和形式： 在充分认识土的不同特殊性的基础上归纳其共性，将客观存在的各种土划分为若干不同的类或组。 常将成因和形成年代作为最粗略的第一级分类标准，即所谓地质成因分类。 将反映土的成分（粒度成分和矿物成分）和与水相互作用的关系特征作为第二级分类标准，即所谓的土质分类。 为了进一步研究土的结构及其所处状态和土的指标变化特征，更好的提供工程设计施工所需要的资料，必须进一步进行第三级分类，即工程建筑分类。 上述三种土的工程地质分类中，土质分类是土分类的最基本形式，有两种分类原则：一是按土的粒度成分；二是按土的塑性特性。 国内外的土质分类方案很多，归纳起来有三种不同体系，一是按粒度成分，一种是按塑性指标，一种是综合考虑粒度和塑性的影响。 二、土的分类 （一）按地质成因分类： 土按地质成因可分为：残积、坡积、洪积、冲积、冰积、风积等类型。 （二）按颗粒级配和塑性指数分类 土按颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土。 1．土按颗粒大小分类 粒组名称分界颗粒（mm）组亚组 漂石或块石大800 中400 小200 卵石或碎石极大100 大60 中40 小20 圆砾或角砾粗10 中 5 细 2 砂粒粗0.5 中0.25 细0.10 极细0.05 粉粒粗0.1 细0.05 粘粒粗0.002
土方工程的施工特点；工程量大，施工条件复杂。 土的工程性质；1土的密度2土的含水量3土的渗透性4土的可松性 名词解释； 天然密度是指土在天然状态下单位体积的质量 土的干密度是指单位体积土中固体颗粒的质量 土的含水量w 是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比 土的渗透性是指土的透水性能 土的可松性自然状态下的土，经开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复成原来的体积。 公式；K a= K S’= 式中；K a最初可松性系数 K S’最终可松性系数 V1土在自然状态下的体积 V2土经开挖后松散状态下的体积 V3土经回填压实后压实状态下的体积 例题；某工程基槽槽底宽10m，基槽长50m，基坑深4m，边坡按1：0.3放坡。基础和地下室完工后周围回填土，已知；回填土用土185m3，实测得土的最终可松系数K S’=1.03，场内多余土用6m3自卸车外送450车次。（基坑开挖前场地已平整）试计算：1 该土的最初可松系数 2 基础在基坑内的体积。 解：挖方量：V1 ==2240 m3 基础在基坑内的体积：V2=2240-185=2049.45 m3
土经开挖后松散状态下的体积：V3=V1K a K a==1.31 土方工程按照土的开挖难易程度将土分为8类，在现行预算定额中将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土等，后四类为石头。 由于条件限制不能放坡或是为了减少土方工程量而不放坡时需可设置基坑支护结构，以确保施工安全。 土方边坡坡度用挖方深度（或填方高度）H与其边坡宽度之比来表示。 土方边坡坡度== ，m称为坡度系数，m 基坑支护：水泥土墙支护、土钉墙支护。 水泥土墙支护水泥土墙是由水泥土搅拌桩组成。 喷射旋喷桩高压喷射注浆法事利用工程钻机钻孔至设计处理的深度，采用高压发生装置，通过安装在钻杆端部的特殊喷嘴，向周围土体喷射固化剂，将软土与固化剂强制混合，使其胶结硬化后在第几种形成直径均匀的圆柱体，固化后的圆柱体称为旋喷桩。 