【高分復(fù)習(xí)筆記】東南大學(xué)等四校合編《土力學(xué)》（第3版）筆記和課后習(xí)題（含考研真題）詳解

目錄

內(nèi)容簡介

目錄

緒論

01復(fù)習(xí)筆記

第一章土的組成

1.1復(fù)習(xí)筆記

1.2課后習(xí)題詳解

1.3考研真題與典型題詳解

第二章土的物理性質(zhì)及分類

2.1復(fù)習(xí)筆記

2.2課后習(xí)題詳解

2.3考研真題與典型題詳解

第三章土的滲透性及滲流

31復(fù)習(xí)筆記

3.2課后習(xí)題詳解

3.3考研真題與典型題詳解

第四章土中應(yīng)力

41復(fù)習(xí)筆記

4.2課后習(xí)題詳解

4.3考研真題與典型題詳解

第五章土的壓縮性

5.1復(fù)習(xí)筆記

5.2課后習(xí)題詳解

5.3考研真題與典型題詳解

第六章地基變形

6.1復(fù)習(xí)筆記

6.2課后習(xí)題詳解

63考研真題與典型題詳解

第七章士的抗剪強(qiáng)度

7.1復(fù)習(xí)筆記

7.2課后習(xí)題詳解

7.3考研真題與典型題詳解

第八章土壓力

8.1復(fù)習(xí)筆記

8.2課后習(xí)題詳解

8.3考研真題與典型題詳解

第九章地基承載力

91復(fù)習(xí)筆記

92課后習(xí)題詳解

93考研真題與典型題詳解

第十章土坡和地基的穩(wěn)定性

10.1復(fù)習(xí)筆記

10.2課后習(xí)題詳解

10.3考研真題與典型題詳解

第十一章土在動(dòng)荷載作用下的特性

11.1復(fù)習(xí)筆記

11.2課后習(xí)題詳解

11.3考研真題與典型題詳解

緒論

0.1復(fù)習(xí)筆記

一、土力學(xué)的概念及學(xué)科特點(diǎn)

（1）土力學(xué)是指研究土體的一門力學(xué)，它是研究土體的應(yīng)力、變形、強(qiáng)度、滲流及長期

穩(wěn)定性的一門學(xué)科。廣義的土力學(xué)包括土的生成、組成、物理化學(xué)性質(zhì)及分類在內(nèi)的土

質(zhì)學(xué)。

（2）土是由巖石經(jīng)歷物理、化學(xué)、生物風(fēng)化作用以及剝蝕、搬運(yùn)、沉積作用等交錯(cuò)復(fù)雜

的自然環(huán)境中所生成的各類沉積物。

（3）特殊土有遇水沉陷的濕陷性土（如常見的濕陷性黃土）、濕脹干縮的脹縮性土（習(xí)

稱膨脹土）、凍脹性土（習(xí)稱凍土）、紅黏土、軟土、填土、混合土、鹽漬土、污染土

、風(fēng)化巖與殘積土等。

（4）對土的基本力學(xué)性質(zhì)和土工問題計(jì)算方法的研究驗(yàn)證，是土力學(xué)的兩大重要研究課

題。

二、土力學(xué)的發(fā)展簡史

古代許多宏偉的土木工程，如我國的萬里長城、大型宮殿、大廟宇、大運(yùn)河、開封塔、趙

州橋等，國外的大皇宮、大教堂、古埃及金字塔、古羅馬橋梁工程等，屹立至今，體現(xiàn)了

古代勞動(dòng)人民豐富的土木工程經(jīng)驗(yàn)。

18世紀(jì)歐美國家在產(chǎn)業(yè)革命推動(dòng)下，社會(huì)生產(chǎn)力有了快速發(fā)展，大型建筑、橋梁、鐵路、

公路的興建，促使人們對地基土和路基土的一系列技術(shù)問題進(jìn)行研究。

20世紀(jì)2（）年代開始，對土力學(xué)的研究有了迅速的發(fā)展。

20世紀(jì)后期，經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議的召開，大大促進(jìn)了土力學(xué)學(xué)科的發(fā)展，預(yù)計(jì)21世紀(jì)土

