第二章 土的物理力学性质.ppt

土的三相比例换算公式 例题： [例题] 在某住宅地基勘测中，已知一个钻孔原状土试样结果为：土的密度ρ＝1.80g/cm3，土粒比重＝2.70，土的含水量ω＝18％。求其余6个物理性质指标。 第二章 土的物理性质及分类 §2.2 土的三相组成及物理性质指标 土的物理状态 粗粒土的松密程度 粘性土的软硬状态 土的物理性质指标 (三相间的比例关系) 力学特性 影响 表示 土的三相比例指标对研究土的性质十分重要 土的三个组成相的体积和质量上的比例关系 密实程度 干湿程度 …… 特点: 指标概念简单，数量很多 要点：名称、概念或定义、符号、表达式、 　　　单位或量纲、常见值或范围、联系与区别 定义 基本方法: 三相草图法 什么是土的三相比例？ 一. 土的三相草图 ma=0 mw ms m 质量 体积 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V 三相草图 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 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 质量 体积 土的密度 土的容重 γ=ρg 单位: kg/m3 或 g/cm3 单位: kN/m3 一般范围: 1.60—2.20 g/cm3 定义: 土单位体积的质量 有时也称土的天然密度 表达式: 相关指标: 三相草图有助于直观理解物性指标的概念 二、室内测定的三个物理性质指标 ----土的密度、土粒的比重、土的含水量 各种密度容重之间的大小关系： 天然密度 干密度 饱和密度 天然容重 干容重 浮容重 饱和容重 Water Air Soil Va Vw Vs Vv V ma=0 mw ms m 质量 体积 土粒比重 ?s: 土粒的密度，单位体积土粒的质量 单位: 无量纲 土粒比重一般范围: 粘性土 2.72—2.76 砂 土 2.65—2.69 4?C时纯蒸馏水的密度 =1.0 g/cm3 定义: 土粒的密度与4?C时纯蒸馏水的密度的比值 表达式: 土粒比重在数值上等于土粒的密度 饱和度 表达式: 定义: 土中水的体积与孔隙体积的比值 饱和度表示孔隙中充满水的程度 Sr=0 : 干土 Sr=1 : 饱和土 土的含水量 定义: 土中水的质量与土粒质量之比, 用百分数表示 注意: 其实是含水比, 可达到或超过100％ 表达式: 孔隙比 孔隙率 (孔隙度) 关系: 在某种程度上反映土的松密 定义: 土中孔隙体积与固体颗粒体积之比, 无量纲 表达式: 定义: 土中孔隙体积与总体积之比, 用百分数表示 表达式: 常用的物理性质指标间的换算关系 换算步骤: ①:假设Vs=1(V=1或ms=1),并画出三相草图; ②:解出各相物质成分的质量和体积; ③:利用定义式导出所求的物理性质指标。 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 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 小结 物理性质指标 土的三个组成相的体积和质量上的比例关系 密实程度 干湿程度 …… 特点: 指标概念简单，数量很多 要点：名称、概念或定义、符号、表达式、 　　　单位或量纲、常见值或范围、联系与区别 定义 基本方法: 三相草图法 室内测定的三个物理性质指标 土的密度、土粒的比重、土的含水量 三相草图有助于直观理解物性指标的概念 其它常用的物理性质指标 表示土中孔隙含量的指标 表示土中含水程度的指标 表示土中密度和容重的指标 三相草图可用于确定物性指标之间的关系 三相草图法是求取物理性质指标的简单而有效的方法 §2.3 粘性土的物理特性 粘性土的物理特性可以用稠度表示。 稠度是指粘性土含水量不同时所表现出的物理状态，反映土的软硬程度。 粘性土从一种状态过度到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。 塑限ωp 液限ωl 稠度界限 粘性土的稠度反映土中水的形态 固态或半固态 塑态 液态 强结合水膜最大 出现自由水 强结合水 弱结合水 自由水 稠度状态 含水量 w 一、界限含水量的测定方法 1、液限ωL 锥式液限仪测定法：76g锤经5s恰好沉入土10mm所对应的含水量。 碟