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土體不是一般土層的組合體,而是與工程建築的穩定、變形有關的土層的組合體。 土體是由厚薄不等,性質各異的若干土層,以特定的上、下次序組合在一起的。 凡第四紀鬆散物質沉積成土后,未經受成壤作用的鬆散物質經受壓密固結作用,逐漸形成具有一定強度和穩定性的土體,這就是工程地質學中所說的土體,是人類活動和工程建設研究的對象。而經受生物化學及物理化學的成壤作用所形成的土體,則稱為土壤。

1簡介

固體顆粒間無聯結或有微弱聯結,保持天然結構,通常含有天然結構面的地質體。主要生成於第四紀,並分佈在地殼表層,覆蓋著陸地和海底的大部分。土體這個概念是20世紀70年代末至80年代初,隨著工程地質工作的深入開展而逐步建立起來的。

2區別

土體與土都是由固體、液體和氣體材料組成;不同的是,土體中含有天然結構面,並賦存於一定的地
土體

  土體

質環境中。土體在土體中應力、地下水和溫度的作用下不斷變化著。土體中的天然應力可分解為鉛直應力σ尙 與水平應力σ媧。天然鉛直應力σ尙通常用土體天然容重r與埋藏深度h的乘積rh估算;天然水平應力σ媧通常用側壓力係數K0與天然鉛直應力σ尙乘積K0σ尙估算。K0是天然水平應力σ媧與天然鉛直應力σ尙的比值。粘性土體中K0的大小與其超固結比 (OCR)的大小有關。超固結比是土體在地質歷史上曾經承受過的最大固結壓力Pc與目前上覆土層自重壓力P0的比值。一般來說,當OCR等於1或略大於1時,K0小於1;當OCR大於4或5時,K0可以等於1,或更大一些。
土體是在漫長的地質歷史過程中形成,常產生有原生的層理結構面。土體成分中固體材料,尤其是細顆粒材料沉積后,在固結排水、因溫度和溫度變化發生體積脹縮、風化,以及構造應力等的作用下,又會不同程度地產生次生結構面。這些原生的和次生的結構面,往往控制著土體的物理力學性質。

3影響土體工程性質的因素

影響土體工程性質的因素,與影響土樣性質的因素不盡相同。土樣的性質主要受其成分、結構和含水量的影響,影響土體工程性質的因素更多、更複雜。由於同一土層內的物質組成、物理化學狀態基本一致,因此,由單一土層構成的土體,其工程性質主要受控於土體材料的成分和土體結構特徵。但是,對於層理髮育、由土層組合體構成的土體來說,工程性質取決於各土層性質的綜合效應,即取決於土層組合體的總體工程性質,而且常具有非均質性和明顯的各向異性。不論由單一土層或土層組合體構成的土體,它們的工程性質均隨著埋深增大而變化。同一土層的力學性質,隨著埋深的增大,存在著逐漸變好的趨勢。土體是一個含有水和空氣的多組分體系。當土體中存在地下水時,地下水位以下土體中的水和孔隙水壓力可以降低土體的抗剪強度,地下水位以上土體的抗剪強度常因含水量變化而變化。水通過土體流動的難易程度稱為土體的滲透性。單一土層土體的滲透性,取決它的孔隙性和裂隙性。多層土體的滲透性取決於各土層滲透性的綜合效應。

4分類

自然界中的土體是多種多樣的。按照成因,先根據組成土體的固體材料是否經過搬運、沉積過程,將土體分為未經搬運的殘積土體和經過搬運的沉積土體。後者又可按搬運動力的種類和運動特徵或沉積環境進一步劃分(見表)。由於成因對土體的成分和結構具有重要的控制作用,因而這種分類能夠反映土體工程地質性質在大範圍空間中的分佈規律。

5研究方法

土體可作為建築物(構築物)的地基、邊坡和隧道的組成材料、結構和賦存環境。由於建(構)築物與土體作用方式的不同,土體中應力狀態的變化和土體可能的失穩方式也異。因而建(構)築物對土體的要求也就各不相同。對土體的工程地質性質的研究必須採用地質學分析與實驗研究相結合的方法。在地質學分析中,應確定土體的成因類型,宏觀結構及其空間分佈規律。對於細粒土體,尤應鑒定對其工程地質性質起控制作用的粘土礦物和可溶鹽、有機質等的類型和含量,以及微結構特徵,預測土體在與工程建築物相互作用中工程地質性質可能的變化趨向。在上述研究的基礎上,根據土體類型和工程要求,採用實驗方法對其工程地質性質進行進一步測定(見岩土試驗)。

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