(完整版)土的基本物理性质指标计算与换算

1、1.1 土的物理性质指标计算1.1.1 土的基本物理性质指标计算与换算1.1 土的物理性质指标计算1.1.1 上的基本物理性质指标计算身换算土由固体颗粒（固相、水（液相）和空气（气相）三部分筑成，这三部分之间的比 例关系随着拇围条件的变化而变化,三者相互之间的不同比例,反映出土的不同物理状 蠢，如干焦、耐湿或很湿、密实、稍密或松散.这些指标是最基本的物理性质指标.对于 评价上的物理力学和工槿性质，进行上的工程分类具有很重果的意义“为了研究土的物理 性质，就饕掌握土的三个也成部分之间的比例关系，表达这三部分之间关系的指标，称为 土的物理性质指标.士的三相物质是混合分布的，为研究阐述和计算方便.一

2、裁用图1-1所示三相图表 示，把土的固体思粒、水、空气各自划分开来,气体的量比箕他曲部分质量小值参，一 般忽略不计*图17上的三相组成示意图1 一土黑粒：2水r 3-空气注tnr土的除前置（m=nr.+用.）M一土的固体顺就的质量；用.一土中水的虞量；e.上中r体的质量，洲产研一土的总体和（v= %+v+ v.hv*土中保牯黑般的体枳*V.一土中水所占的体积.匕±中空气所占的体积1V.土中空隙的体粗（V,=-Vt+ LL、土的质量密度和重力密度一、土的质密度和就力宙度L 土的质量密度单位体积土的质量林为土的质量密度，简称土的密度，用符号f表示，其基本表达 式为：p = y （t/m3

3、）（1-1）式中7士的总体积； m土的总质量b土的密度亦可用以下换算公式计算p pd（l + r）（1-2）或P =' PhCT）式中由一上的干密度w土的含水量（%）;e土的孔隙比1dt土的相对密度工St土的惚和度；久蒸憧水的密度，一般取pilt/m'u土的密度一般由试验方法（环刀法）直接测定卜即根据特制环刀所取的土重除以环刀 的容积即得。土的密度随上的矿物成分、孔隙大小和水的含量而不同，天然状态下的土的 密度一般为Lb-NJt/m'2, 土的重力密度单位体积土所受的重力称为土的重力密度，简称土的重度，用符号了表示，其基本 表达式为，r = v（1V或y = p * g

4、（1-5）式中 G土的重力（重量）（kNhV土的体积；p土的密度；g重力加速度，取区射10叫/1口因为 G=mgt ¥=掌=p，g土的重度亦可用以下换算公式计算，J/1 + O.Olw）,、了 =a ¥ ="7）e> dB、w、&符号意义同前心土的重度由此敷方法测定后计算求得。一JR土的丽度为162DkN/m'、土粒相对密度（比重）二.土粒相对密度（比重）土粒单位体积的质量与4七时蒸饱水的密度之比称为土粒相对密度，又称比重* 用符号a,表示，其基本表达式为，.d. = *（1-8）Vw式中 匕一土中固体颗粒的体积手叫一土中固体颗粒的质量。土敕

5、相对密度，亦可用以下换算公式计算;(1-1D式中p.土颗粒的密度,m、君、pi *.、匕* yw符号意义同前匕土粒的相对密度一般由试改方法（比庖瓶法）定口它是没有单位的.一般牲粘土为2,7-2.80;砂土为2.652.6%三.土的含水，式中P，土颗粒的柳度，3、小?”、Vl八Yb符号意义同前U土粒的相对密度一般由试验方法比盅瓶法）测定它是没有单位的，一般性粘土为2,7-2,80j 即上为 2.652,的口三.土的含水土中水的质量身颗粒质量之比（用%表示不称为土的含水量，用符号加表示.其基 本裹达式为(1-12)(1-14)w = x 100%式中一土中固体颗粒的质1L加一一土中水的质量3土的含

6、水量亦可用以下换算公式计算tSrfkj =x 100=I - 11 x 100式中匕一土的干通度；或、Sc底了符号意义同前口土的含水量由试验方法（烘干法）测定.根据烘干前后的重疗差与烘干后士重之比, 即可求得口 土的含水量砂土大致在。40%间变化，粘性土在2。%100%间空化口四、土的干密度和干重度四、土的干密度和干度1. 土的干密度土的单位体积内颗粒的质量，称为土的干密度，用符号Pd表示，其基本表达式为： pd = " (t/m3)(1-15)式中V土的总体积；'ma土的固体颗粒的质量. 土的干密度亦可用以下换算公式计算：或内=备(1-17)如、户、*符号意义同前口土的干密

7、度通常由试验方法测定外3后，由计算求得。一般土的干密度为1.31.8t/m3Q2. 土的干重度土的单位体积内颗粒的重力称为土的干重度，用符号yd表示，其基本表达式为：九=g (kN/m3)(1-18)或一九=Pd g <kN/m5)(1-19)式中 J上的固体颗粒的重力(重量力¥、尸小g符号意义同前。土的干重度亦可用以F换算式计算“出(13)或九二急(I；。w > it, d,符号意义同前。 土的干重度由试题方法直接测定. 一般土的干瓯度为L318kN/m)五、土的饱和密度和饱和重度五、土的M和宙度和饱和度L 土的饱和僧度土的孔隙完全被水充满时土的密度称为上的饱和密度，用