力學(xué)理論與實(shí)踐在非飽和土力學(xué)、環(huán)境土力學(xué)、土破壞理論等方面將取得長足的發(fā)展。

第一章土的組成

1.1復(fù)習(xí)筆記

「基本嚶念

/化作用

,族述［土的成區(qū)類型

〔土的特殊物勒學(xué)性更

「土粒粒度與粒組

土中引體顆粒，

〔土粒的丁物成分

I土中水

{土中水和土中氣I土中氣

「螫土F物幾祎莒見的晶片

會(huì)土顆粒與水的軍互作用，

〔餞土顆粒與水的非互作用

「土的結(jié)構(gòu)

I土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造-

〔土的構(gòu)造

【知識(shí)框架】

【重點(diǎn)難點(diǎn)歸納】

一、概述

基本概念

在自然界，存在于地殼表層的巖石圈是由基巖及其覆蓋土組成。

(1)基巖

①定義：在水平和豎直兩個(gè)方向延伸很廣的各種原位巖石。

②分類：按成因可分為：a.巖漿巖；b.變質(zhì)巖；c.沉積巖。

(2)覆蓋土

①定義：還沒有固結(jié)成沉積巖的松散沉積物。

②分布：廣泛分布在地殼表層。

2.風(fēng)化作用

風(fēng)化作用是指地殼表層的巖石在陽光、大氣、水和生物等因素影響下，使巖石崩解、破碎

,再經(jīng)流水、風(fēng)、冰川等動(dòng)力搬運(yùn)的作用，最終使巖石變成細(xì)小的顆粒的過程。

（1）風(fēng)化作用的分類（見表1-1-1）

0表1-1-1風(fēng)化作用的分類

風(fēng)

化定義

類

型

物由于溫度變化、水的凍脹、波浪沖

理

擊、地震等引起的物理力使巖體崩

風(fēng)

解、碎裂，使巖體逐漸變成細(xì)小的

化

顆粒的過程

巖體（或巖塊、巖屑）與空氣、水和各種水溶

液相互作用使巖石顆粒變細(xì)，并且使巖石成分

基本定義

發(fā)生變化，形成大量細(xì)微顆粒（黏粒）和可溶

鹽類的過程

水

解原生礦物成分被分解，并與水進(jìn)行

作化學(xué)成分的交換，形成新的次生礦

用物的過程

水

化

水和某種礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成

作

新的礦物的過程

用

氧

化某種礦物與氧結(jié)合形成新的礦物的

作

過程

用

溶

解原生礦物成分被溶解，并與水進(jìn)行

作化學(xué)成分進(jìn)行反應(yīng)，形成新的礦物

用的過程

碳

酸

化原生礦物成分被溶解，與水中溶解

作的co?形成碳酸類物質(zhì)的過程

用

3.土的成因類型（見表1-1-2）

表1-1-2土的成因類型

定義

基本特征

土的成

因類型

巖石經(jīng)風(fēng)化后未被搬運(yùn)而殘留于原地的碎屑堆顆粒表面粗糙、多棱角、無分

殘積土

積物選、無層理

殘積土受重力和暫時(shí)性流水（雨水、雪水）的隨斜坡自上而下呈現(xiàn)由粗而細(xì)

