第二章-2土的物理性質(zhì)指標(biāo)

1、三相圖三相圖 三相圖三相圖：就是人為地把土體中的三相即土顆粒、水和氣體分別集中在一起，在圖的左邊表示各部分的體積，在圖的右邊表示各部分的質(zhì)量或重量，這樣構(gòu)成的圖就是三相圖。 各部分符號(hào)：土顆粒s、水、氣體a、 體積V、重量W、質(zhì)量m 組合后可得：土體各部分的體積、重量和質(zhì)量。各相之間的關(guān)系各相之間的關(guān)系一般關(guān)系一般關(guān)系： 體積： 重量： 質(zhì)量：簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化： 因氣體的重量和質(zhì)量很小，一般不計(jì)，即W a=0，ma=0， 但要考慮氣體體積。這時(shí)有：vsasVVVVVVvsasWWWWWWvsasmmmmmmWWWsmmms重量和質(zhì)量之間的關(guān)系重量和質(zhì)量之間的關(guān)系 重量與質(zhì)量的區(qū)別重量與質(zhì)量的區(qū)別： 重

2、量重量：是考慮地球引力影響后自重值，單位：N、KN 質(zhì)量質(zhì)量：是沒(méi)有考慮地球引力影響的值，單位：g、kg 重量與質(zhì)量的關(guān)系重量與質(zhì)量的關(guān)系：w=9.81m 容重和密度的區(qū)別容重和密度的區(qū)別： 容重容重：指單位體積的重量，單位：KN/m3 密度密度：指單位體積的質(zhì)量，單位：g/cm3 容重和密度的關(guān)系容重和密度的關(guān)系：=9.81直接測(cè)定指標(biāo)直接測(cè)定指標(biāo)-1-1 土顆粒比重土顆粒比重： 指土體在105-110C的溫度下烘至恒量時(shí)的重量或質(zhì)量與土顆粒同體積的4C時(shí)蒸餾水的重量或質(zhì)量之比。 水的容重=9.81KN/m3，水的密度=1g/cm3 土顆粒的比重與土體中的水和氣體無(wú)關(guān) 土顆粒比重一般介于2.

3、65-2.75之間 測(cè)定方法測(cè)定方法： 比重瓶法、浮稱法、虹吸筒法sssVWGsssVmG 直接測(cè)定指標(biāo)直接測(cè)定指標(biāo)-2-2 土顆粒的容重土顆粒的容重：指土顆粒的重量與土顆粒的體積之比。 土顆粒的密度土顆粒的密度：指土顆粒的質(zhì)量與土顆粒的體積之比 土顆粒的密度與比重的關(guān)系土顆粒的密度與比重的關(guān)系：土顆粒的密度在數(shù)值上在數(shù)值上等于土顆粒的比重，一般不需直接測(cè)定。 土顆粒的容重和密度的關(guān)系土顆粒的容重和密度的關(guān)系：)/(3mKNVWsss)/(3cmgVmsssss81. 9ssG直接測(cè)定指標(biāo)直接測(cè)定指標(biāo)-3-3 土體的容重土體的容重：指單位體積土體的重量。 也稱濕容重、天然容重。 土體的密度土體

4、的密度：指單位體積土體的質(zhì)量。也稱濕密度、天然密度。 土體的容重一般介于16.0-19.0KN/m3， 密度介于1.5-1.8g/cm3之間。 土體的容重與密度的關(guān)系土體的容重與密度的關(guān)系： 測(cè)定方法測(cè)定方法： 蠟封法、環(huán)刀法、灌砂法、灌水法)/(3mKNVW)/(3cmgVm81. 9直接測(cè)定指標(biāo)直接測(cè)定指標(biāo)-4-4 土體的含水率土體的含水率： 反映土體含水的多少。等于土體在105-110C的溫度下烘至恒量時(shí)所失去的水份的重量或質(zhì)量與土顆粒的重量或質(zhì)量之比。 砂土含水少，粘性土含水多。 測(cè)定方法測(cè)定方法： 烘干法、酒精燃燒法、電爐炒干法(%)sWW(%)smm間接測(cè)定指標(biāo)間接測(cè)定指標(biāo)-1-1

