【文章內容簡介】 γ ⑵ 表達式 () )/( 3cmgVm?? 土的總體積土的總質量?⑶ 常見值 ρ＝ (～ )g/cm3， γ＝ (16～ 22)kN/m3 ⑷ 測定方法 ① 環(huán)刀法 適用于粘性土 、 粉土與砂土 。 ② 灌水法 適用于卵石 、 礫石與原狀砂 。 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 土的三項基本物理性指標 ⑴ 物理意義 —— 土中固體礦物的質量與同體積 4℃ 時的純水質量的比值 。 土粒 比重 Gs(ds) ⑵ 表達式 () )4()()(CVmCGswssws???????時的密度純水４固體顆粒的密度⑶ 常見值 砂 土 Gs=～ ；粉 土 Gs=～ 。粘性土 Gs=～ . ⑷ 測定方法 ① 比重瓶法 ② 經驗法 因各種土的比重值相差不大 ， 僅小數點后第二位不同 。 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 土的三項基本物理性指標 ⑴ 物理意義 —— 土的含水量表示土中含水的數量 ， 為土體中水的質量與固體礦物質量的比值 ， 用百分數表示 。 土的 含水量 w ⑵ 表達式 () ( % )1 0 0???swmmw固體顆粒質量水的質量⑶ 常見值 砂 土 w=(0～ 40)%；粘性土 w=(20～ 60)%. ⑷ 測定方法 ① 烘箱法 ② 紅外線法 ③ 酒精燃燒法 ④ 鐵鍋炒干法 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 反映土的松密程度的指標 ⑴ 物理意義 —— 土的孔隙比為土中孔隙體積與固體顆粒的體積之比值 。 土的 孔隙比 e ⑵ 表達式 () sVve Ｖ固體顆粒體積孔隙體積 ??⑶ 常見值 砂 土 e=～ 。當砂土 e ， 呈密實狀態(tài) ，為 良好地基 。 粘性土 e=～ 。當粘性土 e ， 為 軟弱地基 。 ⑷ 確定方法 根據 ρ、 Gs與 W實測值計算而得 ， 建筑工程應用很廣 。 為確定地基承載力的指標 。 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 反映土的松密程度的指標 ⑴ 物理意義 —— 土的孔隙度表示土中孔隙大小的程度 ， 為土中孔隙占總體積的百分比 。 土的 孔隙度 (孔隙率 )n ⑵ 表達式 () ( % )1 0 0???Vvn Ｖ土體總體積孔隙體積⑶ 常見值 n=(30～ 50)% ⑷ 確定方法 根據 ρ、 Gs與 W實測值計算而得 。 孔隙度與孔隙比相比 ， 工程應用較少 。 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 反映土中含水程度的指標 ⑴ 物理意義 —— 土的飽和度表示水在孔隙中的充滿的程度 。 含水量 w ⑵ 表達式 () vVwSr Ｖ孔隙體積水的體積 ??⑶ 常見值 Sr=0～ 1。 ⑷ 確定方法 根據 ρ、 Gs與 W實測值計算而得 。 土的飽和度 Sr ⑸ 工程應用 完全干燥的 Sr=0 稍濕的 ≤Sr 很濕的 ≤Sr＞ 飽和的 Sr 完全飽和的 Sr=1 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 特定條件下土的密度 (重度 ) ⑴ 物理意義 —— 土的干密度為單位體積的土 ， 將水分烘干后的質量 。 土的干重度為單位體積的土 ， 將水分烘干后的重力密度 ， 即γ d=ρ dg= d≈ 10ρ d（ kN/m3） 土的干密度 ρ d和土的干重度 γ d ⑵ 表達式 ⑶ 常見值 ρd=（ ～ ） g/cm3, γd=（ 13～ 20） kN/m3 ⑷ 測定方法 ① 大環(huán)刀法 ② 放射性同位素法 () )( g / c m 3Vm sd ??土的總體積固體顆粒質量?⑸ 工程應用 通常用作填方工程 ， 包括土壩 、 路基和人工壓實地基 ， 土體壓實質量控制的標準 。 土的干密度 ρd （ 或干重度 γd） 越大 ， 表明土體壓得 越密實 ， 也即工程 質量越好 ， 但花費的壓實 費用也越大 。 根據工程的重要程度和當地土的性質 ， 設計規(guī)定一個合理的 ρd（ 或 γd） 數值 。 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 特定條件下土的密度 (重度 ) ⑴ 物理意義 —— 土的飽和密度為孔隙中全部充滿水時 ， 單位體積的質量 。 土的飽和重度為孔隙中全部充滿水時 ， 單位體積的重力密度 ， 即 γsat＝ ρsatg=≈ 10ρsat（ kN/m3） 。 