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土壤中物质的相
土壤由三相组成：固、液、气。固相由固体颗粒、液态水代表，气相由土壤孔隙中的封闭空气或水蒸气代表。
某些类型的土壤可以由一相、两相或三相组成，这意味着土壤的成分可以是一相、两相或三相系统。土壤的物理性质取决于各个相。
非粘性土壤，例如完全干燥的沙子或砾石，仅由一种相 - 固体颗粒组成。存在于土壤孔隙中的空气不是封闭的，也不阻碍固体颗粒的运动，因此不能被视为相。
地下水位以上湿润粘性土壤，由固体颗粒和封闭孔隙组成，部分充满水，部分充满空气或水蒸气，为三相体系土壤。在移动固体的情况下，土壤孔隙中的水和空气同时对抗。
地下水位以下的土壤，其孔隙完全充满水，内部不存在空气或水蒸气，是两相体系。假设较深层的土壤是两相系统，因为较深的土壤孔隙中的封闭空气对其物理性质没有显着影响，在这种情况下，物理性质由固相和液相的性质决定。
粒度组成
土壤的固体成分是不同大小的矿物质或有机物，范围从大卵石和块体，大小数百、数千毫米到一个分子大小。大家知道，一个分子是百万分之一毫米，一毫微米。土壤固体的最小尺寸被认为是20 m或微米。
固体土壤颗粒的大小对其物理性质有非常大的影响。这种粗糙度用粒度组成来表示，它表示单个颗粒尺寸以其重量份数与土壤总重量的比率。不同国家根据土壤的粒度组成进行的划分是不同的。我们的划分如下：
粒径限制
尺寸2 mm – 粗粒和细粒土壤成分之间的边界。高达2mm的固体颗粒显示土壤中水的毛细管上升。粗粒土没有毛细作用。
尺寸0,2 mm – 粗粒（锋利）沙子和细粒（软）沙子之间的边界。
尺寸0,02 mm - 肉眼可识别土壤中单个颗粒的极限。
尺寸 0,002 mm – 松散土壤和粘土之间的边界
尺寸0,0002 mm – 粘土和胶体粘土之间的边界。
0,002 mm以下的固体成分对土壤的物理性质影响较大。这些成分赋予土壤粘性，如果它们在土壤中越小且越丰富，则土壤的粘性就越大。然而，土壤粘聚力还取决于小于0,002 mm的固体颗粒的矿物成分。如果这些颗粒是由非常坚硬的矿物（例如石英）分解形成的，那么它们的内聚力非常低或不存在，并且它们的吸水性也相对较低。如果0,002 mm以下的颗粒是由粘土材料分解产生的，那么它们的粘合性能如果颗粒越小则越强，而这种颗粒的吸水率非常高。
土壤的粒度组成为其一些物理特性提供了重要且可靠的数据。如果土壤中存在0,002 mm以下的粘土颗粒，则可以断定该土壤具有塑性、粘性、吸湿性、高毛细管作用、低渗透性、低内摩擦角。
土壤的颗粒成分由颗粒成分线表示（图1）。
图。 1 - 粒度土壤成分线： 1 - 砾石沙； 2-尘沙； 3-沙尘； 4-粘土； 5-粘土
粒度组合物的纵坐标显示小于给定点横坐标所代表的直径的固体颗粒的重量分数。例如，在4线的A点，纵坐标显示有92%小于2 mm的粒子，剩余的8%大于2 mm。
根据粒度组成对土壤进行分类
含有大于2 mm固体颗粒的土壤根据土壤按粒度组成的一般划分进行分类，如图1所示。 1。在此过程中，采用土壤中最常见的部分作为基本部分，而其他部分则为附加部分。例如，如果土壤的一般颗粒主要是沙子，含有少量的砾石，则这种土壤被归类为砾石砂，反之则为砂砾石。在分类中，还可以指示土壤中各个部分的份额。例如，如果土壤含有15%粘土、45%灰尘、30%沙子和10%砾石，则可以将其归类为含有15%粘土和10%砾石的粘土。
然而，对于含有小于2 mm固体颗粒的细粒土壤，通常根据其粒度组成进行分类，根据三角图进行分类。有几个这样的图表，其中我们将列出美国土壤局提供的最基本的一个，图 1。 2.
