土的物理性质指标-教学课件

土的三个组成相的体积和质量上的比例关系松密程度干湿程度轻重程度特点: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

土的物理性质指标3土的物理性质指标一、土的三相图WaterAirSolidVaVwVsVvVmamwmsm质量体积已知关系五个:共有九个参数:

VVvVsVaVw

/msmwmam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WaterAirSolidVaVwVsVvVmamwmsm质量体积WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积－土的密度、土粒的比重、土的含水量土的容重工程上更常用,用于计算土的自重应力单位:kg/m3

或g/cm3单位:kN/m3

一般范围:1.60—2.20g/cm3定义:单位体积土的质量表达式:相关指标:三相草图有助于直观理解物性指标的概念二、直接测定指标(3)1.土的密度ρ（土的天然密度）近似取10m/s2

测定方法：通常用环刀法(内径61.8±0.15mm，高20+0.016mm，体积为60cm3)

切土方式示意图

WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积

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粉土2.70—2.71砂土2.65—2.69：4˚C时纯蒸馏水的密度=1.0g/cm3土粒比重在数值上等于土粒的密度定义:土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比

表达式:2.土粒相对密度ds（土粒比重）测定方法：通常用比重瓶法

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％3.土的含水量ω表达式:测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法

WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积三、换算指标(6)

1.表示土中孔隙含量的指标(2)2.表示土中含水程度的指标(1)3.表示土的密度和容重的指标(3)孔隙比孔隙率(孔隙度)关系:在某种程度上反映土的松密砂类土：28-35%粘性土：30-50%有的可达60-70%定义:土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲表达式:WaterAirSolidVaVwVsVvV体积定义:土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示表达式:Vs=1Vv=eV=1+eWaterAirSolid体积1.表示土中孔隙含量的指标——孔隙比e和孔隙率n含水量饱和度WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积表达式: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2.表示土中含水程度的指标——土的含水量和饱和度SrSr≤50%稍湿；

50％＜Sr≤80%很湿；

Sr＞80%饱和天然密度干密度饱和密度天然容重干容重浮容重浮密度有效容重饱和容重WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积单位:kg/m3

或g/cm3单位:kN/m3

定义:

土被完全烘干时的密度,等于单位体积内土粒的质量（人工填土压实质量控制指标）表达式:3.表示土的密度和容重的指标土中孔隙充满水时单位体积内土的质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WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积四、指标间的换算气水土粒dsρw

Vs＝11+e质量m体积VVv=eωdsρw

ds（1＋ω）ρw

要点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推导－土的密度、土粒的比重、土的含水量定义:单位体积土的质量直接测定指标(3)1.土的密度ρ（土的天然密度）定义:土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比

2.土粒相对密度ds（土粒比重）定义:土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示3.土的含水量ω孔隙比孔隙率(孔隙度)定义:土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲定义:土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示表示土中孔隙含量的指标——孔隙比e和孔隙率n定义:土中水的体积与孔隙体积的比值表示土中含水程度的指标——土的含水量和饱和度Sr干密度饱和密度干容重浮容重饱和容重定义:

土被完全烘干时的密度,等于单位体积内土粒的质量（人工填土压实质量控制指标）表示土的密度和容重的指标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WaterAirSolidVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积五、例题分析

【例1】某住宅地基勘查中，由一个原状土试验测得，土的天然密度ρ=1.80g/cm3

，土粒密度ds=2.70

，土的天然含水量ω=18.0%，求重度

、干重度

d

、孔隙比e、饱和重度

sat和有效重度

。气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积VVv【例1】某住宅地基勘查中，由一个原状土试验测得，土的天然密度ρ=1.80g/cm3

，土粒密度ds=2.70

，土的天然含水量ω=18.0%，求干重度

d

、孔隙比e、饱和重度

sat和有效重度

。气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积VVv【解答】【例2】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒比重ds为2.66，求该土样的含水量ω、密度ρ、重度

、干重度

d

、孔隙比e、饱和重度

sat和有效重度

。【解答】气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积VVv【例2】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒比重ds为2.66，求该土样的含水量ω、密度ρ、重度

、干重度

d

、孔隙比e、饱和重度

sat和有效重度

。

【