坡積土

作用，搬運(yùn)到山坡或坡腳處沉積起來的土的分選性和局部層理

由暫時(shí)性洪流，將山區(qū)高地的碎屑物質(zhì)攜帶至

洪積土水流流速驟減而呈扇形沉積體

溝口或平緩地帶堆積形成的土

河流的流水作用搬運(yùn)到河谷坡降平緩的地帶沉顆粒具有較好的分選性和磨圓

沖積土

積下來的土度，具有層理

在湖泊及沼澤等極為緩慢水流或靜水條件下沉含大量細(xì)微顆粒，常伴有生物

湖積土

積下來的土，或稱淤積土化學(xué)作用所形成的有機(jī)物

河流流水搬運(yùn)到海洋環(huán)境下沉積下來的土孔隙比大，含大量細(xì)微顆粒，

海積土

含有一定量有機(jī)物

風(fēng)積土由風(fēng)力搬運(yùn)形成的土顆粒磨圓度好，分選性好

冰積土由冰川或冰水挾帶搬運(yùn)形成的沉積物顆粒粗細(xì)變化大，土質(zhì)不均勻

由于致污物質(zhì)的侵入，使土的成分、結(jié)構(gòu)和性土壤有異味，常伴有土壤顏色

污染土

質(zhì)發(fā)生了顯著變異的土也不正常

4.土的特殊物理力學(xué)性質(zhì)

（1）散體性

顆粒之間無黏結(jié)或有一定的黏結(jié)，存在大量孔隙，可以透水透氣。

（2）多相性

土是由固體顆粒、水和氣體組成的三相體系，相系之間質(zhì)和量的變化直接影響它的工程性

質(zhì)；土中固體顆粒（簡稱土粒）的大小和形狀、礦物成分及其組成情況是決定土的物理力

學(xué)性質(zhì)的重要因素，如圖1-1-1所示。

固體顆粒

充于孔隙或附于顆粒表面充于顆粒之間的

的液態(tài)水孔隙空氣

圖1-1-1土的組成示意圖

(3)自然變異性

土是在自然界漫長的地質(zhì)歷史時(shí)期演化形成的多礦物組合體，性質(zhì)復(fù)雜，不均勻，且隨時(shí)

間還在不斷變化的材料。

二、土中固體顆粒

土粒粒度與粒組

(1)土粒粒度

土粒的大小稱為粒度，通常以粒徑表示。

(2)土粒粒組

①介于一定粒度范圍內(nèi)的土粒，稱為粒組，各個(gè)粒組隨著分界尺寸的不同，而呈現(xiàn)出一定

質(zhì)的變化。

②劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑。

土粒粒組的劃分方法如表1-1-

3所示，表中根據(jù)界限粒徑200mm、60mm、2mm、0.075mm和0.005mm把土粒分為六大粒

組：漂石或塊石顆粒、卵石或碎石顆粒、圓礫或角礫顆粒、砂粒、粉粒及黏粒。

表1-1-3土粒粒組的劃分[土的分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50145—2007)]

粒

組粒徑范圍(mm)一般特征

名

粒一

細(xì)水上升高度大，但速

度較慢

③土粒的大小及其組成情況，以土中各個(gè)粒組的相對含量（指土樣各粒組的質(zhì)量占土?？?/p>

質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)）來表示，稱為土的粒度成分或顆粒級(jí)配。

（3）粒度成分分析試驗(yàn)

①篩分法：用于粒徑大于0.075mm的巨粒組和粗粒組；

②沉降分析法：用于粒徑小于0.075mm的細(xì)粒組；

③當(dāng)土內(nèi)兼含大于和小于（）.（）75mni的土粒時(shí)，兩類分析方法可聯(lián)合使用。

（4）粒度成分分布曲線

根據(jù)粒度成分分析試驗(yàn)結(jié)果，采用粒徑累計(jì)曲線表示土的顆粒級(jí)配。采用對數(shù)坐標(biāo)表示；

縱坐標(biāo)為小于（或大于）某粒徑的土重（累計(jì)百分）含量，見圖1-1-

2o由曲線的坡度可以判斷土粒均勻程度或級(jí)配是否良好。

圖1-1-2粒徑累計(jì)曲線

結(jié)論：①若曲線較陡，表示粒徑大小相差不多，土粒較均勻，級(jí)配不良;

②若曲線平緩，則表示粒徑大小相差懸殊，土粒不均勻，級(jí)配良好。

（5）確定顆粒級(jí)配的兩個(gè)定量指標(biāo)