土的飽和密度 ρ sat和飽和重度 γ sat ⑵ 表達式 ⑶ 常見值 ρsat =（ ～ ） g/cm3, γsat=（ 18～ 23） kN/m3 () )3( g /c mVVm wam wss a t??????土的總體積量孔隙全部充滿水的總質學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 特定條件下土的密度 (重度 ) ⑴ 物理意義 —— 土的有效密度 ， 指地下水位以下 ， 土體受水的浮力作用時 ， 單位體積的質量 。 土的有效重度為地下水位以下 ， 土體單位體積的重力密度 ， 即 γ’＝ ρ’g=’≈ 10ρ’（ kN/m3） 有效密度 (浮密度 )ρ ’和有效重度 (浮重度 )γ ’ ⑵ 表達式 ⑶ 常見值 ρ’ =（ ～ ） g/cm3, γ’=（ 8～ 13） kN/m3 γ satγγ dγ ’ ρ satρ ρ dρ ’ ρ w≈ 1g/cm3 γ w≈ 10KN/m3 g≈ 10m/s2 () )3( g / c m 39。 ??? ws a t ??各密度 ’ 和重度之間的相對大小 綜上所述 ， 土的物理性質指標： ρ、 Gs、 w、 e、 n、 Sr、 ρd、ρsat、 ρ’共 9個 ， 其中 ρ、 Gs、 w由實驗室測定 ， 其余 6個通過三相草圖換算求得 。 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 [例 ] 已知某試樣 ρ＝ ， Gs=， W=%， 求其余 6個物理性質指標 。 [解 ] ① 繪制三相草圖 ② 令 V＝ 1cm3。 (也可令 Vs=1cm3) ③ 已知 ρ＝ m/v=④ 已知 w＝ mw/ms=, ∴ mw= 又知 mw+ms= (ma=0) ∴ ms=故 mw=mms== ⑤ Vw= ⑥ 已知 Gs=ms/Vs= ,∴ Vs=ms/=⑦ Vv=VVs== ⑧ Va=VvVw== 將計算出的三相草圖中的 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 [例 ] ⑨ 據各指標的表達式可得： e=Vv/Vs=n=Vv/V==% Sr=Vw/Vv=ρd=ms/V≈ρsat=(mw+ms+Vaρw)/V=+= γsat=ρ’=ρsatρw==γ’=γsatγw==學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 土的物理性質指標的換算 繪三相計算草圖 土的三相比例指標中，土的密度 ρ、比重 Gs、和含水量 w是由實驗確定的 (由 ρ可得 γ)，其它指標可由 γ、 Gs、和 w換算得到： 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 土的物理性質指標的換算 設 Vs=1(或 V=1) 則 Vv=e (式 ) V=1+e 由 （ ） 和 （ ） 得 ms=Gsρw , mw=wGsρw , m=Gs(1+w) ρw (1) ? ?ewGvm ws????11 ??由(2) weGvm wssd ????? 11???(3) 1)1(1)()( ????? ? ?? ? wSdwS wGGe得２、１由(4) ? ?eeGVVm wSwVSs a t ?????1???學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 土的物理性質指標的換算 ? ? gVVVmgVVm wvSwSS ??? ?????39。(5) ? ? ? ?eGeeG wswwSws a t ?????????111?????(6) eeVVn V??? 1(7) ewGVmVVS SwVwVwr ??? ?(8) wgwgdd?????11????學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理性質指標 167。 土的物理性質指標的換算 學風嚴謹 崇尚實踐 土力學 167。 土的物理狀態(tài)指標 167。 無粘性土的密實度 砂土 、 碎石土統(tǒng)稱為無粘性土 ， 均為單粒結構 ， 它們最主要的物理狀態(tài)指標為 密實度 。 無粘性土的密實度對其工程性質有重要的影響 。 當其處于密實狀態(tài)時，結構較穩(wěn)定，壓縮性較小，強度較大可作為建筑物的良好地基；而處于疏松狀態(tài)時（特別對細、粉砂來說），穩(wěn)定性差、壓縮性大，強度偏低，屬于軟弱土之類。 工程中以什么作為劃分密實度的標準呢？ 用孔隙比 e為標準 《 工業(yè)與民用建筑地基基礎設計規(guī)范 》 中規(guī)定 ， 以孔隙比 e作為砂土密實度的劃分標準 ， 見表 密 實 中 密 稍 密