土壤的物理性質和分類，土壤的力學性質

土壤是指地球表面的一層鬆散物質，由各種顆粒狀礦物質、有機物、水、空氣、微生物等組成，可以生長植物。 土壤由岩石、動植物風化的礦物質、微生物殘留物分解產生的有機物、土壤生物（固體物質）、水（液相物質）、空氣（氣相物質）和氧化腐殖質組成。 固體物質包括土壤礦物質、有機質和微生物通過光殺菌獲得的養分。

液態物質主要是指土壤水分。 氣體是存在於土壤孔隙中的空氣。 土壤中的這三種物質構成了乙個矛盾的統一體。

它們相互聯絡，相互制約，為作物提供了必要的生存條件，是土壤肥力的物質基礎。

土壤中的物質可以歸納為三個部分：固體部分、液體部分和氣體部分。

土壤礦物是由岩石風化形成的不同大小的礦物顆粒（沙子、土壤和膠質）。 土壤礦物質種類繁多，化學成分複雜，直接影響土壤的理化性質，是農作物的重要養分之一。 由礦物質和腐殖質組成的固體土壤顆粒是土壤的主體，約佔土壤體積的50%，固體顆粒之間的孔隙被氣體和水佔據。

土壤氣體絕大多數是進入大氣的氧氣和氮氣，一小部分是土壤中生命活動產生的二氧化碳和水蒸氣。 土壤中的水分主要從地表進入土壤，包括許多溶解物質。 土壤中還有各種動物、植物和微生物。

有機質的含量是土壤肥力的重要指標，它與礦物質密切相關。 在一般耕地層中，有機質含量僅佔土壤的乾重，耕地層較少，但作用很大，群眾常將有機質含量較多的土壤稱為“油土”。 土壤有機質按其分解程度分為新鮮有機質、半分解有機質和腐殖質。