①不均勻系數(shù)C.，定義的表達(dá)式(1-1-1)如下:

「。60

?10

(1-1-1)

②曲率系數(shù)Cc,定義的表達(dá)式(1-1-2)如下:

(1-1-2)

式中，“是指小于某粒徑土重累計(jì)百分含量為60%對應(yīng)的粒徑,稱為限制粒徑；九是指小

于某粒徑土重累計(jì)百分含量為30%對應(yīng)的粒徑，稱為中值粒徑;dm相當(dāng)于小于某粒徑土重

累計(jì)百分含量為10%對應(yīng)的粒徑，稱為有效粒徑。

(6)工程上對土的級(jí)配是否良好的判斷：

①對于級(jí)配連續(xù)的土：把C?5的土看作是均粒土，屬級(jí)配不良;05的土，屬級(jí)配良好;

②對于級(jí)配不連續(xù)的土：同時(shí)滿足CuN5和Cc=l?3兩個(gè)條件時(shí)，則為級(jí)配良好；如不能同

時(shí)滿足，則判定為級(jí)配不良。

2.土粒的礦物成分

原生礦物：石英，長石.云母等

，礦物質(zhì)/黏土礦物：蒙脫石.伊利石.高嶺石等

次生礦物4可溶鹽：Nad,CaC()3等

固體顆粒＜〔無定形氧化物膠體

,有機(jī)質(zhì)

土中固體顆粒的礦物成分絕大部分是礦物質(zhì)，或多或少含有有機(jī)質(zhì)，如圖1-1-3所示。

圖1-1-3固體顆粒礦物成分

土粒礦物類型及分類如表1-1-4所示。

表1-1-4土粒礦物類型及分類

定義

礦物

類型

石英

其物理化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，成分與母巖完全相同

長石

云母

粘土礦

物

可溶

鹽

定

無

氧

型

物

化

體

膠

未分解

的動(dòng)植

,物殘?bào)w

分

的

解

炭

泥

全

完

解

分

的

腐

殖

質(zhì)

三、土中水和土中氣

土中水

(1)土中水的分類

土中水有三種形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)，如表1-1~5所示。

表1-1-5土中水的形態(tài)

作用存在位置

形態(tài)

分類

土粒礦物的

固態(tài)參與礦物構(gòu)造，當(dāng)作礦物顆

晶體格架內(nèi)

水粒的一部分

部

有固體的性質(zhì)，被緊靠土顆粒表

強(qiáng)結(jié)合水當(dāng)做土顆粒的一部面的一定范圍

分內(nèi)

對粘性土的粘性特征(如可

弱結(jié)緊靠強(qiáng)結(jié)合

塑性)和工程性質(zhì)有很大影

合水水的外圍

響

它，-1型

±物-的1利

，，加1

礦成：伊

出下增土圖構(gòu)2、

排用性黏-，片即石

1-（

。易作彈中1片鋁脫

胞

中極力的其圖鋁蒙

（層

水體外土，稱一晶有

的

隙氣在得質(zhì)簡和型要

成（層

水孔通。使機(jī)片片主

，于連泡，有構(gòu)硅三中

疊晶的

上面解，氣來或氧層其

溶下閉出物層成，

以界氫一

位體用封放結(jié)成由構(gòu)物

交鋁

水氣氣作的釋膠互即片礦

是

下空些力絕新學(xué)交，鋁土

地與有外隔重化片種）層黏。

也在氣又他晶一格一的示

，。大體其種另晶夾同所

以土隙6

位體與氣和。兩；稱間不-1

力位水空-

部氣在的物大由）a或中了1

透的4（

張水的的存解礦較是-片成表

面下的體l

據(jù)通常溶土響，-胞硅形如

表地下了土中l(wèi)

