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2.6 土的物理性质指标 物理模型 假定模型 总质量：m=ms+mw 总体积：V=Vs+Vv=Vs+Va+Vw 符号： s—soil v—void a—air w—water 图2-25 土的三相图 2.6.1土的三相草图 可用三相草图来描述土的三相组成 定义土的物理性质指标。 三相草图的意义： 土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标； 三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密； 评价土的工程性质的最基本的物理性质指标； 工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。 2.6.2 三个实测物理性质指标 直接测定指标（可在实验室内直接测定）： 重度、含水量、土粒比重Gs（土粒密度?s）。 换算指标：其它指标均为换算指标（孔隙比、饱和度）。 ? 1、土的密度和重度 2、含水量 3、土粒比重 Gs—固体颗粒质量与同体积水(在4℃时)质量之比 表2-7 土粒比重范围 2.6.3 换算的物理性质指标 孔隙比 于是可得两者关系： 孔隙率 饱和度 一般 0?Sr?1 饱和土：Sr=1 干土：Sr=0 土的饱和重度γsat 土的密度与重度的关系： 土的有效重度（浮重度） 土的干重度 2.6.5 几种常用指标之间关系式的推导 土的三相比例指标之间可以互相换算： 方法1： 由三相图及其定义计算，见教材48页例2-3。 假定V=1, 或者假定Vs=1 方法2： 由三相图导出的计算公式（见表2-8 ）。 2.7 土的物理状态指标 2.7.1 粗颗粒土的密实度（砂土的密实度） 用孔隙比e可评价砂土的密实度； 优缺点： 优点：应用方便、简单 缺点：不能考虑颗粒大小、级配和形状的影响 所以： 应与最大孔隙比与最小孔隙比比较； 建立相对密度的概念。 最小孔隙比：砂土处于最密实状态时的孔隙比，emin 用“振击法”测定。 最大孔隙比：砂土处于最疏松状态时的孔隙比，emax 用“松散器法”测定。 相对密度： 最大孔隙比、最小孔隙比的概念： 举例说明建立相对密度概念的意义： 结论： 土样1：密实； 土样2：不密实 土类 最大孔隙比emax 最小孔隙比emin 实际孔隙比e 土样1 0.8 0.5 0.55 土样2 0.6 0.3 0.55 问题： 哪个土样密实？ 1 用Dr表示砂土密实度 见表2-9，《铁路工程技术规范》（P50） 当e=emax时，Dr=0，最松状态； 当e＝emin时，Dr=1.0，最密状态。 优点：可以把土的级配考虑进去，理论上较为完善 缺点：emax和emin难以准确测定，给Dr的确定带来困难。 2、标准贯入试验方法 方法： 63.5kg锤，升到76cm高，自由落下 标准贯入器入土深度30cm，所需锤数为N63.5 显然： 规范： 《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002) 表2-10 ，详见第8章 判断标准： 2.7.2 粘性土的稠度（界限含水量） Atterberg（瑞典土壤学家，1911） 塑性： 可塑成任何形状而不发生裂缝，并在外力解除以后能保持已有的形状而不恢复原状的性质。 Plasticity。 在陶瓷工业、农业科学和土木工程中有广泛应用。 土体体积随含水量的变化： 图2-29 含水量与体积的关系 土的界限含水量（Atterberg limits） 缩限：半固体状态与固体状态间的分界含水量。当含水量小于该值时，体积不发生变化。Shrinkage limit, wS。 塑限：可塑状态与半固体状态间的分界含水量。Plastic limit, wP。 液限：流动状态与可塑状态间的分界含水量。Liquid limit, wL。 “界限含水量是土的一种固有的性质，与含水量无关” 问题：缩限、塑限、液限是否与土样的含水量有关？ 注意：塑限和液限是土力学中常用的。 液限的测定： 锥式液限仪（中国）； 碟式液限仪（欧美，详见ASTM试验规程）。 碟式液限仪 平衡锥式液限仪 17mm 液限测定演示： 17mm 液限测定演示： 液限测定演示： 第2章 土的组成、性质和工程分类 2.1 概述 土的组成 物理性质 工程分类 2.2 土的生成和演变 土的形成：地质历史的产物，是地球表面的整体岩石在大气中经受自然力和自然环境的长期风化作用形成。 反向过程：土经过很长的地质年代，发生复杂的物理化学变化