5、 孔隙比孔隙比： 反映土體孔隙的多少。等于土體中孔隙的體積與土顆粒的體積之比。它是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)。 孔隙率孔隙率： 反映土體孔隙的多少。等于土體中孔隙的體積與整個(gè)土體的體積 之比。它是一個(gè)絕對(duì)指標(biāo)。svVVe (%)VVnv間接測(cè)定指標(biāo)間接測(cè)定指標(biāo)-2-2 土體的飽和度土體的飽和度： 反映土體含水的多少，等于土體孔隙中水的體積與孔隙的體積之比 干土的飽和度為0， 飽和土的飽和度為100%， 一般土的飽和度介于0-100%之間。 理論上，飽和土的飽和度為100%， 但因土體中存在封閉孔隙，實(shí)際飽和度達(dá)到80%的土就稱為飽和土。(%)vrVVS間接測(cè)定指標(biāo)間接測(cè)定指標(biāo)-3-3 飽和容重飽和容重：指土

6、體處于飽和狀態(tài)時(shí)的容重，或指飽和土體的容重，這時(shí)土體的孔隙中全部充滿水。 飽和密度飽和密度：指土體處于飽和狀態(tài)時(shí)的密度，或指飽和土體的密度，這時(shí)土體的孔隙中全部充滿水。 飽和容重與飽和密度的關(guān)系飽和容重與飽和密度的關(guān)系：)/(3mKNVVWvssat)/(3cmgVVmvssatsatsat81. 9間接測(cè)定指標(biāo)間接測(cè)定指標(biāo)-4-4 浮容重浮容重：指土體淹沒(méi)在水下面的有效容重，這時(shí)土顆粒受到水的浮力作用，其有效重量減小。 浮密度浮密度：指土體淹沒(méi)在水下面的有效密度，這時(shí)土顆粒受到水的浮力作用，其有效質(zhì)量減小。 浮容重與浮密度的關(guān)系浮容重與浮密度的關(guān)系： )/(3mKNVVWss)/(3cmgV

7、Vmss81. 9間接測(cè)定指標(biāo)間接測(cè)定指標(biāo)-5-5 干容重干容重：指干土的容重，這時(shí)土體的孔隙中沒(méi)有水。 干密度干密度：指干土的密度，這時(shí)土體的孔隙中沒(méi)有水。 干容重與干密度的關(guān)系干容重與干密度的關(guān)系： 干容重或干密度是控制填土施工質(zhì)量的重要指標(biāo)。 土的4個(gè)容重或密度指標(biāo)： sat d)/(3mKNVWsd)/(3cmgVmsddd81. 9換算指標(biāo)換算指標(biāo) 換算指標(biāo)換算指標(biāo)： 指在土的10個(gè)物理性質(zhì)指標(biāo)中， 只要知道其中的幾個(gè)指標(biāo)， 其余的指標(biāo)都可以通過(guò)指標(biāo)的基本概念換算出來(lái)。 技巧技巧： 如問(wèn)題沒(méi)有具體給定土體的體積、重量或質(zhì)量， 在計(jì)算過(guò)程中可任意假定一體積或重量或質(zhì)量為單位值， 可使計(jì)

8、算過(guò)程簡(jiǎn)化，而不影響計(jì)算結(jié)果 。 但注意每次只能假定一個(gè)為單位值。例題例題 從現(xiàn)場(chǎng)地基中取出某土樣。已知該土樣體積為0.8m3，含水率為15.0%，比重為2.75，孔隙比為0.65。試求： 1) 土顆粒體積 8) 浮密度 2) 孔隙體積 9) 濕密度 3) 土顆粒質(zhì)量 10) 干密度 4) 水的質(zhì)量 11) 孔隙率 5) 水的體積 12) 飽和度 6) 氣體體積 13) 土顆粒的容重 7) 飽和密度 14) 土體的容重求解求解-1-1 已知， 1）由 可得， 則土顆粒體積為： 2）孔隙體積為： 3）由 可得，土顆粒質(zhì)量為： 求解求解-2-2 4）由 可得，水的質(zhì)量為： 5）水的體積為： 6）氣體體積為： 求解求解-3-3 7）土樣的飽和密度： 8）土樣的浮密度： 9） 土樣的濕密度為：求解求解-4-4 10）土樣的干密度為： 11）土樣的孔隙率為： 12）土樣的飽和度為： 求解求解-5-5 13）土顆粒的容重： 14 ）土體的容重：求解求解-6-6 三相圖：例題例題2 2 用體積為50cm3的環(huán)刀取得原狀土樣，經(jīng)用天秤稱出土樣的總質(zhì)量為95g，烘干后為75g。經(jīng)比重試驗(yàn)測(cè)得土顆粒的比重為2.68。求： 1）天然含水率 2）容重