土力学

三相组成

自然界的土是由岩石经风化、搬运、堆积而形成的。因此，母岩成分、风化性质、搬运过程和堆积的环境是影响土的组成的主要因素，而土的组成又是决定地基土工程性质的基础。土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的，通常称为土的三相组成，随着三相物质的质量和体积的比例不同，土的性质也就不同。

固相

土的固相物质包括无机矿物颗粒和有机质，是构成土的骨架最基本的物质，称为土粒。对土粒应从其矿物成分、颗粒的大小和形状来描述。

矿物成分

土中的矿物成分可以分为原生矿物和次生矿物。原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、长石、云母等。次生矿物是由原生矿物经过风化作用后形成的新矿物，如三氧化二铝、三氧化二铁、次生二氧化硅、粘土矿物以及碳酸盐等。次生矿物按其与水的作用可分为易溶的、难溶的和不溶的，次生矿物的水溶性对土的性质有重要的影响。

粒度成分

粒组划分

依據土的主要粒度成分大小，土可分為巨石、漂石、圆砾、砂土、粉土、黏土

粒度成分及其表示方法

1、表格法。2、累计曲线法。3、三角坐标法。

粒度成分分析方法

篩析

土透過穿過不同孔隙大小的篩，從量度殘留在不同篩上土的重量分析出土粒度分布。適用於土粒大小介於125mm至20um。

移液管法

小於75um的粉粒和粘粒難以分離，常以移管法和比重計法分析。移液管法是以土粒大小與水中下沉速度成正比。

比重计法

土粒的形状

液相

土的液相是指存在于土孔隙中的水。按照水与土相互作用程度的强弱，可将土中水分为结合水和自由水两大类。

气相

土的气相是指填充在土的孔隙中的气体，包括与大气连通的和不连通的两类。

通過土粒接觸點傳遞的粒間應力，稱為土的有效應力，其影響土的剪切強度。有效應力不能直接測量。在飽和土中，有效應力（σ '）等於總應力（σ）減去孔隙水壓（u）：

${\displaystyle \sigma '=\sigma -u}$ ，

剪力強度（Shear strength）是土對縱向力抗性，其包含切面中土粒相互間的阻力，吸力和相扣。剪力強度大小受不同的因素影響，徑向有效應力，土粒大小分佈，土粒形狀，土中的液相。

${\displaystyle \tau _{f}=c'+\sigma '_{f}\tan {\phi '}}$ ，

${\displaystyle \tau _{f}}$ ，為剪力強度, ${\displaystyle c'}$ ，為有效凝聚力${\displaystyle \sigma '_{f}}$ ，為有效應力${\displaystyle \phi '}$ ，為內摩擦角。阻力系數${\displaystyle \mu }$ 與阻力角度的關係如下${\displaystyle \mu =\tan {\phi '}}$ 

實驗室測試

• 直剪試驗
• 三軸剪切試驗

壓密（consolidation）指的是在荷载或其他因素作用下，土体孔隙中水分逐渐排出、体积压缩、密度增大的现象。

渗流是流体在土孔隙中的流动

• 地质工程与测绘学院-土力学^{[失效連結]}