土的物理状态指标

土的物理状态指标土的物理状态指标 土的物理指标土的物理指标 1 4 1 土的三相比例指标土的三相比例指标 因为土是三相体系 不能用一个单一的指标来说明三相间量的比例关系 需要若干个指标来反映土中 固体颗粒 水和空气之间的量关系 在土力 学中 通常 用三相草图来表示土的三相组成 图 1 10 为了确定土的三相比例指标 需要通过试验室测定土的重力密度 含水量和土粒比重 有关实验方法参 见 土工试验 规程 这里不予讲述 得到这三个基本指标图 1 10 土的三相草图后 其它指标就可通过三相草图 的关系得到 1 土的重度 土的重度 g 土的重度定义为土单位体积的重量 单位为 kN m 3 其定义式为 2 土粒比重 土粒比重 d s 土粒比重定义为土粒的质量与同体积纯蒸馏水在 4 时的质量之比 其定义式为 土粒的比重给出的是矿物组合体的密度 由于土中矿物成分相对比较稳定 故土的比重一般变化不大 见表 1 3 且与常见矿物的比重接近 表 1 4 表表 1 3 常见土的比重常见土的比重 土 名 土粒比重 砂 土 2 65 2 69 砂质粉土 2 70 粘质粉土 2 71 粉质粘土 2 72 2 73 粘 土 2 74 2 76 表表 1 4 土中常见矿物的比重土中常见矿物的比重 矿 物 矿物密度 闪石英 2 8 3 4 黑云母 2 7 3 1 方解石 2 7 石 英 2 65 长 石 2 5 2 9 云 母 2 8 2 9 白云母 2 8 3 0 黄铁矿 5 0 5 1 辉 石 3 1 3 6 伊利石 2 6 2 8 高岭土 2 6 2 7 蒙托石 2 4 2 8 绿泥石 2 6 3 0 3 土的含水量 土的含水量 w 土的含水量定义为土中水的质量与土粒质量之比 以百分数表示 4 土的孔隙比 土的孔隙比 e 孔隙比 e 指孔隙体积与固体颗粒实体体积之比 以小数表示 即 5 孔隙率 孔隙率 n 孔隙度 n 一 指孔隙体积与土总体积之比 用百分数表示 亦即 孔隙比和孔隙度都是用以表示孔隙体积含量的概念 不难证明两者之间可以用下式互换 或 土的孔隙比或孔隙度都可用来表示同一种土的松 密程度 它随土形成过程中所受的压力 粒径级配 和颗粒排列的 状况而变化 一般说 粗粒土的孔隙度小 细粒土的孔隙度大 例如砂类土的孔隙度一般是 28 35 粘性土的 孔隙度有时可高达 60 70 这种情况下 单位体积内孔隙的体积比土颗粒的体积大很多 6 饱和度 饱和度 Sr 饱和度 土孔隙中水的体积与孔隙体积之比 以百分数表示 即 土可根据饱和度划分为稍湿 很湿与饱和三种状态 其划分标准为 稍湿 Sr 50 很湿 50 Sr 80 饱和 Sr 80 7 土的常用指标的换算关系 土的常用指标的换算关系 除上述指标外 工程中还遇到其他一些指标 其换算关系见表 1 5 表 1 5 常用指标之间的换算关系 指标名称 换算公式 常见的数值范围 干重度 kN m 3 13 18 饱和重度 kN m 3 18 23 浮重度或有效重度 8 13 孔隙比 砂土 0 3 0 9 粘性土 0 6 1 2 孔隙度 砂土 25 45 粘性土 30 60 饱和度 0 100 1 4 2 土的物理状态指标土的物理状态指标 所谓土的物理状态 对于粗粒土来说 是指土的密实程度 对细粒土而言 则指土的软硬程度或称为 土的稠度 1 无粘性土 粗粒土 的密实程度 无粘性土 粗粒土 的密实程度 无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系 呈密实状态时 强度较大 可作为良好的天然地基 呈松散状态 时 则是不良地基 对于同一种无粘性土 当其孔隙比小于某一限度时 处于密实状态 随着孔隙比的 增大 则处于 中密 稍密直到松散状态 无粘性土的这种特性 是因为它所具有的单粒结构决定的 以下介绍与无粘性土的最大和最小孔隙比 相对密实度等有关的密实度指标 无粘性土的最小孔隙比是最紧密状态的孔隙比 用符号 e min 表示 其最大孔隙比是土处于最疏松状 态时的孔隙 比 用符号 e max 表示 e min 一般采用 振击法 测定 e max 一般用 松砂器法 测定 对于不同的无粘性土 其 e min 与 e max 的测定值也是不同的 e max 与 e min 之差 即孔隙比可 能变化的 范围 也是不一样的 一般土粒粒径较均匀的无粘性土 其 e max 与 e min 之差较小 对不均匀的无 粘性土 则 其差值较大 无粘性土的天然孔隙比 e 如果接近 e max 或 e min 则该无粘性土处于天然疏松 或密实 状 态 这可 用无粘性土的相对密实度进行评价 无粘性土的相对密实度以最大孔隙比 e max 与天然孔隙比 e 之差和最大孔隙比 e max 与最小孔隙比 e min 之差 的比值 Dr 表示 即 从上式可知 若无粘性土的天然孔隙比 e 接近于 e min 即相对密实度 Dr 接近于 1 时 土呈密实 状态 当 e 接近于 e max 时 即相对密实度 Dr 接近于 0 则呈松散状态 根据 Dr 值可把砂土的密实度状态划 分为下列三种 l Dr 0 67 密实的 0 67 D