水泥土墙作为基坑支护结构有以下特点：1水泥土墙不加支护，土方开挖施工方便；2水泥土墙由于水泥土渗透系数小，具有良好的隔水性能，起到止水帷幕的作用；3水泥土墙的材料强度低，采用自立式结构体系，基坑的位移量大；4水泥土墙的质量由于施工因素的影响其离散性较大。 场地平整前，要确定场地的设计标高。 场地设计标高的确定步骤：○1初步确定场地设计标高○2场地设计标高的调整○3最后确定场地各方格点的设计标高 场地平整土方量计算方法：方格网法和断面法。方格网法适用地形平坦，面积较大的场地。断面法多用于地形起伏变化较大的地区。 基坑降水的方法有集水坑降水法和井点降水法。无论哪种方法降水工作都应该
一思考题 1 什么叫土？土是怎样形成的？粗粒土和细粒土的组成有何不同？ 2 什么叫残积土？什么叫运积土？他们各有什么特征？ 3 何谓土的级配？土的粒径分布曲线是怎样绘制的？为什么粒径分布 曲线用半对数坐标？ 4 何谓土的结构？土的结构有哪几种类型？它们各有什么特征？ 5 土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个系数来表示？它们定义又如 何？ 6 如何利用土的粒径分布曲线来判断土的级配的好坏？ 7 什么是吸着水？具有哪些特征？ 8 什么叫自由水？自由水可以分为哪两种？ 9 什么叫重力水？它有哪些特征？ 10 土中的气体以哪几种形式存在？它们对土的工程性质有何影响？ 11 什么叫的物理性质指标是怎样定义的？其中哪三个是基本指标？ 12 什么叫砂土的相对密实度？有何用途？
1-13 何谓粘性土的稠度？粘性土随着含水率的不同可分为几种状态？ 各有何特性？ 14 何谓塑性指数和液性指数？有何用途？ 15 何谓土的压实性？土压实的目的是什么？ 16 土的压实性与哪些因素有关？何谓土的最大干密度和最优含水率？ 17 土的工程分类的目的是什么？ 18 什么是粗粒土？什么叫细粒土？ 19 孔隙比与孔隙率是否是一回事？说明理由，并导出两者之间的关 系式。 20 试述粘性土液性指数的定义、简要的测定方法，以及如何根据其大 小来确定粘性土所处的物理状态？ 二计算题 1有A、B两个图样，通过室内实验测得其粒径与小于该粒径的土粒质量如下表所示，试绘出它们的粒径分布曲线并求出和值。 A土样实验资料（总质量500g） 粒径d（mm）5210.50.250.10.075小于该粒径的质量（5004603101851257530
土的分类 目的：对土的性状作定性评价 一、按粒径划分： 1、巨粒组（60-200mm） 2、粗粒组(0.075-60mm) 3、细粒组（0.002-0.075mm） 二、巨粒土：式样巨粒组质量小于或等于总质量15%。 例如：巨粒组质量多余总质量75%的土称为：漂（卵）石； 巨粒组质量多余总质量50%-75%的土称为：漂（卵）石夹土； 三、粗粒土：巨粒组土粒与粗粒组土粒质量之和多于总土质量50%的土称为： 粗粒土。 四、细粒土：试样中细粒组土粒质量多于或等于总质量50%的土称为：细粒 土。（见书12页塑性图） B线以左I P=4线以下，称低液限粉土，记为ML B线以左I P=7线以上，称低液限黏土，记为CL B线以右，称高液限黏土或粉土，记为CH~MH 五、特殊土：黄土、膨胀土、红黏土 （1）黄土：低液限黏土（CLY），分布范围大部分在A线以上，w L＜40%。（2）膨胀土：高液限黏土（CHE），分布范围：大部分在A线以上，w L＞50%。（3）红黏土：高液限粉土（MHR），分布范围：大部分在A线以下，w L＞55%。 