8、符号P.表示，其基本表达 式为，瞑=1 G (1-22)式中 匕一土中空原的体积主%槐.、尸.符号就义同前口土的饱和密度亦可用以下换算公式计算，Pa = Pd+ ： .(1 -23 )或Pwt= p*(1-24)Pd、底p.符号意义同前.土的铜和密度，可由计算求得° 一般土的饱和密度为1.82,3t/m,2. 土的饱和重度土中孔隙完全被水充满时土的重度称为上的饱和重度，用符号丁皿表示，其基本表达式为:a G- - % 7 =y式中/w水的重度，为981kN/m3,近似取九=LOkN/m"V. G> V.符号意义同前。土的饱和重度亦可用以下换算公式计算1= P*/g(1

9、-25)(1-26)或(1；7)时、g、*； y*符号意义同前。土的饱和重度可由计算求得，一般土的饱和重度为1828kN/m"六、土的有效重度六，土的有效直度在地F水位以下的土体，受到水的浮力作用时，土的重度称为土的有效重度，筒称浮 重度,用符号y'表示,其联本表达式为，=%1了*=%-九.(1-28)式中¥皿土的饱和重度1Y,水的重度,近似取7.= 10kWm3q土的有效重度亦可用以下换算公式i f,1Yf =(d.- 1)人(1-29)(1-30)总、d.、了八7TL/炉.、户.符号意义同前o土的有敕重度由计算求得.一般士的有效重度为8 13kN/m七、土的孔隙

10、比七、土的孔隙比，土中孔隙体积与土粒体积之比称为孔原比，用符号f表示，其基本表达式为；r =y *式中V,土中固体颗粒的体积；Vv一中孔隙的体积。“士的孔感比亦中用以下换算公式计算：士 = d4（1 + 3 - 1（或 心?式1 + .） 1（1-32）p1y /管"斗 二警一力(1-33)(1-34)p、de pF、卬、Pd、k符号意义同前口土的孔隙比可由计算求得g 一般粘性土为0.51.2；砂土为。.3-0.9。八、空隙率人.孔隙率土中孔隙体积与土的体积之比（用，表示），称为孔隙率，又称孔隙度，用符号表 示，其基本表达式为：n = - 100%（1.35）式中V土的总体BU匕一土

11、中孔隙的体积.土的孔隙率亦可用想下换算公式计算,n =1X * 100%（1-36）或m= 1 .5（£皿）.30%（1T7）V,一自）'】叩%（138）-d+、丫八皿、几符号意义同前。土的孔隙率可由计算求得口 一般粘性土为30%如% ;砂土为25%45%。九、饱和度九.他和度土中水的体积与孔隙体积之比称为饱和度，用符号与表示，其基本表达式为FS二 g 100%(1-39)式中匕土中孔隙的体租；Vw一上中水所占的体积口士的饱和度亦可用以下热算公苴计算：(1-41)(1-42)或3"阴成"阴5,加、d,、木制、Rm 8符号意义同前口土的饱和度可由计算求得，一

12、般士为。一 1.0孔原全部为水所充填S, = l的士称为 胞和土；如土中不含水，即V, = 0,网冬=0, 土为干土中上述物理性质指标中，小w前应三个指标须通过试验测定，通常麻为实验指标; 其他指标可由这三个指标换算计算得来，林为计算指标，【例1-1】(例17】 工程地基经试嘛测定，原状土样的体积v= 70s?, 土的质量撕= 0 126kg, 土的固体颗粒的质量脚L0.1(43如，士的相时痛度应=2.6段试求土样的密 度、重度、干密度，于重度、含水量、孔隙比、饱和宜度及有效重度，«1土的密度 .=答=嗑= 口.0018上/由3 = L8t/n?上的重度土的干密度，N .=1,8 x

13、 10 = 18kN/mpd 三争="黑 = 0 , 00149kg%n? = 1.49t/m土的干重度土的含水量1.49 x 10 = 14.9kN/m: 0.126-0.10430.1043土的孔原比土的铜和重度= 0.2081 = 20.81%d .2 - 68 x 1=记=租FTm a + V#*»t - Psg = - y d =m*十 E 7一 公0.1043 + 0.8第3 -x 1070苒w土的有效重度=0,01934kg/cm3 - 19.34kN/n?yr = yM( -= 19.34-10 = 9t34kN/m,【例1-2】ffl 1-21住宅楼房心回

14、填土杳实后的密度p = L85t/m-含水量皿= 14.5%,设计要求夯实后的干密度的工1.55t/nA试问此房心填土是否符合设计质量要求。【解】按式(146)得:干密度“代二 八 62"因夯实后的时大于要求的干密度1.55t/n?,故符合设计质量要求.1例卜3】 写字楼基坑钻探取得原状土样,经实物得土的天然密度p=L7佻/m%含 水量8 = 134%. 土颗粒的相对密度4 = 2,战，读求七的孔隙比£和饱和度Sm+加)解 按式(132)算出孔隙比为；.2& x 1 (1 + (113) n1 =K70- 1 二 0g81按式(1-40)算出饱和度为,创=°4翳上。,44 = 44.6% eV-7cl例1T1 地下室基坑原状土样由室内试验福土的天稣重度y = 1B.65kN/m-上粒 相对密度a=2.7口.天然含水量毁=28，试求土的孔隙比，孔隙察】饱和度.饱和土 重度、干土重度和有效重度,【解】由换算公式孔隙比(1 +W) . 2.70X10 (1 + 0.28)1=18.65= 0.853孔隙率一"石田历山-而西龈“00%=