土的變形

　　土在力的作用下產生體積或形狀變化的現象，是土對作用力的反應的第一個階段。人類的建築活動使土所承受的力主要是壓力和剪力，土也將因之發生相應的壓縮變形和剪切變形。

　　壓縮變形　地基土在建築物荷載作用下的主要變形形式。自然界中的土是一種多孔分散體系，孔隙由水和空氣充填。在建築物的實際荷載作用下礦物顆粒和水的體積壓縮變形量可以忽略不計，因而土的壓縮變形實質上是隨著空氣或水的逸出，顆粒移移動而使孔隙體積減小造成的。壓力與孔隙體積之間為對數曲線關系。由於一般建築物對地基土壓力變化不大，故通常將與此相應的曲線段看作直線，可以表述為：在壓力變化不大的條件下，孔隙比的變化（△e）與壓應力的變化（△σ）成正比，△e=α△σ，式中α為壓縮系數。此即壓縮定律。α和壓縮模量（

，式中 e ₀為原始孔隙比）都是表征土的可壓縮性的指標，可用取樣或原位試驗方法確定（見 巖土試驗）。

　　土的可壓縮性隨土的粒度不同而有明顯的差異。粗粒土在靜荷載作用下不易變形，壓縮過程很短，但對動荷載的作用甚為敏感，變形量顯著增大。細粒土的變形量大，壓縮過程也長，雖然對荷載的性質一般不很敏感，但動荷載能夠顯著增加某些觸變性粘土的變形量。原處於水力平衡狀態的飽水土在均佈荷載作用下，開始瞬間，壓力全部由水承受，引起孔隙水壓力（土力學中也稱中性壓力）。水承壓後向外排出，壓力向顆粒轉移，顆粒所承受的壓力稱為有效壓力。顆粒在有效壓力作用下發生移動，使孔隙體積減小，土即發生壓縮變形。對飽水粘性土來說，這種在不變的壓力作用下孔隙水壓力逐漸減小而有效壓力不斷增大，水不斷排出以致土不斷發生壓縮變形的過程，稱為固結過程。固結過程的長短，主要取決於土的滲透性能，這是厚層粘土固結過程很長的根本原因。用土在一定壓力作用下某時間內的變形量（S_t）與最終變形量（S_∞）之比表示土體在某時段的固結程度，稱為固結系數。

　　剪切變形　土的剪切變形多發生在地基土接近破壞的階段，以及組成斜坡的粘性土中。粘性土在不變的荷載作用下可以發生長期而緩慢的剪切變形，稱為剪切蠕變。這是顆粒在剪力作用下產生的緩慢滑移。由剪切蠕變導致破壞是粘性土斜坡破壞的主要方式之一。

　　此外，在自然或人為因素的作用下，土中的水分增、減，以及水對土中固體物質溶蝕或沖蝕，也可使土相應地發生膨脹、收縮，以及濕陷或潛蝕變形。