占連則，黏影體晶層就較

圖型

所相，后有質(zhì)晶，兩式比

水氣中除要性性鹽類由形的

片本

被大土卸主程水酸硅和置物

響未與粒力用分工親硅基）疊礦

稱種

影中到細(xì)外作成的和一簡胞同土

大隙見在，互物土構(gòu)鋁（兩晶不粘

孔。水礦性結(jié)種片成型的

很常相1種

土，大于的黏晶一晶構(gòu)胞

有的：三

性于中不解水）對結(jié)是氧片1晶，

在物響溶粒征的上鋁即類類

特大與硅（

存積影易。黏特物際和二三

水流不粒（是

細(xì)滲響體沉質(zhì)體小顆構(gòu)礦實(shí)片胞這石

氣種

毛對影氣粒性氣減土粒結(jié)土物硅晶。嶺

中顆一型

水閉晶黏。）

||土的顆的性黏礦o高

力中粗土封水、土結(jié).土）層胞和

.態(tài)）b

市水氣水.2土在對中透四黏的1黏44二晶石

硅啊四面體

鋁軟鈍八面體

O包?硅。氯區(qū)?鋁

鋁氫氧晶片

(6)

圖1-1-4黏土礦物晶片示意圖

（a）硅氧晶片；（b）鋁氫氧晶片

—表1-1-6三種粘土礦物的比較

蒙脫石伊利石高嶺石

類型

產(chǎn)生由伊利石進(jìn)一步風(fēng)化或云母在堿性介質(zhì)中風(fēng)

長石風(fēng)化的產(chǎn)物

過程火山灰風(fēng)化而成的產(chǎn)物化的產(chǎn)物

高膨脹性、高塑性、高具有膨脹性，其性質(zhì)膨脹性最低，水穩(wěn)定性好，

特性壓縮性、低強(qiáng)度、低滲介于蒙脫石與高嶺石可塑性低，壓縮性低，親水

透性之間性差

膨

脹

大

世

蒙脫石>伊利石,高嶺石

小

\

—

L_______

結(jié)構(gòu)<￡)?一

不思ioAJ

9.6A列分離>/;上2X

J-Z________

(b)

(?)（C）

黏土顆粒與水的相互作用

(1)黏土顆粒的帶電性

黏土顆粒本身帶有一定量的負(fù)電荷，在電場作用下向陽極移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電泳；而極

性水分子與水中的陽離子(K，，Na*等)形成水化離子，在電場作用下這類水化離子向陰

極移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電滲。

(2)雙電層的概念

反離子層與土粒表面負(fù)電荷一起構(gòu)成雙電層。

五、土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

土的組成成分、土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等因素決定土的性質(zhì)。

土的結(jié)構(gòu)包含：①微觀結(jié)構(gòu)，簡稱為土的結(jié)構(gòu)或土的組構(gòu)，是指土粒的原位集合體特征；

②宏觀結(jié)構(gòu)，稱為土的構(gòu)造，是同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小等都相近的各部分之間

的相互關(guān)系的特征。

1.土的結(jié)構(gòu)(見表1-1-7)

表1-1-7土的結(jié)構(gòu)分類

□

分單粒結(jié)構(gòu)蜂窩結(jié)構(gòu)絮狀結(jié)構(gòu)

類

主

要

由粗大土粒在水或空氣中下沉土粒在接觸點(diǎn)不在下沉，由于電荷相互作用，導(dǎo)

特

而形成的，土顆粒相互間有穩(wěn)逐漸形成一大片連續(xù)的土致土粒之間相互層疊交

征

定的空間位置粒鏈織形成

典

型

土碎石土、砂土粉粒、細(xì)砂粘性土

工緊密狀：強(qiáng)度大，壓縮性小，弓架作用和一定程度的粒其土粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度

程

是良好的天然地基；疏松狀：間聯(lián)結(jié)，可承擔(dān)一定的靜,由于長期的固結(jié)作用

特

土粒易移動(dòng)，土中孔隙多，能力載荷。當(dāng)承受高應(yīng)力荷和膠結(jié)作用得到加強(qiáng)，

性

引起土的很大變形，不宜做天載時(shí)，導(dǎo)致嚴(yán)重的地基變工程性質(zhì)良好，低透水

然地基形性

示

意

圖

造

土的構(gòu)

2.