六、土的简易鉴别、分类和描述 土的简易鉴别方法是指用目测法 1、干强度试验： （1）很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高 （2）稍用力即可捏碎或掰断为干强度中等 （3）易于捏碎和捻成粉末者为干强度低 2、手捻试验： （1）手感滑腻，无砂，捻面光滑者为塑性高 （2）稍有滑腻感，有砂粒，捻面稍有光泽者为塑性中等 （3）稍有黏性，砂感强，捻面粗糙者为塑性低 3、搓条试验： （1）能搓成小于1mm土条者为塑性高 （2）能搓成小于1~3mm土条而不断者为塑性中等 （3）能搓成直径大于3mm的土条即断裂者为塑性低‘ 4、韧性试验 5、摇振反应试验
绪论 土壤发生学 研究土壤形成因素-土壤发生过程-土壤类型及其性质三者之间的关系的学说。 土壤分类学 土壤地理学土壤地理学是以土壤及其与地理环境系统的关系为研究对象，它是研究土壤的发生发育、土壤分类及时空分异规律，进而为调控、改造和利用土壤资源提供科学依据的学科第一章土壤形成因素分析 1、成土因素学说的发展：道库恰耶夫、土壤发生学派土壤是历史自然体 西比尔采夫三个土纲 １）显域土纲(Zonal soil)地带性土壤２）隐域土纲(Introzonal soil)隐地带性土壤 ３）泛域土纲(Azonal soil)泛地带性土壤 2、气候因素是怎样影响土壤的形成发育的？ 1、气候影响有机质积累和分解过度湿润和长期冰冻有利于有机质的积累 干旱和高温有利于有机质的矿化 2、气候影响岩石矿物风化强度温度增加10℃，化学反应速度平均增长2—3倍 热带风化强度比寒带高10倍，比温带约高3倍 —热带地区岩石风化和土壤形成速度，风化壳和土壤厚度>温带和寒带地区 3、气候影响粘土矿物的形成不同气候带的土壤中，具有不同次生粘土矿物： 干冷地区的土壤—水云母温暖湿润或半湿润气候条件下—蒙脱石和蛭石 湿热地区—高岭石类高度湿热地区—铁、铝氧化物 岩石的原始矿物的风化演化系列，即从脱钾、脱盐基和脱硅三个阶段性系列，形成伊利石（脱K）、蒙脱石（缓慢脱盐）、高岭石（迅速脱盐）和三水铝石（脱硅）等，这些阶段性与其风化的环境条件——即气候条件有关。 4、物质迁移随水分和热量的增加而增加 从风化和成土过程产物的迁移规律看：在湿润地区（如灰化土地区），土壤中游离的盐基遭到强烈的淋洗；在半干旱气候条件下（如黑钙土地区），土壤中易溶性盐分受到淋洗，而碳酸盐则在土体中相对聚积；在干旱地区（如棕钙土地区），易溶盐分仅在土壤上层遭到淋洗。 5、气候影响土壤分布规律 温度：寒温带——灰化土温带——暗棕壤暖温带——棕壤亚热带和热带——红壤、砖红壤等 干湿程度：温带湿润气候区——淋溶土温带半湿润半干旱区——弱淋溶土，钙积土温带干旱区——荒漠土 3、岩石的原始矿物的风化演化系列：脱K、脱盐基等各形成什么矿物？ 岩石的原始矿物的风化演化系列，即从脱钾、脱盐基和脱硅三个阶段性系列，形成伊利石（脱K）、蒙脱石（缓慢脱盐）、高岭石（迅速脱盐）和三水铝石（脱硅）等，这些阶段性与其风化的环境条件——即气候条件有关。 4、生物成土因素是如何影响土壤形成发育的？ 生物因素是土壤发生发展中最主要、最活跃的成土因素。 植物、动物和微生物 从土壤质地特征具有肥力这个认识出发，由于生物的作用，才把大量太阳能引进了成土过程的轨道，才有可能使分散在岩石圈、水圈和大气圈的营养元素向土壤聚积，从而创造出仅为土壤所固有的肥力的特征，并推动了土壤的发育和演变。从这种意义上说生物因素在成土过程中起着主导的作用。 生物因素包括植物、动物和微生物，它们在土壤形成过程中所起的作用是不一样的。
