土力学与基工程第二章 土的物理性质指标.ppt

Soil Mechanics 概念 所谓土的物理性质就是表示土中三相比例关系的一些物理量。 土的物理性质指标不仅可以描述土的物理性质和它所处的状态，而且在一定程度上反映了土的力学性质。 土的物理性质指标的分类 一类是必须通过试验测定的，如含水量（率）、密度和土粒相对密度，称为直接指标； 一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标 土的三相图 为便于说明这些物理性质指标的定义和它们的换算关系，常用三相图表示土体内三相的相对含量。 土的密度ρ和容重γ 测定方法：环刀法 土粒相对密度ds 测定方法： 比重瓶法，事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量m1。然后把烘干土若干克(ms)装入空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加水加土的质量m2，按下式计算土粒比重 土粒相对密度ds 土的含水量 测定方法： 烘干法。先称出天然湿土的质量，然后放在烘箱里，在100～105℃下烘干，称干土的质量。 间接换算的物理性质指标 描述土的孔隙体积相对含量的指标 孔隙比(void) 孔隙率(porosity) 饱和度(degree of saturation) 干密度ρd干容重γd 土烘干，体积要减小，因而土的干密度不等于烘干土的密度。 土的干密度或干容重是评价土密实程度的指标，干密度或干容重越大表明土越密实，反之越疏松。常用它来控制填土工程的施工质量。 饱和密度ρsat与饱和容重γsat 定义： 土中孔隙完全被水充满，土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量 表达式： 浮密度 与浮容重 定义： 单位体积内土粒质量与同体积水质量之差 表达式： 物理性质指标间的换算 常用的物理性质指标共有9个，一般说，已知其中任意3个，通过换算，可以求其余6个。 孔隙比与孔隙率的关系 干密度与湿密度和含水率的关系 孔隙比与相对密度和干密度的关系 饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系 浮密度与相对密度和孔隙比的关系 当土饱和时，即为Sr=100％则 饱和含水率 【例1】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度ds为2.66，求该土样的含水量ω、密度ρ、重度? 、干重度?d 、孔隙比e、饱和重度?sat和有效重度?? 【解答】 例题2 一击实试验：击实筒体积1000cm3，测得湿土质量为1.95kg，取一质量为17.48g的湿土，烘干后质量为15.03g，计算含水量和干重度。 解： 天然重度 含水量 例题3 一体积为50cm3的土样，湿土质量0.09kg，烘干后质量为0.068kg，土粒相对密度 ，求 其孔隙比，若将土样压缩，使其干密度达到1.61t/m3，土样孔隙比将减少多少？ 解： 孔隙比减小值 土样的天然密度 土样的含水量 * * 土 力 学 主讲教师:李新乐 大连民族学院土建学院 土的物理性质及分类 第二章 对土的特点进行详细解释和定量描述 本章特点: 看起来零散 学习要点: 理清 各节间联系 各节内层次 土的物理性质和分类 §2.1 土的三相比例指标 §2.1 土的三相比例指标 土的物理状态 粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状态 土的物理性质和分类 土的物理性质指标 (三相间的比例关系) 力学特性 影响 表示 1.三相草图 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 土的物理性质和分类 质量 体积 §2.1土的三相比例指标 三相草图 土的物理性质和分类 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 质量 体积 已知关系五个: 共有九个参数: V Vv Vs Va Vω / ms m ω ma m 剩下三个独立变量 三相草图法 物性指标是比例关系: 可假设任一参数为1 对于饱和土, Va=0 剩下两个独立变量 实验室测定 其它指标 是一种简单而实用的方法 §2.1土的三相比例指标 土的密度(density) 土粒相对密度 (specific gravity of soil particles) 土的含水量(water content) 三个基本指标： 土的干密度(dry density) 饱和密度(saturated density) 浮密度(buoyant density) 描述土的孔隙体积相对含量的指标 孔隙比(void) 孔隙率(porosity) 饱和度(degree of saturation) 特殊条件下土的密度 土的物理性质和分类 2.室内测定的三个物理性质指标