第1章 土的形成

1.1 概述

自然界中，基岩和覆盖土构成了地壳表层的岩石圈。基岩是处于覆盖土下各类原位岩石的总称，按成因可分为岩浆岩、变质岩和沉积岩三类；覆盖土是地球表面岩石在长期风化作用后破碎，并由各种搬运和堆积作用形成的疏松的、联结力很弱的矿物颗粒堆积体。

地壳表层岩石在大气中经物理风化、化学风化和生物风化等长期的风化作用后发生破碎，形成了形状不同、大小不一的矿物颗粒。受流水、风、冰川等动力搬运作用，并受到自然界各种堆积作用而形成了松散的堆积体，堆积体间充满了孔隙，孔隙内赋存着液体和气体。这种由各种大小不同的矿物颗粒、液体和气体按各种比例组合成的集合体就是土。堆积形成的土，在很长的地质年代中会发生复杂的物理化学变化，逐渐密实化、硬化、岩化，最终又形成沉积岩或变质岩。通常将这种长期的风化、侵蚀、搬运、堆积成土再成岩的地质过程称为沉积过程。因此，自然界中的岩石不断风化、破碎、堆积形成土，而土受沉积作用又不断地密实化、岩质化，转变为岩石。这是自然界中一个永不休止的循环过程。

工程上所接触的土大多数都是在第四纪地质年代内所形成的。第四纪地质年代包括更新世（258.8万年前至1.17万年前）和全新世（1.17万年前至今）。因形成年代和环境不同，自然界中土的工程性质很不相同。作为土木工程材料，有的可以用作混凝土的骨料，有的则可以用来烧成砖瓦，还有的可以作为建筑或道路基础填料，有的甚至没有任何的工程应用价值；作为建筑物地基，有的可在其上建设高楼，有的则只可能盖平房，有的甚至不能修建任何类型的建筑物。土工程特性的差异性源于其内部结构和成分的差异。从根本上来说，结构和成分的差异则是取决于土的成因类型及特点。

本章主要介绍土的形成和演变，主要内容包括地壳运动和地质循环、岩石的风化作用、侵蚀作用、搬运作用和沉积作用及不同条件下形成的土。学习本章有助于理解不同类型土的物理力学性质差异形成的根本原因。