土的物理性质与工程分类-土的物理性质指标（土力学课件）

土的常用导出指标1.表示土中孔隙含量的指标孔隙比定义:土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲,可≥1孔隙比与孔隙度表达式:孔隙度定义:土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示表达式:(孔隙率)水气体固体VaVwVsVvV体积砂类土:28-35%黏性土:

30-50%有的可达60-70%孔隙比与孔隙度在某种程度上均反映土的松密程度1.表示土中孔隙含量的指标孔隙比与孔隙度的关系水气体土颗粒体积Vs=1Vv=eV=1+eVs=1-nVv=nV=1（1）已知孔隙比求与孔隙度时，可将土颗粒的体积设为1，孔隙体积为e,总体积1+e,根据孔隙度定义（2）已知孔隙度求与孔隙比时，可将总体积设为1，孔隙体积为n,土颗粒的体积1-n,根据孔隙比定义水气体土颗粒体积1.表示土中孔隙含量的指标用三个基本试验指标表示孔隙比假设土颗粒体积为1总质量相等水气体固体VaVwVs=1Vv=eV=1+ema=0mw=wρsms=ρsm质量体积孔隙比可以用三个基本试验指标表示同理孔隙度也可用三个基本试验指标表示2.表示土中含水程度的指标饱和度表示孔隙中充满水的程度Sr=0:干土含水量定义:饱和度土中水的体积与孔隙体积的比值表达式:水气体固体VaVwVs=1Vv=eV=1+ema=0mw=wρsms=ρsm质量体积Sr=1:饱和土3.表示土的密度和重度的指标干密度干重度定义:土被完全烘干时的密度,

等于单位体积土体内土粒的质量表达式:单位:kg/m3或g/cm3单位:kN/m3

水气体固体VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积干密度用基本试验指标表示3.表示土的密度和重度的指标饱和密度定义:孔隙中充满水时的密度饱和重度与浮重度的关系固体Vs=1Vv=eV=1+emw=eρwms=ρsm质量体积饱和重度浮重度无浮密度3.表示土的密度和重度的指标各种密度重度之间的大小关系天然密度水气体固体VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积干密度饱和密度天然重度干重度饱和重度浮重度二级标题三级标题颜色中文字体：思源黑体英文字体：新罗马2.土压力分类一级标题三级标题（3）被动土压力名词术语3孔隙比：土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲,可≥1孔隙率:土中孔隙体积与土体总体积之比,用百分数表示土的常用导出指标-作业1土的基本试验指标作业1简要回答表示土中孔隙含量的指标有那两个？分别说明其含义土的基本试验指标-作业1答：表示土中孔隙含量的指标有：孔隙比、孔隙率简要回答表示土中孔隙含量的指标有那两个？分别说明其含义孔隙比为土中孔隙体积与固体颗粒体积之比，可≥1孔隙率土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示，n＜100%土的常用导出指标-作业2土的基本试验指标-作业2公式推导：用三个基本试验指标表示孔隙比的计算公式土的基本试验指标-作业2水气体固体VaVwVs=1Vv=eV=1+ema=0mw=wρsms=ρsm质量体积绘三相图，假设土颗粒体积为Vs=1总质量守恒孔隙比土的常用导出指标-作业3土的基本试验指标-作业3公式推导：孔隙率n如何用孔隙比e表达土的基本试验指标作业3水气体固体Vs=1Vv=eV=1+e公式推导：孔隙率n如何用孔隙比e表达体积土的常用导出指标-作业4土的基本试验指标-作业4公式推导：孔隙比e如何用孔隙率n表达土的基本试验指标-作业4公式推导：孔隙比e如何用孔隙率n表达水气体固体体积Vs=1-nVv=nV=1土的常用导出指标-作业5土的基本试验指标-作业5公式推导：推导饱和度的换算关系式土的基本试验指标作业5公式推导：推导饱和度的换算关系式水气体固体VaVwVs=1Vv=eV=1+ema=0mw=wρsms=ρsm质量体积土的常用导出指标-作业6土的基本试验指标-作业6公式推导：推导用孔隙比表示干密度的换算关系式土的基本试验指标-作业6公式推导：推导用孔隙比表示的干密度的换算关系式水气体固体VaVwVs=1VvV=1+ema=0mwmsm质量体积当Vs=1时，ms=ρsVs=ρs土的常用导出指标-作业7土的基本试验指标作业7公式推导：推导用含水率ω表示的干密度ρd的换算关系式土的基本试验指标作业7公式推导：推导用含水率表示的干密度的换算关系式水气体固体VaVwVs=1VvV=1+ema=0mwmsm质量体积Vs=1时，ms=ρsVs=ρs此公式常用于填土密实度的检测土的常用导出指标-作业8土的基本试验指标-作业8公式推导：推导饱和重度与浮重度的换算关系式土的基本试验指标-作业8公式推导：推导饱和重度与浮重度的换算关系式水固体Vw=Vv=eVsV=1+emwmsm质量体积土的常用导出指标-作业9土的基本试验指标-作业9公式推导：推导孔隙率n与干密度ρd的换算关系式土的基本试验指标-作业9公式推导：推导孔隙率n与干密度ρd的换算关系式水气体固体V=1Vs=1-nVv=nms=(1-n)ρsmmw=(1-n)ρswma土的常用导出指标-作业10土的基本试验指标-作业10作业：某土样经试验测得体积V=100cm3，湿土质量m=187g，烘干后，干土质量ms=167g。若土粒比重Gs=2.66，求该土样的密度ρ、重度、含水率ω、孔隙比e、孔隙率n、干重度

