第2 章 土的物质组成及土水相互作用 2 .1 概述 土是自然界中性质最为复杂多变的物质。土的物质成分起源于岩石的风化（物理风化和化学风化）。地壳表层的坚硬岩石，在长期的风化、剥蚀等外力作用下，破碎成大小不等的颗粒，这些颗粒在各种形式的外力作用下，被搬运到适当的环境里沉积下来，就形成了土。初期形成的土是松散的，颗粒之间没有任何联系。随着沉积物逐渐增厚，产生上覆土层压力，使得较早沉积的颗粒排列渐趋稳定，颗粒之间由于长期的接触产生了一些胶结，加之沉积区气候干湿循环、冷热交替的持续影响，最终形成了具有某种结构连结的地质体（工程地质学中称为土体），并通常以成层的形式（土层）广泛覆盖于前第四纪坚硬的岩层（岩体）之上。 天然形成的土通常由固体颗粒、液体水和气体三个部分（俗称三相）组成。固体颗粒是土的最主要物质成分，由许多大小不等、形态各异的矿物颗粒按照各种不同的排列方式组合在一起，构成土的骨架，亦称土粒。天然土体中土粒的粒径分布范围极广，不同土粒的矿物成分和化学成分也不一样，其差别主要由形成土的母岩成分及搬运过程中所遭受的地质引力所控制。 土是松散沉积物，土粒间存在孔隙，通常由液体的水溶液和气体充填。天然土体孔隙中的水并非纯水，其中溶解有多种类型和数量不等的离子或化合物（电解质）。若将土中水作为纯净的水看待，根据土粒对极性水分子吸引力的大小，则吸附在土粒表面的水有结合水和非结合水之分。对于非饱和土而言，孔隙中的气体通常为空气。 土的上述三个基本组成部分不是彼此孤立地、机械地混合在一起，而是相互联系、相互作用，共同形成土的基本特性。特别是细小的土粒具有较大的表面能量，它们与土中水相互作用，由此产生一系列表面物理化学现象，直接影响着土性质的形成和变化。 土的结构这一术语主要用于从微观的尺度描述土粒的排列组合和粒间连结，而土的构造则从宏观上反映了不同土层（包括夹层）的空间组合特征。土的成分和结构共同决定了土的工程性质。 本章关于土的物质组成、土水相互作用和土的结构构造的阐述，构成了土质学的主要研究内容。所涉及的基本概念和基本理论，对于从本质上把握土在荷载作用下的工程性质（强度、变形及其随时间的变化规律）是必不可少的。土的任何复杂的工程行为必然有其内在的控制因素，对此我们都可以从关于土的本质的研究中找到解答。 2 .2 土的粒度成分 2.2.1 粒组及其划分 天然形成的土，其土粒大小悬殊、性质...