图2 - 美国土壤局三角图
该图由折叠成等边三角形的三个坐标轴组成，其中每个轴代表一个部分，即沙子、灰尘和粘土，以占整个土体重量的百分比表示。图的表面分为 10 区域，每个区域代表一种不同的土壤类型。三角形的每条边代表一个横坐标，从该横坐标起平行于其他两个横坐标的纵坐标。
该图中的每个点都有 3 坐标，代表给定土壤中指定的 3 分数的百分比，并确定土壤类型。例如，图中的 M 点代表粘土。由图 1 的粒度组成图可得。 1 确定各个部分，在本例中为（图 1 中的线 4）：35% 粘土、25% 灰尘、40% 沙子，而8% 砾石的量被忽略，因为它的总量小于10%。
此分类是指根据美国划分的沙子、灰尘和砾石部分，但由于其具有比较价值和经验，因此仍然采用这种分类。
土壤不平整度
根据Allen Hazen的说法，土壤不均匀程度是比率（图3）
U=d60/d10
其中，d60为纵坐标60%对应的粒径，d10_为纵坐标10%对应的粒径。
对于_U < 5 tlo je ravnomernog sastava,
for U = 5 – 15 土壤成分中度不均匀，
对于 U > 15 土壤成分不均匀。
当粒度组合物的线陡峭时，不均匀度_U_的值较小，而当线平坦时，不均匀度_U_的值较大。 U 的最小值是 1。如果粒度组成线越平坦，_U_值就越高。对于沙子，通常为 U=1-15，对于粘土 U=10-90，但对于成分非常不均匀的土壤，U 可能具有非常高的值。
图。 3 - 粒径_d60和d10_
过滤规则
该规则基于过滤器的粒度组成，其任务是通过过渡粒度来降低土壤与石料排水层接触处的水力梯度，以防止地下水对小土壤颗粒的冲刷。滤层应满足的基本条件是透水且稳定。
滤波器组合有多种规则，这里仅列出最著名的太沙吉规则。
太沙吉法则
Terzaghi 规则如下：过滤器的颗粒化程度应使其颗粒占整个过滤器质量 (F15) 的重量份数为 15%，至少比过滤器所在土壤（基础）的最大颗粒大 4 倍15% 重量份的基质 (B15) 且不大于4 倍_B85_，即85% 基质重量份的最小颗粒尺寸。该规则可以用关系式表示：
F15/B15 > 4 和_F15/B85_ < 4.
第一个比例保证了过滤器的透水性，第二个比例保证了过滤器的稳定性。
图。 4 - Terzaghia 过滤规则
底座的最小和最大颗粒如图 2 所示。 4 边界线1 和2。滤波器的限制线为3和4。条件_F15_ > 4_B15_由边界线3上的点a表示，条件_F15_ < 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
建议过滤器的颗粒成分线与底座的颗粒成分线大致平行。
而不是如图所示的底座颗粒成分的两条极端线。 4，可一行平均造粒。在这种情况下，点_B15_和_B85_在同一条线上（如图5所示）。
最常见的是，基层和排水层之间的颗粒化差异使得一个过滤区不足以实现基层和排水层之间的过渡。在这种情况下，过滤器由多个过滤区组成，这些过滤区根据相同的规则确定，直到达到排水沉积物的最大颗粒尺寸。
图5 - 过滤层计算示例
列出的划分、限制尺寸和规则来自历史来源，不能替代当前的岩土分类、实验室报告、过滤器设计或性能计划。实际的土壤和排水系统需要进行代表性取样、适当的测试、检查地下水和地表水、侵蚀和内部稳定性，以及由授权专家根据具体项目的现行法规和条件进行评估。