d、饱和重度

sat和有效重度

土的基本试验指标作业10解答（根据换算关系式计算）：土的常用导出指标-作业11土的基本试验指标-作业11作业：某土样经试验测得体积V=100cm3，湿土质量m=187g，烘干后，干土质量ms=167g。若土粒比重Gs=2.66，根据三相图求该土样的密度ρ、重度、含水率ω、孔隙比e、孔隙率n、干重度

d、饱和重度

sat和有效重度

土的基本试验指标-作业11水气体固体颗粒Va=17.2Vw=20Vs=62.8Vv=37.2V=100ma=0mw=20ms=167m=187质量(g)体积(cm)土的三相图根据三相图中的数据，根据各指标的定义即可计算出所求指标。土的常用导出指标-作业12土的基本试验指标-作业12作业：某土样经试验测得密度ρ=1.7g/cm3，含水率w=10%，土粒比重Gs=2.72，根据三相图求该土样的孔隙比e、干重度

d、饱和度sr土的基本试验指标-作业12土样密度ρ=1.7g/cm3，含水率w=10%，土粒比重Gs=2.72水气体固体颗粒Va=0.48Vw=0.27Vs=1Vv=0.75V=1.75ma=0mw=0.27ms=2.72m=2.99质量体积土的孔隙比e=0.75，干重度γd=15.5kN/m3，饱和度Sr=36%名词术语2含水率：土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示饱和度:土中水的体积与孔隙体积的比值土的基本试验指标-作业1土的基本试验指标-作业1简要回答土的密度的测定方法与适用条件？土的基本试验指标-作业1测定方法适用条件环刀法粉土、黏性土蜡封法环刀难以切削并易破裂的土灌砂法现场测定最大粒径小于75mm的土灌水法现场测定最大粒径小于200mm的土气囊法现场测定最大粒径小于40mm的土核子射线法现场测定填料为细粒土、粗粒土的压实密度简要回答土的密度的测定方法与适用条件？土的基本试验指标作业2土的基本试验指标作业2简要回答土的含水率的概念、测定方法与适用条件？土的基本试验指标作业2测定方法适用条件烘干法测定含水率的标准方法，适用于各类土碳化钙减量法适用于各类土酒精燃烧法适用于不含有机质的砂类土、粉土和黏性土核子射线法现场原位测定填料为细粒土和粗粒土的含水率，测定前宜用灌砂法的结果进行标定土的含水率:土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示，含水率可能大于100%土的基本试验指标-作业3土的基本试验指标-作业3某湿土重180g，含水率为18%，现需制备含水率25%的土样，需加水多少？土的基本试验指标-作业3某湿土重180g，含水率为18%，现需制备含水率25%的土样，需加水多少？土颗粒的质量（g）需加水的质量（g）解：土的三相图与三个基本试验指标1.土的三相图水气体固体颗粒VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积1.土的三相图三相图水气体固体颗粒VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积共有九个参数:VVvVsVaVw/msmwmam已知关系五个物理性质指标是比例关系:可假设任一参数为1一般设V(Vs)=1剩下三个独立变量实验室测定其它指标饱和土,Va=0干土,Vw=0剩下两个独立变量是一种简单而实用的方法三相草图法2.确定三相比例关系的基本试验指标土的密度土粒比重土的含水率(1)土的密度有时也称土的天然密度水气体固体颗粒VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积定义单位体积土的质量表达式单位kg/m3

或g/cm3一般范围1.60—2.20g/cm3相关指标γ=ρg单位kN/m3

2.确定三相比例关系的基本试验指标土的密度的测定方法测定方法适用条件环刀法粉土、黏性土蜡封法环刀难以切削并易碎裂的土灌砂法现场测定最大粒径小于75mm的土灌水法现场测定最大粒径小于200mm的土气囊法现场测定最大粒径小于40mm的土核子射线法现场测定填料为细粒土、粗粒土的压实密度，测定前用灌砂法的结果进行标定。采用《铁路工程土工试验规程》TB10102-20102.确定三相比例关系的基本试验指标（2）土粒比重定义土粒密度与4˚C时纯蒸馏水的密度的比值表达式单位无量纲4˚C时纯蒸馏水的密度水气体固体颗粒VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积

s:土粒密度，单位体积土粒的质量2.确定三相比例关系的基本试验指标（2）土粒比重土粒比重一般范围:

黏性土2.70~2.75

砂土2.65试验方法:比重瓶法浮称法虹吸管法2.确定三相比例关系的基本试验指标（3）土的含水率定义土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示表达式水气体固体颗粒VaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积注意:其实是含水比,可达到或超过100％2.确定三相比例关系的基本试验指标（3）土的含水率土的含水率的测定方法测定方法适用条件烘干法测定含水量的标准方法，适用于各类土碳化钙减