征；

觀特

隙等宏

大孔

裂隙及

理、

的層

土層

，表征

狀態(tài)

的賦存

空間

土層在

造是

土的構(gòu)

（1）

錯(cuò)層理

造和交

層理構(gòu)

有水平

常見的

造，

層理構(gòu)

性，即

是成層

征就

主要特

造最

土的構(gòu)

（2）

；

構(gòu)造

大透

，增

穩(wěn)定性

強(qiáng)度和

土體的

大降低

存在大

隙的

，裂

裂隙性

征是

另一特

造的

土的構(gòu)

（3）

勻性。

不均

成土的

征都造

構(gòu)造特

，土的

水性

1.2課后習(xí)題詳解

砂類土和黏性土各有哪些典型的形成作用？

答：土在其形成過程中有各種風(fēng)化作用共同參與，它們同時(shí)進(jìn)行。砂類土主要是由于溫度

變化、波浪沖擊、地震引起的物理力使巖體崩解、破碎形成。粘性土主要是巖體與空氣、

水和各種水溶液相互作用形成。

請分析下列幾組概念的異同點(diǎn)：①黏土礦物、黏粒、黏性土；②粒徑、粒度和粒組。

答：（1）黏土顆粒（黏粒）的礦物成分主要有黏土礦物和其他化學(xué)膠結(jié)構(gòu)物或有機(jī)質(zhì)，

其中黏土礦物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)特征對黏性土的工程性質(zhì)影響較大。黏土礦物實(shí)際上是一種鋁-

硅酸鹽晶體，是由兩種晶片交互層疊構(gòu)成的。黏土礦物顆粒一般為扁平狀（或纖維狀），

與水作用后扁平狀顆粒的表面帶負(fù)電荷，但顆粒的（斷裂）邊緣，局部卻帶有正電荷。黏

性土由黏粒與水之間的相互作用產(chǎn)生，黏性土及其土粒本身大多是由硅酸鹽礦物組成。

（2）自然界中土一般都是由大小不等的土?；旌隙M成的，也就是不同大小的土顆粒按

不同的比例搭配關(guān)系構(gòu)成某一類土，比例搭配（級(jí)配）不一樣，則土的性質(zhì)各異。土顆

粒大小，通常以其直徑大小表示，簡稱粒徑，單位為mm。所謂土的顆粒大小組合情況

在工程上就是按土顆粒（粒徑）大小分組，稱為粒組。每個(gè)粒組都以土粒直徑的兩個(gè)數(shù)

值作為其上下限，并給以適當(dāng)?shù)拿Q，簡言之，粒組就是一定的粒徑區(qū)段，以毫米表示

。土顆粒的大小是以其直徑來表示，稱為粒徑（或粒度），其單位一般采用毫米。

簡述土中粒度成分與礦物成分的關(guān)系。

答：粗顆粒土往往是巖石經(jīng)物理風(fēng)化形成的原巖碎屑，是物理化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的原生礦

物顆粒；細(xì)小土粒主要是化學(xué)風(fēng)化作用形成的次生礦物顆粒和生成過程中有機(jī)物質(zhì)的介入

,次生礦物的成分、性質(zhì)及其與水的作用均很復(fù)雜，是細(xì)粒土具有塑性特征的主要因素之

一，對土的工程性質(zhì)影響很大。

粒組劃分時(shí)，界限粒徑的物理意義是什么？

答：界限粒組的物理意義是劃分粒組的分界尺寸。因?yàn)樵谧匀唤缰写嬖诘耐?，都是由大?/p>

不同的土粒組成。土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí)，土的性質(zhì)相應(yīng)地發(fā)生變化。土粒的大

小稱為粒度，通常以粒徑表示。介于一定粒度范圍內(nèi)的土粒，稱為粒組。各個(gè)粒組隨著分

界尺寸的不同，而呈現(xiàn)出一定質(zhì)的變化。

黏土顆粒為什么會(huì)帶電?