1）土的分类标准（GBJ 145－90） 为了与国际接轨，我国特制定了“土的分类标准”，这一分类体系与一些欧美国家的土分类体系原则相近，仅根据我国的实际情况作了适当修正。按GBJ 145-90分类 法，土的总分类体系如下： 对土进行分类时，首先根据有机质的含量把土分成有机土和无机土两大类。无机土中，再根据土中各粒组的相对含量把土再分为：巨粒土、含巨粒土、粗粒土和细粒土。根据土的分类标准，各粒组还可进一步细分。下面分别予以说明 （1）巨粒土和含巨粒土 土体颗粒粒径在60mm以上的称巨粒。若土中巨粒含量高于50%，该土属巨粒土；若土中巨粒含量在15%～50%之间，该土属含巨粒土。巨粒土和含巨粒土依据其中所 含漂石粒含量进一步划分如表1-10。 表1-10 （2）粗粒土 粗粒土中大于0.075mm的粗粒含量在50%以上。粗粒土分为砾类土和砂类土两类。若土中粒径大于2mm的砾粒含量多于50%，则该土属砾类土；不足50%，则属砂 类土。 砾类土和砂类土再按细粒土(<0.075mm)的含量进一步细分。具体细粒含量和其它相 关指标见表1-11、表1-12。
表1-11 表1-12 （3）细粒土的分类 细粒土中粒径小于0.075mm在细粒含量在50%以上，且粗粒含量少于25%。细粒土按塑性图分类。塑性图以液限为横坐标，塑性指数为纵坐标，见图1-5，图中用A、B二条线和和及的二段水平线将整张图分成5个区域。若土的液限和塑性指数在图中A线以上，B线以左，线之上，则该土属低液限粘土；若土的液限和塑性指数在图中A线以下，B线以右，则该土属高液限粉土。土的具体分类和名称 见表1-13。 表1-13
土的分类与定名 文/卢毅赵文廷 一、概述 （一)土分类的目的与意义 土分类的目的在于通过分类来认识和识别土的种类，并针对不同类型的土进行研究和评价，以便更好地利用和改造土体，使其适应和满足工程建设需要。土分类是工程地质学中重要的基础理论课题，也是土力学的重要内容之一。其在科学研究领域和工程实际应用中都有很重要的意义。 1.对种类繁多、性质各异的土，按一定原则进行分门别类，以便更合理地选择研究内容和方法，针对不同工程建筑要求，对不同的土给予正确的评价，为合理利用和改造各类土提供客观实际的依据。因此，在各类工程勘察中，都应该把研究区域内的各种土进行分类，并反映在工程地质平面图和剖面图上，作为工程设计与施工的依据。 2．土分类也是国内外科技交流的需要。前面已经讲过的，在没有全国统一的土分类标准以前，国内各部门的土分类标准差异较大，其不利于学术交流，也不利于促进技术的发展。只有形成统一的土分类标准后，土工技术才有了广泛的技术交流与发展。 （二）土的分类方法 1.土分类的基本类型 按具体内容和适用范围，土分类可以概括为一般性分类、局部性分类和专门性分类三种基本类型。 （1）一般性分类，是对包括工程建筑中常遇到的各类土，考虑土的主要工程地质特征而进行的划分。这是一种比较全面的综合性分类，其有着重大的理论和实践意义，最常见的土分类就是这种分类，也称通用分类。 （2）局部性分类。仅根据一个或较少的几个专门指标，或者是仅对部分土进行分类，例如按粒度成分的分类，按塑性指数的分类及按压缩性指标的分类等。这种分类应用范围较窄，但划分明确具体，是一般性分类的补充和发展。 （3）专门性分类。根据某些工程部分的具体需要而进行的分类。它密切结合工程建筑类型，直接为工程设计与施工服务。如水利水电、地质、工业与民用建筑、交通等部门都有相应的土分类标准，并以规范形式颁布，在本部门统一执行。专门性分类是一般性分类在实际应用中的补充和发展。 2.土分类的序次 （1）第一序次分类