土的物理、水理、力学性质综述

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1、土的物理、水理、力学性质土的物理性质、水理性质和力学性质第一节土的物理性质第二节土的水理性质第三节土的力学性质第一节土的物理性质土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。WaterAirSoilma=0mwmsmVaVwVsVvV质量体积第一节土的物理性质土的物理性质指标，可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水量，密度和土粒比重；另一类是可以根据试验测定的指标换算的；如孔隙比，孔隙率和饱和度等。第一节土的物理性质土的密度定义：土的密度是指土的总质量m与总体积V之

2、比，也即为土的单位体积的质量。表达式：单位：g/cm3气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V土的密度取决于土粒的密度，孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少，它综合反映了土的物质组成和结构特征。室内一般采用“环刀法”测定。砂土一般是１.4g/cm3；粉质砂土及粉质粘土１.4g/cm3；粘土为１.4g/cm3第一节土的物理性质土粒密度定义：土粒密度是指固体颗粒的质量ms与其体积Vs之比；即土粒的单位体积质量表达式：单位：g/cm3土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关，而与土的孔隙大小和含水多少无关。实际上是土中各种矿

3、物密度的加权平均值。砂土的土粒密度一般为：2.65g/cm3左右粉质砂土的土粒密度一般为：2.68g/cm3粉质粘土的土粒密度一般为：2.68~2.72g/cm3粘土的土粒密度一般为：2.7-~2.75g/cm3气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V第一节土的物理性质干密度定义：土的孔隙中完全没有水时的密度，称干密度；是指土单位体积中土粒的重量，即：固体颗粒的质量与土的总体积之比值。气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V表达式：单位：g/cm3干密度反映了土的孔隙性，因而可用以计算土的孔隙率，它往往通过

4、土的密度及含水率计算得来，但也可以实测。土的干密度一般常在1.4~1.7g/cm3在工程上常把干密度作为评定土体紧密程度的标准，以控制填土工程的施工质量。第一节土的物理性质饱和密度定义:土的孔隙完全被水充满时的密度称为饱和密度。即，土的孔隙中全部充满液态水时的单位体积质量气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V表达式:单位:g/cm3土的饱和密度的常见值为1.8~2.30g/cm3第一节土的物理性质浮密度定义:土的浮密度是土单位体积中土粒质量与同体积水的质量之差.表达式:ρ’=(ms-vsρw)/V单位:g/c

5、m3同一种土在体积不变的条件下，它的各种密度在数值上有如下关系：气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V第一节土的物理性质土的含水性含水率（含水量）饱和度定义:土的含水性指土中含水情况，说明土的干湿程度气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V第一节土的物理性质含水率定义:土的含水量定义为土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示表达式:气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V或土的孔隙全部被普通液态水充满时的含水率称饱和含水率天然状态下土的含水率称土的天然含水率。一般砂土天然含水率都不超过40%，以10~

6、30%最为常见；一般粘土大多在10~80%之间，常见值20~50%。第一节土的物理性质饱和度定义:土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示表达式:气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V或饱和度愈大，表明土中孔隙中充水愈多，它在0~100%；干燥时Sr=0。孔隙全部为水充填时，Sr=100%。工程上Sr作为砂土湿度划分的标准。Sr<50%稍湿的Sr=50-80%很湿的Sr>80%饱和的第一节土的物理性质孔隙性孔隙率砂土的相对密度气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V定义:孔隙性指土中孔隙的大小，数量、

7、形状、性质以及连通情况。第一节土的物理性质孔隙率与孔隙比定义:孔隙率是土的孔隙体积与土体积之比，或单位体积土中孔隙的体积，以百分数表示表达式:定义:孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示表达式:气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V两者关系:孔隙比e是个重要的物理性指标，可以用来评价天然土层的密实程度。一般e<0.6的土是密实的低压缩性土；e>1.0的土是疏松的无压缩性土。第一节土的物理性质砂土的相对密度定义式:计算式:Dr在工程上常应用于：（1）评价砂土地基的允许承载力；（2）评价地震区砂体液化；（

8、3）评价砂土的强度稳定性。砂土按相对密度分类：疏松的中密的密实的第一节土的物理性质基本物理性质指标间的相互关系孔隙率与孔隙比:孔隙比与比重和干密度:饱和度与含水量，比重和孔隙比:干密度与湿密度和含水量:第二节土的水理性质粘性土的稠度和塑性稠度定义:指土体在各种不同的湿度条件下，受外力作用后所具有的活动程度。塑性:物体在外力作用下，可被塑成任何形态，而整体性不