这一讲我们将土的物理状态特征，也就是土的三相量比例发生变化时的特征变化，从土的三相土中可以看出，水是土的物理状态发生变化的主要成因。由第一讲我们知道土粒由粗到细逐渐变化时，颗粒间的空隙由大变小，土的性质相应发生变化，由无粘性变为有粘性，所以我们将土划分成无粘性土和粘性土两类来分别研究土的物理状态特征，无粘性土受水影响不大，其工程性质与密实度有关，越密实，强度越大；粘性土受水影响较大，其工程性质与稠度有关。无粘性土中颗粒大于50mm的碎石土由于不易取得原状土样和重锤击入，所以平均粒径大于50mm以上碎石土我们一般根据《规范》要求，按野外鉴别方法划分为密实、中密、稍密、松散四种；粒径大于0.075mm的砂土的密实度用天然孔隙比衡量，实验证明当e<0.6时，砂土密实，强度高，压缩性小，当e>0.95时，砂土松散，强度低，压缩性大。由第一讲得知土的颗粒级配对土的整体强度具有一定的影响，同样孔隙比的砂土，当颗粒均匀时较密实，当颗粒不均匀时较疏松，为此我们引入砂土的相对密实度Dr来表征砂土的物理状态特征。Dr=（emax-e）/（emax-emin)，其中最大孔隙比测定方法是将疏松的风干（非烘干）土样，通过长颈漏斗轻轻倒入容器，求其最小干密度，计算孔隙比；最小孔隙比，即最密实状态的孔隙比，测定方法是将疏松风干（非烘干）土样，分三次装入金属容器，并加以振动和锤击，至体积不变为止，测出最大干密度（记住是干密度），算出最小孔隙比。具体实验方法在实验课中讲解 具体细节参考教材和规范，按Dr的大小将砂土分成下列三种密实度状态：1≧Dr>0.67，密实，0.67≧Dr>0.33，中密，0.33≧Dr>0，松散，由于实验室实验用砂土很难取得原状土样，故天然孔隙比不易测准，其相对密度的精度无法保证，故《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011)以下均简称《规范》，用标准现场标准贯入试验锤击数N来划分砂土的密实度。具体实验方法是用质量63.5kg的重锤，落距1900px，自由落下，将贯入器竖直击入土中750px所需的锤击数来判定砂土的密实度。这是无粘性土的物理状体特征试验方法。为了方便简单的研究粘性土的稠度特征，1911年瑞典农业学家阿太堡提出界限含水率的概念，把粘性土由一种状态过渡到另一种状态的分界含水率，分为缩限含水率、塑限含水率、液限含水率、黏限含水率、浮限含水率五种，我们建筑工程中常用前三种。固态与半固态间的界限含水率称为缩限含水率，简称缩限ωs，与可塑状态间的含水率称为塑限含水率ωp，可塑状态与流动状态的含水率称为液限ωL,(见图）。工程中常通过测定土的液塑限来判定土的适用性，国内外测定方法不一，主要有“搓条法”、锥式液限法、碟式液限法、液塑限联合测定法，我国试验室常用液塑限联合测定，以电磁放锥法对粘性土样以不同的含水率进行试验，《规范》规定至少三种含水率以上，测出76g圆锥体入土深度，按测定结果在双对数坐标纸上作出入土深度与对应含水率的关系曲线。根据大量试验资料证明，它接近一条直线（如图），搓条法和锥式液限仪法得到的塑限和液限分别对应该直线上圆锥仪入土深度为2mm和10mm的含水率值，入土深度17mm的含水率与美国日本使用的碟式液限仪结果相当，目前我国工程建设中以10mm沉入深度为标准。求出土的界限含水率后，我们引入塑性指数Ip和液性指数IL两个指标来表征土中结合水含量和自由水含量（即天然状态），塑性指数是液限与塑限的差值由第二讲得知土中结合水越大和蒙脱石越多，土的塑性越大，所以Ip越大，说明土体处于可塑状态的含水率变化范围越大。Ip>17定为粘土，10<Ip≦17定义为粉质粘土。工程建设中常采用塑性指数为10-15的土。土的液性指数是土的天然含水率与液限之差与塑性指数之比（看公式），公式中可以看出天然含水率ω小于塑限ωP时，IL小于0，土体处于固体或半固体状态；当ω大于液限ωL时，IL大于1，天然土体处于可塑状态；当含水率ω处于两者之间，IL在0-1之间，土体处于可塑状态。《规范》按IL大小将粘土分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑五种软硬状态，这五种状态的分界值是原状土经扰动在实验室求得，实际工程中，粘性土在受到外界扰动时，强度会降低，压缩性会增大，我们用土的灵敏度来衡量这一特性。灵敏度就是原状土的强度与同一种土经重塑后（含水率保持不变）的强度之比，用符号St表示,土的强度的试验方法后面章节讲解，这里我们需要知道工程施工过程中，基坑开挖、地基打桩、重锤夯实地基都会使地基土的强度受到扰动而降低，这对施工工程安全控制很重要，施工结束一定时间后再测试去的强度才接近实际。