土的主要工程性质是什么？
不同类型的项目对土的物理力学性质有不同的研究重点和深度。对于沉降限制严格的建筑物，需要详细掌握土和土层的压缩固结特性；自然边坡或人工边坡工程需要可靠的土体抗剪强度指标；当土用作填料时，其粒径级配和压实特性是主要参数。
土的形成时代和成因对土的工程性质影响很大，不同成因类型土的力学性质会有很大差异(见土与土)。各种特殊土(黄土、软土、膨胀土、冻土、盐渍土、红粘土等。)都有自己独特的工程属性。除了土的粒径级配，土中各种组分(固相、液相、气相)的比例也会影响土的物理性质，如容重、含水量、孔隙比、饱和度、孔隙度等。？
粘性土含水量的变化也会改变土壤的状态。阿泰保首先提出将土的状态分为坚硬、可塑、流动三种，并提出了确定边界含水量的方法来区分三种状态。从流动到塑性状态的边界含水量称为液界；从塑性到硬态的极限含水量称为塑限。二者之差称为土的塑性指数，反映了土的塑性状态范围。
土壤的边界含水量与土壤中的粘粒含量和粘粒矿物类型密切相关。为了反映天然粘性土的状态，常采用液性指数，它等于天然含水量与塑限之差(-)与其塑性指数之比。当≤0时，土壤处于坚硬状态；& gt1时为流动状态，0 ≤≤≤ 1时为塑性状态。？
砂的密实度是决定砂的力学性质的重要因素之一，用相对密度来表示:= (-)/(-)。自然状态下孔隙比、砂的松散状态下的孔隙比和最密实状态下的孔隙比。材料1，最密；当≈0时，最松散。
土的压缩和固结特性土的体积在荷载作用下会被压缩，通过测量土的压缩特性可以分析工程建筑的地基沉降和土体变形。饱和粘土的压缩时间取决于土中孔隙水排出的速度。逐渐完成土体压缩的过程，即土体中的孔隙水在压力作用下从土体中排出，同时孔隙压力消失的过程称为土体固结或渗压。
K Terzaghi首先提出了一维固结理论来计算土的固结过程，并指出在某些粘土中的超孔隙水压力完全消失后，土可能继续压缩，这就是所谓的次固结。次固结的原因一般认为是土的结构变形。反映土体固结速度的指标是固结系数，土层的水平固结系数与垂直固结系数不一定相同。
土的压缩也与其应力历史有关。土层在其积累历史中所经历的最大有效固结压力称为前期固结压力。当它与今天作用的有效覆盖压力相同时，土层为正常固结土；如果前期固结压力大于当前上覆压力，则为超固结土；反之则为欠固结土。对于超固结土，当外荷载小于其前期固结压力时，土层的压缩量很小，一旦外荷载超过前期固结压力，土体的变形将显著增加。
土的强度特性通常是指土抵抗剪切破坏的能力，是计算地基承载力、土压力和边坡稳定性的重要指标之一。与土壤的种类、密度、含水量、胁迫条件有关。饱和或干砂或砾石的强度表示为颗粒接触面上的摩擦力，它与作用在接触面上的上部法向有效应力有关。σ与沙子的内摩擦角有关，即=σtg。纯粘性土的不排水抗剪强度只表现为粘聚力，与法向应力无关，即=
一般土既有粘聚力又有摩擦力，即=+σtg。公式中的和不是常数而是变量，不仅由土的基本状态决定，还与外荷载速率、外荷载条件、应力路径等有关。饱和土壤中的孔隙充满了水。当受到外荷载时，控制土体强度的不是总应力σ，而是有效应力σ′(即总应力与孔压之差μ):σ′=σ-μ。
因此，在不同的强度试验条件下，得到的强度指标是不同的。在试验过程中，通过不允许土样排水来获得土的总强度指数；如果允许完全排水，就可以得到土的有效强度指标。理论上用有效应力和有效强度指标进行工程计算更为合适，但实际工程土中很难正确区分孔隙水压力，所以目前生产中仍采用总强度原理和总强度指标。
由于其沉积条件，土壤的强度也是各向异性的。土？流变性质？岩土结构的变形和稳定性是时间的函数。有些人工边坡在完工后几年甚至几十年才会坍塌，挡墙背后的土压力会随着时间的推移而增大，这些都与土的流变特性有关。
土的流变特性主要表现为:①恒定荷载下变形随时间增长的蠕变特性；(2)应变不变时应力随时间逐渐减小的应力松弛现象；(3)强度随时间逐渐降低的现象，即长期强度问题。这三者是相互关联的。当作用在土体上的荷载超过一定限度时，土体的变形速率将由恒速变为加速度，从而导致蠕变破坏。应力越大，变形率越大，失效时间越短。变形率与破坏时间之间的经验关系可以通过实验确定，并可用于预测滑坡的破坏时间。
