[物理]第一章土的物理性质和工程分类.ppt

绪论 1.4 土的物理性质指标 概述 土的物理性质直接反映土的松密、软硬等物理状态， 也间接反映土的工程性质。土的松密和软硬程度主 要取决于土的三相各自在数量上所占的比例。 三相指标的定义 固相 液相 气相 土颗粒 土中水 土中气 solid 土颗粒 水water 气 体 气 体air 三相图 1.4.1 三个基本试验指标 实验室：环刀法 土的密度定义为单位体积土 的质量，用ρ表示，单位为 g/cm3。 土的重度亦称为容重，定 义为单位体积土的重量， 用γ表示，单位为 kN/m3。表达式如下： 1、土的密度和容重 环刀法 土粒比重定义为土粒的质量（或重量） 与同体积4℃时水的质量（或重量）之比 事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量。然后把烘干土若干克装入该空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加土加水的质量，按下式计算土粒比重： 2、土粒比重 土粒比重常用比重瓶法测定， 式中：m1——瓶加水的质量； m2——瓶加土加水的质量； ms——烘干土的质量。 比重试验 3.土的含水率w 土的含水率，曾称为含水量，定义为土中水的质量与土粒的质量之比，以百分数表示，其表达式为： 测定含水率常用的方法是烘干法，先称出天然土的质量，然后放在烘箱中，在100℃～105℃常温下烘干，称得干土质量，按上式可算得。 1.4.2、间接换算得物理性质指标 1、孔隙比(e): 土中孔隙的体积与土粒的体积之比 2、土的孔隙率（ n） 定义：土中孔隙的体积与土的总体积之比 3、土的饱和度（ Sr） 定义：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比 4、干密度ρd与干重度γd 土的干重度：单位体积内土粒的重量 土的干密度或干重度也是评定土密实程度的指标， 干密度或干重度愈大表明土愈密实，反之愈疏松。 5、饱和密度ρsat与饱和重度γsat 饱和密度定义：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。 在饱和状态下，单位体积土的重量称为饱和重度 （六）浮密度ρ’与浮重度（有效重度）γ’ 土的浮密度是单位体积内的土粒质量与同体积水质量之差 土在水下，受到水的浮力作用，其有效重量减小， 因此提出了浮重度 物理性质指标间的换算 常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三 个，通过换算可以求出其余的六个 浮密度与比重和孔隙比得关系 = = = = 【例题】某一块试样在天然状态下的体积为60cm3， 称得其质量为108g，将其烘干后称得质量为96.43g， 根据试验得到的土粒比重ds为2.7，试求试样的湿密度、 干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。 解：（1）已知V＝60cm3，m=108g， ρ=m ／ v=108 ／ 60=1.8g/cm3 （2）已知ms=96.43g， 则 mw=m－ms=108－96.43=11.57g w= mw ／ ms＝11.57／96.43=12% （3）已知ds=2.7，则 Vs= ms ／ ρs=96.43 ／2.7＝35.7cm3 Vv=V－Vs=60－35.7＝24.3cm3 e= Vv ／ Vs＝24.3 ／35.7=0.68 （4） n= Vv ／ V＝24.3 ／60=40.5％ （5） Vw = mw ／ρw=11.57 ／1＝11.57cm3 St= Vw ／ Vv=11.57 ／24.3＝48％ （6） （7） 例：某均质土坝长1200m,高20m，坝顶宽8m，坝底 宽75m，填筑坝体的土料最大干密度为1.68g/cm3； 天然料场中的土料含水率为21%，密度为1.8g/cm3， 填筑该土坝需天然土料多少立方米。 解：1.求填筑该土坝土料的土颗粒的质量 土坝体积 2.求料场中土料的干密度 3.求料场中土料的体积 1.5 无粘性土的特征 反映土的物理状态 无粘性（砂土粗粒土等）土用相对密实度来衡量 粘性土用稠度来衡量 1.5.1无粘性土的相对密实度 常用相对密实度Dr来衡量无粘性土的松紧程度 式中：Dr——相对密实度；