土力学课件(清华大学)1.ppt

第一章：土的物理性质与工程分类 §1.1 土的形成 ? §1.2 土的三相组成 ? §1.3 土的物理状态 §1.4 土的结构 §1.5 土的工程分类 §1.6 土的压实性 §1.3 土的物理状态 土的物理状态 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) 表示 影响 力学特性 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 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 基本方法: 密实程度 干湿程度 …… 定义 三相草图法 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 空气 air §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 三 相 草 图(three-phase soil models) 水 Water 固体 Solid ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 三 相 草 图 九个物理量: V Vv Vs Va Vw ms m w ma m 物性指标是比例关系: 可假设任一参数为1 物理量关系: 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 三个独立变量， 干土或饱和土二个独立变量 其它指标： 三相草图法计算 实验室 测定 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 基本物理性质试验 为了确定三相草图诸量中的三个量，通常进行三个基本的物理性质试验： 土的密度试验 土粒比重试验 土的含水量试验 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 定义：土单位体积的质量 表达式： 单 位: kg/m3 或 g/cm3 一般范围: 1.60~2.20 g/cm3 土的密度? 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 相关指标: 土的容重 ?=?g 单位: kN/m3 工程上更常用, 用于计算土的自重应力 基本试验指标-土的密度 定义：土粒的密度与4?C时纯蒸馏水密度的比值 表达式： 单 位: 无量纲 一般范围：粘性土 2.70~2.75， 砂土 2.65 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 土粒比重Gs 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 基本试验指标-土粒比重 =1.0 g/cm3 土粒比重在数值上等于土粒的密度 基本试验指标 - 含水量 定义：土中水的质量与土粒质 量之比，用百分数表示 表达式： 单 位: 无量纲 一般范围：变化范围大 注意: 其实是含水比,可达到或超过100％ §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 土的含水量W 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 可表示同一种土的松密，二者之间存在关系： 表示土中孔隙含量的指标 砂类土：28-35% 粘性土：30-50%，有的可达60-70% §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 空气 水 固体 Va Vw Vs Vv V 体积 孔隙比(void ratio )e：土中孔隙体积与固体颗粒体积之比, 为无量纲 孔隙率(孔隙度)n：土中孔隙体积与总体积之比, 用百分数表示 可用三相草图推出 表示土中含水程度的指标 对干土：Sr=0 对饱和土：Sr=1 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 含水量： 饱和度：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： 表示土体密度和容重的指标 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 干密度：土被烘干时的密度， 干容重： 天然密度 天然容重 饱和密度：土被饱和时的密度， 饱和容重： 浮容重： 静水下的有效容重 浮密度 空气 水 固体 ma=0 mw ms m 质量 Va Vw Vs Vv V 体积 各种密度容重间的大小关系 §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 天然密度 干密度 饱和密度 天然容重 干容重 饱和容重 浮容重 常用的物理性质指标间的换算关系： 教科书 学习要点： §1.3 土的物理状态 - 物理性质指标 小 结 从物理意义上理解指标间的关系 不鼓励死记硬背 必要时利用三相草图