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小结土壤知识点总结一、土壤的形成土壤的形成是一个长期的过程，受地质、气候、植被、陆地利用和微生物等因素的影响。
在土壤形成的过程中，岩石会受到风化、侵蚀和分解的作用，生成土壤颗粒。
同时，有机质的积累和生物活动也会对土壤的形成起到重要作用。
不同的地质条件和气候环境会形成不同类型的土壤，如砂质土壤、粘土壤、壤土等。
二、土壤的物理特性1. 土壤的质地土壤的质地是指土壤中各种颗粒的数量和比例。
一般来说，砂质土壤通透性较好，排水性较强；粘土壤含有较多的粘粒，保水性较好，但通透性差；壤土则是砂和粘的混合物，具有较好的通透性和保水性。
2. 土壤的结构土壤的结构指的是土壤颗粒之间的排列方式和相互连接的程度。
良好的土壤结构有助于土壤的通气、排水和根系的生长。
土壤结构分为状结构、粒结构和块状结构等。
3. 土壤的孔隙度土壤的孔隙度是指土壤中的空气和水所占的比例。
孔隙度的大小对土壤的透气性、排水性和水分存留量有着重要的影响。
4. 土壤的密度土壤的密度是指单位体积的土壤中所含的颗粒的重量。
密度大小对土壤的排水性、保水性和通气性有一定的影响。
5. 土壤的色泽土壤的色泽反映了土壤中有机质、氧化铁和其他矿物质的含量。
不同颜色的土壤具有不同的特性，如黑色的土壤含有较多的有机质，红色的土壤含有氧化铁等。
三、土壤的化学特性1. 土壤的酸碱性土壤的酸碱性对植物的生长和土壤中的微生物有着重要的影响。
酸性土壤会对植物的养分吸收和根系生长产生负面影响，而碱性土壤则会影响土壤中元素的溶解和养分的供应。
2. 土壤的养分土壤中的养分包括氮、磷、钾等必需元素，这些元素对植物的生长和发育至关重要。
土壤的养分含量会影响植物的生长状况和产量。
3. 土壤的有机质土壤中的有机质是由植物和动物残体、粪便等有机物质分解而成。
有机质对土壤的保水、供养养分、促进微生物生长和改善土壤结构都具有重要的作用。
四、土壤的生物特性1. 土壤中的微生物土壤中有大量的微生物，包括细菌、真菌、原生动物等。
For personal use only in study and research; not for commercial use第二章土的性质及工程分类土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。
土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。
由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。
土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。
本章主要介绍土的组成及土的结构土的物理性质指标无粘性土的密实度粘性土的物理特性土的渗透性及渗流土的动力特性地基(岩)土的工程分类2.1概述土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。
在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。
2.2土的三相组成及土的结构2.2.1 土的组成一、土的固体颗粒土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。
2.2.1.1土的矿物成分矿物成分分为原生矿物、次生矿物2.2.1.2土粒粒组自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质也相应地发生变化。
例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。
因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形）土中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来表示，称为土的颗粒级配。
如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。
第二章 土的物理性质、水理性质和力学性质第一节 土的物理性质土是土粒（固体相），水（液体相）和空气（气体相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。
土的物理性质指标，可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水量，密度和土粒比重；另一类是可以根据试验测定的指标换算的；如孔隙比，孔隙率和饱和度等。
一、土的基本物理性质土的三相图（见教材P62图）（一）土粒密度(particle density)土粒密度是指固体颗粒的质量m s 与其体积Vs 之比；即土粒的单位体积质量：ss s V m =ρ g/cm 3 土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关，而与土的孔隙大小和含水多少无关。
实际上是土中各种矿物密度的加权平均值。
砂土的土粒密度一般为：2.65 g/cm 3左右粉质砂土的土粒密度一般为：2.68g/cm 3粉质粘土的土粒密度一般为：2.68~2.72g/cm 3粘土的土粒密度一般为：2.7-~2.75g/cm 3土粒密度是实测指标。
（二）土的密度(soil density)土的密度是指土的总质量m 与总体积V 之比，也即为土的单位体积的质量。
其中：V=Vs+Vv; m=m s +m w按孔隙中充水程度不同，有天然密度，干密度，饱和密度之分。
1．天然密度（湿密度）(density)天然状态下土的密度称天然密度，以下式表示：vs w s V V m m V m ++==ρ g/cm3 土的密度取决于土粒的密度，孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少，它综合反映了土的物质组成和结构特征。
