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土质学与土力学土质学与土力学是土木工程、地质工程和环境工程等领域的重要基础学科，主要研究土壤的物理、化学及力学特性及其在工程中的应用。以下是对这两门学科的简要介绍：
土力学则是研究土壤在外力作用下的变形、强度和稳定性规律的学科。它结合了物理学、数学和材料科学的知识，重点探讨土壤的应力应变关系、抗剪强度以及固结沉降等问题。土力学的核心内容包括有效应力原理、库仑强度理论、达西定律等。这些理论广泛应用于地基设计、边坡稳定分析、挡土墙计算以及地下工程施工等领域。
两者相辅相成，共同构成了土壤工程的基础框架。土质学侧重于描述土壤的基本特性和分类，而土力学则更注重土壤的行为表现和实际应用。通过对两者的深入研究，工程师能够更好地预测土壤在不同条件下的反应综合布线施工组织设计范本，从而优化设计方案并确保工程安全可靠。
河床相物质是良好的天然地基。
2）河漫滩相冲积土是由洪水期河水将细粒悬浮物质带到河漫滩上沉积而成的。一般为细砂土或粘土，覆盖于河床相冲积土之上。常为上下两层结构，下层为粗颗粒土，上层为泛滥的细颗粒土。
3）牛轭湖相冲积土是在废河道形成的牛轭湖中沉积下来的松软土。由含有大量有机质的粉质粘土、粉质砂土、细砂土组成，没有层理。
河口冲积土：由河流携带的悬浮物质，如粉砂、粘粒和胶体物质在河口沉积的一套淤泥质粘土、粉质粘土或淤泥，形成河口三角洲。往往作为港口建筑物的地基。
另外，还有很多类型：冰川、崩积、风积、海洋沉积、火山等等。
土是由固体颗粒，液体水和气体三部分组成，称为土的三相组成。土中的固体矿物构成骨架，骨架之间贯穿着孔隙，孔隙中充填着水和空气，三相比例不同，土的状态和工程性质也不相同。
固体+气体（液体=0）为干土，干粘土较硬，干砂松散；
固体＋液体＋气体为湿土，湿的粘土多为可塑状态；
固体＋液体（气体=0）为饱和土，饱和粉细砂受震动可能产生液化；饱和粘土地基沉降需很长时间才能稳定。
由此可见，研究土的工程性质，首先从最基本的、组成土的三相，即固体相、水和气体本身开始研究。
研究固体颗粒就要分析粒径的大小及其在土中所占的百分比，称为土的粒径级配（粒度成分）。
此外，还要研究固体颗粒的矿物成分以及颗粒的形状。
（一）粒径级配（粒度成分）
随着颗粒大小不同，土可以具有很不相同的性质。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。
（1）首先考虑到在一定的粒径变化范围内，其工程地质性质是相似的，若超越了这个变化幅度就要引起质的变化。
（2）要考虑与目前粒度成分的测定技术相适应。
实际上，土常是各种大小不太颗粒的混合体，较笼统的说，以砾石和砂砾为主要组成的土为粗粒土，也称无粘性土。其特征为：孔隙大、透水性强，毛细上升，高度很小，既无可塑造性，也无胀缩性，压缩性极弱，强度较高。以粉粒、粘粒（或胶粒<0.002mm）为主的土称为细粒土，也称为粘性土。其特征为：主要由原生矿物、次生矿物组成，孔隙很小，透水性极弱，毛细上升高度较高，有可塑性、胀缩性，强度较低。
工程上，使用的粒径级配的分析方法有筛分法和水分法两种。
筛分法适用于颗粒大于0.1mm（或0.074mm，按筛的规格而言）的土。它是利用一套孔径大小不同的筛子，将事先称过重量的烘干土样过筛，称留在各筛上的重量，然后计算相应的百分数。
砾石类土与砂类土采用筛分法。
水分法（静水沉降法）：用于分析粒级小于0.1mm的土，根据斯托克斯（stokes）定理，球状的细颗粒在水中的下沉速度与颗粒直径的平方成正比。V＝Kd2。因此可以利用粗颗粒下沉速度快，细颗粒下沉速度慢的原理，把颗粒按下沉速度进行进行粗细分组。实验室常用比重计进行颗粒分析，称为比重计法。此外还有移液管等。
例1．从干砂样中取质量1000g的试样，放入0.1～0.2mm的标准筛中，经充分振荡，称各级筛上留下来的土粒质量见表第二行，试求土粒中各粒组的土粒含量。
筛 分 析 试 验 结 果
解：（1）留在孔径2.0mm筛上的土粒质量为100g，则小于2.0mm的土粒质量为
1000－100＝900g，于是小于该孔径（2.0.mm）的土粒含量为900/1000＝90％
同理可称得小于其它孔径的土粒含量，见第三行。
（2）因小于2.0mm和小于1.0mm孔径的土粒含量90％和80％，可得2.0mm到1.0mm粒组的土粒含量0.90－0.80＝10％。
同理可算得其它粒组的土粒含量见第四行。
将筛分析和比重计试验的结果绘制在以土的粒径为横坐标，小于某粒径之土质量百分数p(％)为纵坐标，得到的曲线称土的粒径级配累积曲线（见教材P14图2－1，和P179图I－12）。
此外，粒径的级配的表示方法还有列表法，三角图法等。
