土力学与地基基础土的物理性质指标课件

土力学与地基基础土的物理性质指标高铁工程学院三相草图contents目录土的基本指标土的导出指标一、土的三相草图

土的物理性质指标(三相间的比例关系)。可以用来表示土的物理状态，包括：粗粒土的松密程度和粘性土的软硬状态，从而影响了土的力学特性。土的三个组成相的体积和质量上的比例关系WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积基本方法:三相草图法一、土的三相草图由三相草图可知土的总体积和总质量分别为：

土的物理性质指标：实验室直接测定：基本指标（实测指标）依据基本指标换算得到：导出指标（换算指标）二、土的基本指标土的密度和重度土的密度土单位体积的质量单位:

kg/m3

或g/cm3一般范围:

1.60—2.20

g/cm3有时也称土的天然密度表达式:相关指标:土的容重（重度）

γ=ρg=9.81·ρ≈10ρ(kN/m3)

单位:kN/m3

环刀法测得1g/cm3~1000kg/m3~10kN/m3WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积二、土的基本指标土的土粒密度、土粒重度和土粒比重土粒密度单位:

kg/m3

或g/cm3WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积单位体积土粒的质量土粒重度

土粒比重土粒的密度与4˚C时纯蒸馏水的密度的比值

s:土粒的密度，单位体积土粒的质量单位:

无量纲：4˚C时纯蒸馏水的密度表达式:土粒比重一般范围:

粘性土2.70—2.75砂土2.65

有机质、泥炭土较小=1.0g/cm3土粒比重在数值上等于土粒的密度比重瓶法测得二、土的基本指标土的含水率（含水量）土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示注:

含水量

可达到或超过100％表达式:用烘干法测得三、土的导出指标孔隙比和孔隙率孔隙比土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,无量纲。表达式:WaterAirSoilVaVwVsVvV体积三、土的导出指标孔隙比和孔隙率关系:孔隙率(孔隙度)

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+eWaterAirSoil体积

三、土的导出指标饱和度土中水的体积与孔隙体积的比值表达式:饱和度表示孔隙中充满水的程度Sr=0:

干土Sr=1:

饱和土砂土的湿度按饱和度划分为三种状态稍湿很湿饱和

Sr≤50%50%＜Sr≤80%Sr＞80%三、土的导出指标特殊条件下土的密度干密度干重度单位体积内土粒的质量表达式:WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积三、土的导出指标特殊条件下土的密度浮重度浮密度有效容重饱和密度饱和重度重单位体积内土粒的质量土空隙中充满水时单位体积质量三、土的导出指标已知某土样体积1000cm3，天然密度g/cm3，含水量，若要将其拌制成的土样，则需加多少水？

三、土的导出指标已知某土样体积1000cm3，天然密度g/cm3，含水量，若要将其拌制成的土样，则需加多少水？

解：干土质量不变，令、分别为拌制前后土的总质量，则：

干土质量为：

拌合后土样的总质量为：

则需要增加水的质量为：

【例题1】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。三、土的导出指标【解】（1）已知V＝60cm3，m=108g，得

ρ=m／v=108/60=1.08g/cm3（2）已知ms=96.43g，则mw=m－ms=108－96.43=11.57g于是w=mw／ms＝11.57／96.43=12%（3）已知ds=2.7，则

Vs=ms/ρs=96.43／2.7＝35.7cm3Vv=V－Vs=60－35.7＝24.3cm3三、土的导出指标（4）按式（1－12）n=Vv/V＝24.3／60=40.5％（5）根据ρw的定义

Vw=mw/ρw=11.57／1＝11.57cm3于是按式（1－13）Sr=Vw/Vv=11.57／24.3＝48％=24.3／35.7=0.68三、土的导出指标四、各种密度容重之间的换算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WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积五、物理指标间的换算WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积已知关系五个:共有九个参数:

VVvVsVaVω

/msmωmam剩下三个独立变量物性指标是比例关系:可假设任一参数为1实验室测定其它指标五、物理指标间的换算三相比例换算草图令，并令则，，，

，五、物理指标间的换算由直接测定指标推导间接测定指标举例心得：先写出定义式，再代入草图中的值五、物理指标间的换算【例2】