砂土一般是１.4 g/cm3粉质砂土及粉质粘土１.4 g/cm3粘土为１.4 g/cm3泥炭沼泽土：１.4 g/cm3土的密度可在室内及野外现场直接测定。
室内一般采用“环刀法”测定，称得环刀内土样质量，求得环刀容积；两者之比值。
2．干密度（dry density ）土的孔隙中完全没有水时的密度，称干密度；是指土单位体积中土粒的重量，即：固体颗粒的质量与土的总体积之比值。
第二章 土的物理性质、水理性质和力学性质第一节 土的物理性质土是土粒（固体相），水（液体相）和空气（气体相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。
土的物理性质指标，可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水量，密度和土粒比重；另一类是可以根据试验测定的指标换算的；如孔隙比，孔隙率和饱和度等。
一、土的基本物理性质土的三相图（见教材P62图）（一）土粒密度(particle density)土粒密度是指固体颗粒的质量m s 与其体积Vs 之比；即土粒的单位体积质量：ss s V m =ρ g/cm 3 土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关，而与土的孔隙大小和含水多少无关。
实际上是土中各种矿物密度的加权平均值。
砂土的土粒密度一般为：2.65 g/cm 3左右粉质砂土的土粒密度一般为：2.68g/cm 3粉质粘土的土粒密度一般为：2.68~2.72g/cm 3粘土的土粒密度一般为：2.7-~2.75g/cm 3土粒密度是实测指标。
（二）土的密度(soil density)土的密度是指土的总质量m 与总体积V 之比，也即为土的单位体积的质量。
其中：V=Vs+Vv; m=m s +m w按孔隙中充水程度不同，有天然密度，干密度，饱和密度之分。
1．天然密度（湿密度）(density)天然状态下土的密度称天然密度，以下式表示：vs w s V V m m V m ++==ρ g/cm3 土的密度取决于土粒的密度，孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少，它综合反映了土的物质组成和结构特征。
砂土一般是１.4 g/cm3粉质砂土及粉质粘土１.4 g/cm3粘土为１.4 g/cm3泥炭沼泽土：１.4 g/cm3土的密度可在室内及野外现场直接测定。
室内一般采用“环刀法”测定，称得环刀内土样质量，求得环刀容积；两者之比值。
2．干密度（dry density ）土的孔隙中完全没有水时的密度，称干密度；是指土单位体积中土粒的重量，即：固体颗粒的质量与土的总体积之比值。
Vm s d =ρ g/cm3 干密度反映了土的孔隙生，因而可用以计算土的孔隙率，它往往通过土的密度及含水率计算得来，但也可以实测。
土的干密度一般常在1.4~1.7 g/cm3在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。
3．饱和密度（saturatio density ）土的孔隙完全被水充满时的密度称为饱和密度。
即，土的孔隙中全部充满液态水时的单位体积质量，可用下式表示：VV m w v s sat ρρ+= g/cm3 式中：w ρ ：水的密度（工程计算中可取1 g/cm3）土的饱和密度的常见值为1.8~2.30 g/cm3此外：（1）浮密度土的浮密度是土单位体积中土粒质量与同体积水的质量之差，即ρ’=(m s -v s ρw )/V 或w sat ρρρ-='由此可见：同一种土在体积不变的条件下，它的各种密度在数值上有如下关系： 'ρρρρρ>>>>d sat s（2）容重：单位体积的重量（三）土的含水性土的含水性指土中含水情况，说明土的干湿程度。
1．含水率（含水量）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，即%100%100⨯-=⨯=ss s w m m m m m w 土的含水率也可用土的密度与干密度计算得到：%100⨯-=ss w ρρρ 室内测定：一般用“洪干法”，先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100~105摄氏度烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值就是土的含水量。
天然状态下土的含水率称土的天然含水率。
一般砂土天然含水率都不超过40%，以10~30%最为常见；一般粘土大多在10~80%之间，常见值20~50%。
土的孔隙全部被普通液态水充满时的含水率称饱和含水率%100⨯=sw v sat m V w ρ w ρ水的密度,又称饱和水容度。
饱和含水率又称饱和水密度，它既反映了水中孔隙充满普通液态水时的含水特性，又反映了孔隙的大小。
土的含水率又可分为体积含水率与引用体积含水率：体积含水率n w ：为土中水的体积与体积之比。
%100⨯=VV n w w 引用体积含水率e w ：为土中水的体积与土粒体积之比。
%100⨯=VV e w w 2．饱和度（degree of saturation ）定义为：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示，即：%100⨯=vw r v v s 或天然含水率与饱和含水率之比： %100⨯=sat r w w s 饱和度愈大，表明土中孔隙中充水愈多，它在0~100%；干燥时Sr=0。
孔隙全部为水充填时，Sr=100%。
工程上Sr 作为砂土湿度划分的标准。
Sr < 50% 稍湿的Sr = 50~80% 很湿的Sr > 80% 饱和的工程研究中，一般将Sr 大于95%的天然粘性土视为完全饱和土；而砂土Sr 大于80%时就认为已达到饱和了。