腐殖質是指新鮮有機質通過酶轉化而形成的灰黑色土色膠體物質，被陽光殺死的有害細菌和病毒、寄生蟲後保留其養分的土壤一般佔土壤有機質總量的85-90%以上。

土體可分為：土體可分為砂土、粘性土、壤土三種砂質土性質：含砂量較多、顆粒粗糙、滲水快、保水效能差、通氣性好等黏土：

壤土含砂量低，顆粒細，滲水速度慢，保水效能好，曝氣效能差：一般含砂量、一般顆粒、一般滲水速度、一般保水效能、一般曝氣效能。

土壤是由顆粒、水和空氣組成的多相介質，其力學性質是土力學研究的主要物件之一。 下埋表面是土壤的幾個重要力學特性：

1.可壓縮性：當土壤受到荷載時，會發生壓縮變形。 土體的抗壓性能主要包括壓縮模量、抗壓係數等。

2.剪下性：當土壤受到剪下應力時，就會發生剪下變形。 土體的抗剪效能主要包括抗剪強度、剪下模量、內聚力和內摩擦角。

3.孔隙率：土壤中有許多孔隙，它們影響土壤的水運動和滲透性。 土體的孔隙性質主要包括孔隙率、孔隙度、滲透係數等。

4.塑性：當土壤受到載荷時，會發生塑性變形。 土體的塑性性質主要包括狀態正塑性指數、壓縮指數等。

5.液化：當一些特殊的土層受到振動或動態載荷時，就會發生液化，失去強度和穩定性。

這些土的力學性質對於工程設計和土力學分析非常重要，土力學的研究和應用可以幫助人們更好地理解和改善土的行為和性質，從而保證土在各種工程應用中的安全性和可靠性。

（1）土體的物理力學效能

土壤的物理性質。

土壤的物理性質是指示物理狀態的一些性質; 它反映了土壤的輕度、重量、乾燥度、濕度和密度。

2.土壤的力學效能。

土在外力作用下的效能稱為土的力學效能。 主要包括土體在穩定荷載（靜荷載）作用下的滲透率、壓縮性和抗剪性，黏性土體的動態壓實度和流變性。

1）土壤的滲透性。

土壤的滲透率是水在水力坡度（水壓差）的作用下通過土壤的能力。 土壤中水的滲漏有時會使土壤變形或破壞，這稱為滲流變形，它包括兩種基本型別：流動的土壤和管道湧出。

土壤的基本物理指標。

（2）土體的壓縮性。

土壤的壓縮性 土壤在壓力作用下，孔隙率會因去除孔隙中的氣體或水而降低，導致土壤體積減小，這種性質稱為土壤的壓縮性，衡量土壤壓縮性的指標很多。

3）土體的抗剪強度。

土體單位面積變形破壞的極限應力稱為土體在平行於土體的剪下面作用下的抗剪強度，單位為Pa或MPa。

土體的抗剪強度可分為：非粘性土的抗剪強度、非飽和黏性土的抗剪強度和飽和黏性土的抗剪強度。

1）土體的工程分類。

土的種類很多，用作建築物地基的土分為岩石土、礫石土、砂土、淤泥土、粘性土和特殊土（如淤泥土、泥炭土、人工填土等）。 岩石可分為硬質和軟質以及輕微風化、中度風化、強風化、完全風化和殘餘土壤; 礫石土分為礫石、塊狀石、軟石、礫石、圓形礫石和角礫岩; 砂分為礫砂、粗砂、中砂、細砂和粉砂，以及緻密、中密、微密和鬆散的砂; 粘性土可分為粘土、粉質粘土和硬質、硬質、硬質、可塑性、軟性塑料和流動性塑料。

在土方工程的建設中，根據土基開挖的難易程度，將土分為軟鬆散土、普通土、實心土、礫石實土、軟石、次硬石、實石和特硬石。前四種型別屬於一般土壤，後四種型別屬於岩石。

1.土壤的起源。

殘渣：原始岩石風化剝蝕後未就地運輸的產物稱為殘渣;

邊坡沉積物：岩石風化產物被雨雪流侵蝕下移，沉積在緩坡腰部或坡腳上，稱為邊坡沉積物;

洪水沉積物：暴雨或大量融雪引起的山洪沖刷地表，攜帶大量沉積物積聚在溝壑出口或山前坡平原上，形成沖積沉積物;

沖積層：在河流的兩岸，形成乙個等級的沉積物，稱為沖積層;

沉積物：來自海洋和湖泊的沉積物，主要是沿海和湖濱地區的鵝卵石、礫石和沙子。

2.土體的三相和工程分類。

1）土壤的三相土由三相體系組成，包括：固相-固態顆粒（土顆粒）;液相 – 顆粒之間空隙中的水; 氣相 – 顆粒之間空隙中的氣體。

2）土的工程分類分為：礫石土、砂土（礫石砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂）、粘性土、淤泥質土、紅黏土、淤泥土和人工填土。

土的分類（工程） 1、礫石土 礫石土是典型的粗粒土，如果土的粒徑大於2mm，則含量高於整個土的重量50，則該土屬於粉碎土。

石質土壤。 根據顆粒粗度和顆粒形狀，礫石土可進一步細分，如下表所示。 礫石土的分類 土壤名稱 顆粒形狀描述。

粒子組內容。

Bleoms 是圓形的。

粒徑大於200mm的顆粒含量超過50石、邊、角、卵石和整土的圓潤。

粒徑大於20mm的顆粒含量超過整個土壤的50。

粒徑大於2mm的顆粒含量超過50個角礫岩邊緣和角落的整個土壤。

2.沙子 砂子是細粒到中粒的土壤，非塑性，由細小的岩石和礦物碎片組成。 砂粒直徑在0 75-2 mm之間變化，0 075 mm以上的土壤含量大於50根據粒組的含量，砂子可進一步分為礫砂、粗砂、中砂和細砂。

以及五種型別的淤泥，如下表所示。 沙子的分類。

土壤名稱 顆粒組含量 礫石砂 粒徑大於2mm，粒徑佔25、50粗砂 粒徑大於0、5mm，細粒含量超過總重量的50 中砂 粒徑大於0、25mm，粒徑含量超過總重量的50 細砂 粒徑大於0 075mm 粒徑含量超過總重量的85 淤泥 粒徑大於0 075mm的顆粒含量超過總重量50的3、淤泥 淤泥為細粒土，粒徑變化在0 002 075mm之間，且土粒較大的含量不得超標。

