2.2 土的生成

如前所述，土是岩石风化、搬运和沉积等地质作用的产物。

风化可分为物理风化、化学风化和生物风化。大块岩体经物理风化而碎成小块，风化后的颗粒基本上保持原来岩石的矿物成分，称为原生矿物。化学风化则使原来岩石的矿物成分发生化学变化，产生与原来矿物成分完全不同的物质，称为次生矿物。由生物活动引起的使岩土性质改变的作用，称为生物风化。

根据有机质含量不同，土可分为无机土和有机土。一般仅由物理风化和化学风化形成的土为无机土，有机土则是生物风化的产物。

风化后的碎屑物，有的残存于原地堆积起来，有的则在各种机械力（重力、风力、冰川等）作用下移动，称为搬运作用。搬运可使颗粒产生磨圆和分选，从而使土具有不同的种类和成层规律。

沉积是搬运的结果。不同的沉积环境和变化可以生成不同的沉积物。新近形成的地表沉积物大致可分为陆相沉积环境形成的残积物、坡积物、洪积物、湖沼沉积物、冰川沉积物和风积物等；海相沉积环境形成的滨海沉积物、浅海沉积物和深海沉积物等。这些沉积物在地质学中统称第四纪沉积物，即处于地表的各种土。

土的生成是一个复杂的地质作用过程。一种土可能经受一种地质作用，也可能经受多种地质作用或反复多次地经受多种地质作用。因此，研究土的物理性质时，必须考虑土的生成历史和环境等因素。

研究土的生成有助于从以下三方面了解土的物理性质：

(1)不同的生成条件形成不同性质的土。诸如不同的沉积环境形成的不同沉积物；考虑应力历史的正常固结土、超固结土和欠固结土；考虑不同地域的西南红黏土、西北黄土、沿海软土和东北的冻土等。这些土种类繁多，性质各异。研究土的生成，可以认识不同土的不同特征，从而掌握其基本性质。

（2）了解土的成层规律并可由此推算土的性质。一方面，同一土层在一定范围内其性质变化是有规律的，这是认识了解土层性质的基础。根据这一特点，在地质勘察中通过有限的钻孔,钻取土样进行试验，就可以了解整个土层的性质。另一方面，也必须认识到土层往往不是均一的，建筑物地基有各种各样的成层情况，如水平层、斜交层和透镜体，见图2-1。如水平层可以是砂性土和黏性土的互层，也可以是同类的但不同性质土的互层，所以，钻探取样完全有可能取出没有代表性的土样（如取在一个很小的透镜体或夹杂物上），造成对土层性质的歪曲。工程地质人员必须有丰富的地质知识和进行必要的钻孔取样、试验分析的经验，才能获得与实际相符的地基土层的分布规律及性质。

图2-1 成层土示意图

（a）水平层；（b）斜交层和透镜体

土力学中研究土的性质是从土层中一点取样开始的。工程中涉及的土体，如大型水工建筑物的地基和堤坝、土坡等都是巨大的土体，只有了解巨大土体的性质才能合理利用。只有将许多点的性质，结合土的成因类型进行统计分析，才能正确认识土的成层规律，得出符合土的实际性质的结果。

(3)土的性质随着周围环境条件的变化而变化，改变固有的环境条件，土的性质也将改变。如地下水的升降将改变土的物理性质和力学性质；在含水率低时很硬的土，随着含水率的增大会逐渐变软，同时，压缩性增大，抗剪强度降低；反之，含水率很高的软土层，也可加固为可用的较硬地基。又如，当土的结构遭到破坏时，土的强度也会显著降低。

通过了解土的成因类型及其生成后的影响环境，可以尽量减少偶然因素的影响，全面准确地确定土的成层规律和土的性质。