（四）土的孔隙性孔隙性指土中孔隙的大小，数量、形状、性质以及连通情况。
1．孔隙率（porosity ）与孔隙比(void ratio)孔隙率（n ）：是土的孔隙体积与土体积之比，或单位体积土中孔隙的体积，以百分数表示，即：%100⨯=VV n v 孔隙比：定义为土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示，即：sv V V e = 孔隙比和孔隙率（度）都是用以表示孔隙体积含量的概念。
两者有如下关系： e e n +=1或n n e -=1 土的孔隙比或孔隙度都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、粒径级配和颗粒排列的状况而变化。
一般说：粗粒土的孔隙度小，细粒土的孔隙度大。
孔隙比e 是个重要的物理性指标，可以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>1.0的土是疏松的无压缩性土饱和含水率是用质量比率来反映土的孔隙性结构指标的，它与孔隙率和孔隙比，有如下关系： wd sat w n ρρ∙= ws sat w e ρρ∙= 2．砂土的相对密度对于砂土，孔隙比有最大值与最小值，即最松散状态和最紧密状态的孔隙比。
min e ：一般采用“振击法”测定；max e ：一般用“松砂器法”测定。
砂土的松密程度还可以用相对密度来评价：ninr e e e e D --=max max 式中：max e ：最大孔隙比。
min e ：最小孔隙比。
e ：天然孔隙比。
砂土按相对密度分类：33.00≤<Dr 疏松的66.033.0≤<Dr 中密的166.0≤<Dr 密实的通常砂土的相对密度的实用表达式为：()()dd d d d d Dr ρρρρρρmin max max min --= 因为最大或最小干密度可直接求得。
Dr 在工程上常应用于：（1）评价砂土地基的允许承载力；（2）评价地震区砂体液化；（3）评价砂土的强度稳定性。
例题：某天然砂层，密度为1.47g/cm3，含水量13%，由试验求得该砂土的最小干密度为1.20g/cm3；最大干密度为1.66 g/cm3；问该砂层处于哪种状态？解：已知：47.1=ρ %13=wg /c m 320.1min =d ρ g/cm366.1max =d ρ 由公式：w +=1ρρ 得g/cm330.1=d ρ()()()()28.030.120.166.166.120.130.1min max max min =⨯-⨯-=--=d d d d d d Dr ρρρρρρ 33.028.0<=r D该砂层处于疏松状态。
（五）基本物理性质指标间的相互关系1、孔隙比与孔隙率的关系设土体内土粒体积Vs =1，则孔隙体积e V v =，土体体积e V V V v s +=+=1，于是，由ee V V n v +==1或n n e -=1 2、干密度与湿密度和含水量的关系设土体体积V=1，则土体内土粒质量d s m ρ=，水的质量：d w w m ρ= 于是由：()w Vm m V m d w s +=+==1ρρ w d +=1ρρ3、孔隙比与比重和干密度的关系设土体内土粒体积1=Vs ，则孔隙体积e V v =，土粒质量s s m ρ=，于是：由Vm s =ρ得： e s d +=1ρρ 1-=ds e ρρ 1-=d w s G e ρρ4、饱和度与含水量，比重和孔隙比的关系设土体内土粒体积Vs=1，则孔隙体积e V v =，土粒质量s s m ρ=，孔隙水质量s w w m ρ=孔隙水体积：w sw w V ρρ= 由：v w r V V S =得ewG e w e w S s w s w sr ===ρρρρ 当%100=r S 时，土饱和，则：s m G w e =式中：m w ——饱和含水量，s G ：土粒比重。
常见的物理性质指标及互相关系换算公式见教材P69 表5-5例题：某原状土样，经试验测得天然密度3/67.1cm g =ρ含水量w=12。
9%，土粒比重Gs=2.67，求孔隙比e ，孔隙度n 和饱和度Sr 。
解：绘三相草图（1）设土的体积V=1.0cm3根据密度定义得：g V m 67.1167.1=⨯==ρ（2）根据含水量定义得：s s w m wm m 129.0==从三相图可知：s w a m m m m ++=∵0=a mm m m s w =+，即67.1129.0=+s s m m ∴g m g m w s 19.048.167.118.1129.167.1=-===（3）根据土粒比重定义：土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4摄氏度时质量之比，即()ws w s s s V m G ρρρ==度4 ∵67.2=s G 1=w ρ ∴3554.067.248.13/67.2167.2cm m V cm g s ss s ====⨯=ρρ（4）3190.00.1190.0cm m V w ww ===ρ （5）从三相可知31cm V V V V S w a =++=或3256.0190.0554.011cm V V V s w a =--=--=∴446.0554.01=-=-=s v V V V（6）根据孔隙比定义：sv V V e =得 805.0554.019.0256.0=+=+=s w a V V V e （7）根据孔隙度定义：V V n v =得 %6.44446.0119.0256.0==+=-=V V V n w a 或%6.44446.0805.01805.01==+=+=e e n （8）根据饱和度定义：vw r V V S =得 %6.42426.019.0256.019.0==+=+=w a w r V V V S例题．薄壁取样器采取的土样，测出其体积V 与重量分别为38.4cm3和67.21g ，把土样放入烘箱烘干，并在烘箱内冷却到室温后，测得重量为49.35g 。