50、塑性指數 I P 10總之，淤泥本質上是沙質和粘土的中間體。 無機淤泥又稱“巖粉”。

4.黏性土 黏性土是典型的細粒土，粒徑小於，形狀不規則。 粘性土壤可細分為兩類：粉質粘土和粘土。

地球。 它根據塑性指數ip進行分類，如下表所示。 粘性土壤的分類 可塑性指數 i p 土壤名稱 i p > 17 粘土 10< i p 17 粉砂質粘土。

5.人工填充 人工填充是人體作用形成的土壤。 常見的人工填充物包括普通填充物、壓實填充物、雜項填充物和沖洗填充物。 平填土即可。

含有各種土壤。 雜填是各種垃圾混合形成的人工土壤，可能是工業垃圾或城市垃圾。 沖洗。

土壤是由水力作用形成的，如沙子和河堤和河堤的疏浚形成的土壤。 此外，自然界中分布的土壤還有許多特殊性質，包括淤泥土、粉質土、膨脹土、可塌陷黃土、紅黏土等。

這些土壤分布在該國的不同地區。 它們都有自己的規格，相應的規格可以在實際專案中選擇和使用。

土體結構分為單粒結構、蜂窩結構和絮狀結構。

單粒結構是由於粗土顆粒在水或空氣中下沉而形成的，其顯著特徵是土顆粒之間沒有連線，或者連線很弱，可以忽略不計。 土壤顆粒在空間中的相互位置以及土壤顆粒的粒徑和形狀決定了單粒結構的土壤顆粒密度。

蜂窩狀結構是由粘土礦片連續沉積形成的，主要由邊緣的一粒接觸形成，多條鏈被多邊形環包圍。 蜂窩土具有較大的孔隙，但借助其晶間連線，它們可以承受一般的靜載荷。

絮狀結構是當粒徑極細的粘土顆粒長時間懸浮在水中並在水中移動時，它們形成小鏈狀土團聚體並下沉，當乙個小鏈節接觸到另乙個小鏈節時，它們相互吸引並繼續膨脹，形成乙個大的鏈環。

土壤顆粒的相互排列和連線稱為土壤的結構。 土的結構是在土的形成過程中逐漸形成的，反映了土的組成、成因和年齡對土的工程性質的影響。 土體的結構按其顆粒的排列和連線可分為單粒結構、蜂窩結構和絮狀結構三種，如圖所示。

1。單晶粒結構。

單粒結構是礫石和砂質土壤的結構特徵。 它的特點是土壤顆粒之間不存在連線，或者連線非常弱。 單個晶粒結構的緊密性取決於礦物成分、顆粒形狀、粒度組成和級配的均勻性。

2。蜂窩結構。

蜂窩結構是以淤泥顆粒為主的結構特徵，當粒徑為0002 002mm的土壤顆粒沉積在水中時，它們基本上是單個顆粒下沉，而當它們在下沉過程中遇到沉積的土壤顆粒時，土壤顆粒的重力相對大，足以承受自身的重量， 因此，顆粒停留在初始接觸位置，不再下沉，形成具有大空隙的蜂窩狀結構。

3。絮狀結構。

絮狀結構是粘性土顆粒的獨特結構，當懸浮在水中的粘土顆粒發生變化時，土顆粒相互聚合形成絮狀結構，下沉沉積成大孔隙絮狀結構。 以上三種結構中，緻密的單晶結構具有最好的工程效能，蜂窩結構和絮狀結構如果自然結構受到擾動破壞，強度低，壓縮性高，不能作為天然地基。

土壤物理性質包括土壤結構和孔隙度、土壤水分、土壤空氣、土壤熱量和土壤耕作。

其中，土壤水分、空氣和熱量作為土壤肥力的組成要素，直接影響土壤肥力，而其他物理性質則通過影響土壤水分、空氣和熱量，限制土壤微生物的活動和礦物質養分的轉化、存在形態和供應，進而對土壤肥力產生間接影響。

學習和掌握土壤物理性質的基本理論及其對土壤連續施肥、土壤生產力和土壤資源可持續利用的調控措施具有重要意義。

土壤物理包括土壤的顏色、質地、孔隙率、結構、水分、熱量和空氣條件，以及土壤的機械和物理性質以及電磁性質。 各種性質和過程相互關聯和制約，其中土壤質地、土壤結構和土壤水分佔主導地位，其變化往往導致土壤其他物理性質和過程的變化。