土的三相组成——固体颗粒

土是由固体颗粒、水和气体三部分所组成的三相体系。

固体部分构成土的骨架。土骨架间布满相互贯通的孔隙：

饱和土——孔隙完全被水充满

非饱和土——孔隙一部分被水占据，另一部分被气体占据

干土——孔隙完全充满气体

固体颗粒构成土骨架，它对土的物理力学性质起到决定性的作用。

主要研究固体颗粒的粒径级配（粒径大小及不同尺寸颗粒在土中所占的百分比）、矿物成分和颗粒形状。

土颗粒的大小通常以粒径表示，工程上按粒径大小分组，称为粒组（即某一级粒径的变化范围）。

土的粒组化分

实际上，土常是各种不同大小颗粒的混合物：

无黏性土（粗粒土）——以砾石和砂粒为主的土

黏性土（细粒土）——以粉粒和黏粒为主的土

土中各粒组的相对含量就称为土的粒径级配。

工程中，实用的粒径级配分析方法有筛分法和水分法。

筛分法——适用于土粒径大于0.075mm的部分。

水分法——适用于土粒径小于0.075mm的部分。

横坐标：土颗粒的直径（mm），由于土中粒径相差甚大，且细粒土含量对土的性质影响很大，需详细表示，所以粒径的坐标通常取为对数坐标。

纵坐标：小于某粒径的土颗粒累积含量（%）

土的粗细常用平均粒径 $d_{50}$ 表示——土中大于此粒径和小于此粒径的土的含量均占50%

土颗粒的均匀程度和分布连续性程度，通过以下三种粒径表示：

$d_{10}$ ——小于此种粒径的土颗粒质量占土颗粒总质量的10%（有效粒径）

$d_{30}$ ——小于此种粒径的土颗粒质量占土颗粒总质量的30%

$d_{60}$ ——小于此种粒径的土颗粒质量占土颗粒总质量的60%（控制粒径）

土的不均匀系数 $C_{u}$ ： $C_{u} =\frac{d_{60} }{d_{10} }$

$C_{u}$ 越大，表示土越不均匀，即粗颗粒和细颗粒的大小相差悬殊。

$C_{u} >5$ 的土称为不均匀土，反之均匀土。

粒径级配曲线不连续，曲线上某一位置出现水平段（该范围所包含的粒组含量为0），水平段范围较大，这种土的组成特征是颗粒粗的很粗，细的很细。

土的粒径级配累积曲线的斜率是否连续可用曲率系数 $C_{c}$ 表示： $C_{c} =\frac{d_{30}^2 }{d_{60}\times d_{10} }$

当级配连续时， $C_{c}$ 的范围约为1~3，此外的均表示不良级配的土。

土中缺少的中间粒径大于连续级配曲线的 $d_{30}$ 时，曲率系数变小，反之变大。

从工程观点看，土的级配不均匀，且级配曲线连续，称为级配良好的土。

岩土工程中，应根据工程的需要选择土的级配。级配良好的土经压实后，容易得到较高干密度和较好的力学特性，适用于填方工程。级配均匀的土孔隙较多较大，有较好的渗透性，可用于排水结构物和反滤层中。