答：（1）離解作用：指粘土礦物顆粒與水作用后離解成更微小的顆粒，離解后的陽離子

擴(kuò)散于水中，陰離子留在顆粒表面。

（2）吸附作用：指溶于水中的微小粘土礦物顆粒把水介質(zhì)中一些與本身結(jié)晶格架中相同

或相似的離子選擇性地吸附到自己表面。

（3）同晶置換：指礦物晶格中高價(jià)的陽離子被低價(jià)的離子置換，常為硅片中的Si“被A1”

置換，鋁片中的A1”被MQ置換，因而產(chǎn)生過剩的未飽和的負(fù)電荷。

（4）邊緣斷裂：理想晶體內(nèi)部是平衡的，但在顆粒邊緣處，產(chǎn)生斷裂后，晶體連續(xù)性受

到破壞，造成電荷不平衡。

毛細(xì)現(xiàn)象對工程有何影響？毛細(xì)帶內(nèi)為什么孔隙水壓力為負(fù)值？

答：（1）毛細(xì)水是存在于地下水位以上，受到水與空氣交界處表面張力作用的自由水。

在工程中，毛細(xì)水的上升高度和速度對于建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸濕、凍

脹等有重要影響。

（2）在水、氣界面上，由于彎液面表面張力的存在，以及水與土粒表面的浸潤作用，孔

隙水的壓力將小于孔隙內(nèi)的大氣壓力。于是，沿著毛細(xì)彎液面的切線方向?qū)a(chǎn)生迫使相

鄰粒擠緊的壓力，這種壓力稱為毛細(xì)壓力，毛細(xì)壓力的存在使水內(nèi)的壓力小于大氣壓力

,即孔隙水壓力為負(fù)值。

黏土的活動(dòng)性為什么有很大差異？

答：粘土顆粒（粘粒）的礦物成分主要有粘土礦物和其他化學(xué)膠結(jié)物或有機(jī)質(zhì)，而粘土礦

物是很細(xì)小的扁平顆粒，顆粒表面具有很強(qiáng)的與水相互作用的能力，表面積（比表面）愈

大，這種能力就愈強(qiáng)，由于土粒大小而造成比表面數(shù)值上的巨大變化，必然導(dǎo)致土的活動(dòng)

性的極大差異，如蒙脫石顆粒比高嶺石顆粒的比表面大幾十倍，因而具有極強(qiáng)的活動(dòng)性。

研究士的結(jié)構(gòu)性有何工程意義？如何研究土的微觀結(jié)構(gòu)？

答：（1）土的微觀結(jié)構(gòu)是指土粒的原位集合體特征，由土粒單元的大小、礦物成分、形

狀、相互排列及聯(lián)結(jié)關(guān)系，土中水性質(zhì)及孔隙特征等形成的綜合特征。

（2）首先通過對顯微照片信息的提取，采用割補(bǔ)法畫出的幾何圖形來代表結(jié)構(gòu)單元體形

態(tài)，從簡化的圖形中找出土微觀結(jié)構(gòu)的每個(gè)結(jié)構(gòu)單元體的長軸和短軸的兩個(gè)長度量數(shù)，

運(yùn)用四個(gè)角點(diǎn)的坐標(biāo)求出長、短軸，用長軸和短軸之積來近似地代替結(jié)構(gòu)單元體的幾何

面積，然后進(jìn)行土顆粒的定向研究。

土中水?dāng)U散層的厚度與哪些因素有關(guān)？為什么？

答：（1）土粒的礦物成分與分散程度。顆粒的分散程度愈高，比表面積愈大，對一定量

的上來說，擴(kuò)散層的總體積也愈大。顆粒的比表面積與顆粒的大小、形狀有關(guān)，顆粒的形

狀又與礦物成分有關(guān)，所以礦物成分是決定的因素。

（2）溶液的化學(xué)成分。對于由選擇性吸附而形成的雙電層的礦物而言，介質(zhì)中可被選擇

吸