3、粒径级配累积曲线的应用
土的粒径级配累积曲线是土工上最常用的曲线，从这曲线上可以直接了解土的粗细、粒径分布的均匀程度和级配的优劣。
土的平均粒径（d50）：系指土中大于此粒径和小于此粒径的土的含量均占50％
土的有效粒径（d10）：小于某粒径的土粒质量累计百分数为10％时，相应的粒径称为有效粒径（d10）。
d30：小于某粒径的土粒质量累计百分数为30％时的粒径用d30表示。
土的控制粒径（d60）或称限定粒径（d60）：当小于某粒径的土粒质量累计百分数为60％时，该粒径称为控制粒径。
定义土的不均匀系数为：
定义土的粒径级配累积曲线的曲率系数为：
不均匀系数反映大小不同粒组的分布情况。越大表示土粒大小的分布范围越大，颗粒大小越不均匀，其级配越良好，作为填方工程的土料时，则比较容易获得较大的密实度。
曲线系数描写的是累积曲线的分布范围，反映曲线的整体形状；或称反映累积曲线的斜率是否连续。
在一般情况下：1).工程上把≤5的土看作是均粒土，属级配不良；>5时，称为不均粒土；>10的土属级配良好。2).经验证明，当级配连续时，的范围约为1～3；因此当<1或>3时，均表示级配线不连续。
从工程上看：≥5且＝1～3的土，称为级配良好的土；不能同时满足上述两个要求的土，称为级配不良的土。
土中固体部分的成分，绝大部分是矿物质，另外或多或少有一些有机质，而土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响，其中以细粒组的矿物成分尤为重要。
土中的矿物成分由下图所示：
原生矿物 粘土矿物
不可溶的 倍半氧化物
次生矿物 次生氧化物
难溶盐
可溶的 中溶盐
腐植质 易溶盐
泥炭
由岩石经物理风化而成，其成分与母岩相同。包括：
（1）单矿物颗粒：如常见的石英、长石、云母、角闪石与辉石等，砂土为单矿物颗粒。
（2）多矿物颗粒：母岩碎屑，如漂石、卵石与砾石等颗粒为多矿物颗粒。
但总的来说，土中原生矿物主要有：（1）硅酸盐类矿物；（2）氧化物类矿物；（3）硫化物矿物；（4）磷酸盐类矿物
岩屑经化学风化而成，其成分与母岩不同，为一种新矿物，颗粒细。包括1).可溶性的次生矿物；2).不可溶的次生矿物。
（2）不可溶性的次生矿物有次生二氧化硅，倍半氧化物，粘土矿物。
1）.次生二氧化硅 硅酸盐，由二氧化硅组成，例如：燧石、玛瑙、蛋白石等都属这类矿物。
2）.倍半氧化物是由三价的Fe、Al和O、OH、H2O等组成的矿物，可用R2O3表示
例如：针铁矿 Fe2O3•H2O 呈红色
褐铁矿 Fe2O3•3H2O 呈黄色
三水铝石 Al2O3•H2O 呈白色
X衍射分析，晶格距离
电子显微镜法（几万～几十万倍） 外貌特征（摄像机）
粘土矿物的鉴定方法 差热分析：加热后的物理～化学变化过程
薄片鉴定
3、有机质：泥炭、腐植质 动植物残骸
组成土的第二种主要成分是土中水。在自然条件下，土中总是含水的。土中水可以处于液态、固态或气态。土中细粒越多，即土的分散度越大，水对土的性质的影响也越大。
研究土中水，必须考虑到水的存在状态及其与土粒的相互作用。
存在于土粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造中的水称为矿物内部结合水，它只有在比较高的温度（80～680℃，随土粒的矿物成分不同而异）下才能化为气态水而与土粒分离，从土的工程性质上分析，可以把矿物内部结合水当作矿物颗粒的一部分。
存在于土中的液态水可分为结合水和自由水两大类。
系指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水，这种电分子吸引力高达几千到几万个大气压，使水分子和土粒表面牢固的粘结在一起。
结合水因离颗粒表面远近不同，受电场作用力的大小也不同2010广东省建设工程综合定额技术交底，所以分为强结合水和弱结合水。
1、强结合水（吸着水）
系指紧靠土粒表面的结合水，它的特征是：1）.没有溶解盐类的能力，2）.不能传递静水压力，3）.只有吸热变成蒸汽时才能移动。
这种水极其牢固的结合在土粒表面上，其性质接近于固体，密度约为1.2～2.4g/cm3，冰点为－78℃，具有极大的粘滞度、弹性和抗剪强度。
如果将干燥的土移在天然湿度的空气中，则土的质量将增加，直到土中吸着的强结合水达到最大吸着度为止。
土粒越细，土的比表面积越大，则最大吸着度就越大。砂土为1％，粘土为17％
小区污水、雨水、废水管线工程施工组织设计2、弱结合水（薄膜水）
弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。它仍然不能传递静水压力，但水膜较厚的弱结合水能向临近的较薄的水膜缓慢移动。