蠕变破坏的极限荷载小于常规试验中土的破坏强度。根据长期稳定性的要求，土体强度应小于室内试验值。当然，土的强度随时间降低的原因并不仅限于蠕变的影响。当通过修建挡土墙或其他建筑物来防止土体的蠕变变形时，作用在建筑物上的土压力会随着时间的推移而逐渐增大。
土壤的压实特性人工压实土壤可以提高强度，降低压缩性和渗透性。土的压实度与压实作用、压实方法和含水量有关。在压实方法和作用不变的情况下，土的干容重随着含水量的增加而增加，达到最大值后，干容重会随着含水量的增加而逐渐减小。
最大干容重对应的含水量称为最佳含水量。仅增加压实或碾压次数而不增加压实功能所能提高的压实度是有一定限度的，超过这个限度增加压实或碾压次数是没有效果的。填筑土路堤时，在最佳含水量附近用最小函数可以达到最大干容重，因此填料的最佳含水量和最大干容重应通过室内击实试验确定(见路基填筑压实)。
但是，压实方法也会影响压实效果。对于非粘性土，振动压实的效果优于碾压。粘土的情况正好相反。通过研究土壤的压实性能，可以选择最合适的压实机械。为了改善土壤的压实性能，可以撒少量的添加剂。中国古代就已经流行了？生石灰改善土壤的压实性能。
此外，人工控制填料的级配也可以达到改善压实性能的目的。土变形的应力应变关系和土的强度是土的最重要的工程性质。20世纪60年代以前，工程上通常分别确定土的变形和强度指标，没有考虑强度和变形的相互作用。由于土的应力应变关系是非线性的，具有弹塑性甚至粘弹塑性的特性，当时的计算技术无法分析。
随着计算机和数值分析的普及，将土的应力应变关系纳入岩土建筑的分析计算成为可能。正常固结粘土和松散砂土的剪应力和轴向应变曲线均为双曲线，土体在整个剪切过程中体积收缩，具有应变硬化的特征。超固结粘土和密实砂土的应力-应变曲线有峰值，然后当应变再次增大时，土的强度降低，最终达到一个稳定值。
在剪切过程中，土体体积先略有压缩，然后不断膨胀，表现为应变软化。为了用数学方程描述各种土的应力应变特性，有各种非线性弹性、弹塑性和粘弹塑性模型。利用这些模型和数值分析方法，我们可以分析一些复杂的边界条件和非均质土的变形和稳定性。但目前很难正确确定这些模型对应的土体参数，也很难确定土体的原始应力状态，因此很难在工程中得到广泛应用。土的动力特性土在岩爆、动力基础或地震等动力作用下的变形和强度特性与静荷载作用下明显不同。
土的动力特性主要指模量、阻尼、振动压实和动强度，与应变的大小有关。应变幅度增加(
液化的主要机理是土的有效强度在动荷载作用下瞬间消失，导致土体结构失稳。一般来说，松散的粉细砂最容易液化，但砂的结构和地层的应力历史也有一定的影响。有粘聚力的粘性土一般不会液化。黄土的工程性质一般分为新黄土和老黄土两大类，其性质也有显著差异(见黄土地区道路建设和路基设计)。？
软土的工程性质软土一般指高压缩性、低强度的饱和粘性土，多分布于江河、河流、沿海、内陆湖泊、池塘、盆地及多雨的山地洼地。一般软土的孔隙比大于1.0，天然含水量往往高于其液限，不排水抗剪强度很低，压缩性很高，往往需要加固。最简单的方法是预压法(见预压法)。软土强度的增加依赖于孔隙压力的消失，因此在地基中设置砂井以加快软土中水的排出是最常用的加固方法之一。
在预压加固过程中观测地基中孔隙水压力的消失是保证施工安全和效率的有效方法。此外，碎石桩(见振冲法)和生石灰桩也可用于加固软土地基。膨胀土的工程性质粘土中的粘土矿物(主要是蒙脱石)遇水或失水时会膨胀或收缩，引起整个土体的大量胀缩变形，给建筑物带来破坏(见膨胀土地基)。
冻土的工程性质是高纬度或高海拔，气温寒冷，土壤中的水分常年冻结，冻土三年以上不融化。多年冻土区表土层随季节温度交替变化，季节冻融层的下限就是多年冻土的上限，对建筑物的变形和稳定性影响很大(见多年冻土区冻土地基与道路建设)。
盐渍土的工程性质见《盐渍土地区道路建设》。热带亚热带暖湿气候条件下石灰岩、白云岩和玄武岩风化形成的红粘土残积土的工程性质。粘土矿物主要是高岭石，活性较低。中国红粘土一般具有天然含水量高、孔隙比大、液限和塑性指数高的特点，但具有较强的抗水性、较低的压缩性和较高的抗剪强度，可用作土坝填料。
参考资料:
土壤工程特性的网页链接