第二章-2土的物理性质指标

1、三相图三相图 三相图三相图：就是人为地把土体中的三相即土颗粒、水和气体分别集中在一起，在图的左边表示各部分的体积，在图的右边表示各部分的质量或重量，这样构成的图就是三相图。 各部分符号：土颗粒s、水、气体a、 体积V、重量W、质量m 组合后可得：土体各部分的体积、重量和质量。各相之间的关系各相之间的关系一般关系一般关系： 体积： 重量： 质量：简化简化： 因气体的重量和质量很小，一般不计，即W a=0，ma=0， 但要考虑气体体积。这时有：vsasVVVVVVvsasWWWWWWvsasmmmmmmWWWsmmms重量和质量之间的关系重量和质量之间的关系 重量与质量的区别重量与质量的区别： 重

2、量重量：是考虑地球引力影响后自重值，单位：N、KN 质量质量：是没有考虑地球引力影响的值，单位：g、kg 重量与质量的关系重量与质量的关系：w=9.81m 容重和密度的区别容重和密度的区别： 容重容重：指单位体积的重量，单位：KN/m3 密度密度：指单位体积的质量，单位：g/cm3 容重和密度的关系容重和密度的关系：=9.81直接测定指标直接测定指标-1-1 土颗粒比重土颗粒比重： 指土体在105-110C的温度下烘至恒量时的重量或质量与土颗粒同体积的4C时蒸馏水的重量或质量之比。 水的容重=9.81KN/m3，水的密度=1g/cm3 土颗粒的比重与土体中的水和气体无关 土颗粒比重一般介于2.

3、65-2.75之间 测定方法测定方法： 比重瓶法、浮称法、虹吸筒法sssVWGsssVmG 直接测定指标直接测定指标-2-2 土颗粒的容重土颗粒的容重：指土颗粒的重量与土颗粒的体积之比。 土颗粒的密度土颗粒的密度：指土颗粒的质量与土颗粒的体积之比 土颗粒的密度与比重的关系土颗粒的密度与比重的关系：土颗粒的密度在数值上在数值上等于土颗粒的比重，一般不需直接测定。 土颗粒的容重和密度的关系土颗粒的容重和密度的关系：)/(3mKNVWsss)/(3cmgVmsssss81. 9ssG直接测定指标直接测定指标-3-3 土体的容重土体的容重：指单位体积土体的重量。 也称湿容重、天然容重。 土体的密度土体

4、的密度：指单位体积土体的质量。也称湿密度、天然密度。 土体的容重一般介于16.0-19.0KN/m3， 密度介于1.5-1.8g/cm3之间。 土体的容重与密度的关系土体的容重与密度的关系： 测定方法测定方法： 蜡封法、环刀法、灌砂法、灌水法)/(3mKNVW)/(3cmgVm81. 9直接测定指标直接测定指标-4-4 土体的含水率土体的含水率： 反映土体含水的多少。等于土体在105-110C的温度下烘至恒量时所失去的水份的重量或质量与土颗粒的重量或质量之比。 砂土含水少，粘性土含水多。 测定方法测定方法： 烘干法、酒精燃烧法、电炉炒干法(%)sWW(%)smm间接测定指标间接测定指标-1-1

5、 孔隙比孔隙比： 反映土体孔隙的多少。等于土体中孔隙的体积与土颗粒的体积之比。它是一个相对指标。 孔隙率孔隙率： 反映土体孔隙的多少。等于土体中孔隙的体积与整个土体的体积 之比。它是一个绝对指标。svVVe (%)VVnv间接测定指标间接测定指标-2-2 土体的饱和度土体的饱和度： 反映土体含水的多少，等于土体孔隙中水的体积与孔隙的体积之比 干土的饱和度为0， 饱和土的饱和度为100%， 一般土的饱和度介于0-100%之间。 理论上，饱和土的饱和度为100%， 但因土体中存在封闭孔隙，实际饱和度达到80%的土就称为饱和土。(%)vrVVS间接测定指标间接测定指标-3-3 饱和容重饱和容重：指土

6、体处于饱和状态时的容重，或指饱和土体的容重，这时土体的孔隙中全部充满水。 饱和密度饱和密度：指土体处于饱和状态时的密度，或指饱和土体的密度，这时土体的孔隙中全部充满水。 饱和容重与饱和密度的关系饱和容重与饱和密度的关系：)/(3mKNVVWvssat)/(3cmgVVmvssatsatsat81. 9间接测定指标间接测定指标-4-4 浮容重浮容重：指土体淹没在水下面的有效容重，这时土颗粒受到水的浮力作用，其有效重量减小。 浮密度浮密度：指土体淹没在水下面的有效密度，这时土颗粒受到水的浮力作用，其有效质量减小。 浮容重与浮密度的关系浮容重与浮密度的关系： )/(3mKNVVWss)/(3cmgV

7、Vmss81. 9间接测定指标间接测定指标-5-5 干容重干容重：指干土的容重，这时土体的孔隙中没有水。 干密度干密度：指干土的密度，这时土体的孔隙中没有水。 干容重与干密度的关系干容重与干密度的关系： 干容重或干密度是控制填土施工质量的重要指标。 土的4个容重或密度指标： sat d)/(3mKNVWsd)/(3cmgVmsddd81. 9换算指标换算指标 换算指标换算指标： 指在土的10个物理性质指标中， 只要知道其中的几个指标， 其余的指标都可以通过指标的基本概念换算出来。 技巧技巧： 如问题没有具体给定土体的体积、重量或质量， 在计算过程中可任意假定一体积或重量或质量为单位值， 可使计

8、算过程简化，而不影响计算结果 。 但注意每次只能假定一个为单位值。例题例题 从现场地基中取出某土样。已知该土样体积为0.8m3，含水率为15.0%，比重为2.75，孔隙比为0.65。试求： 1) 土颗粒体积 8) 浮密度 2) 孔隙体积 9) 湿密度 3) 土颗粒质量 10) 干密度 4) 水的质量 11) 孔隙率 5) 水的体积 12) 饱和度 6) 气体体积 13) 土颗粒的容重 7) 饱和密度 14) 土体的容重求解求解-1-1 已知， 1）由 可得， 则土颗粒体积为： 2）孔隙体积为： 3）由 可得，土颗粒质量为： 求解求解-2-2 4）由 可得，水的质量为： 5）水的体积为： 6）气体体积为： 求解求解-3-3 7）土样的饱和密度： 8）土样的浮密度： 9） 土样的湿密度为：求解求解-4-4 10）土样的干密度为： 11）土样的孔隙率为： 12）土样的饱和度为： 求解求解-5-5 13）土颗粒的容重： 14 ）土体的容重：求解求解-6-6 三相图：例题例题2 2 用体积为50cm3的环刀取得原状土样，经用天秤称出土样的总质量为95g，烘干后为75g。经比重试验测得土颗粒的比重为2.68。求： 1）天然含水率 2）容重