土力学与基础工程第二章土的物理性质指标.ppt

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1、土力学主讲教师:李新乐大连民族学院土建学院SoilMechanics土的物理性质及分类第二章对土的特点进行详细解释和定量描述本章特点:看起来零散学习要点:理清各节间联系各节内层次土的物理性质和分类§2.1土的三相比例指标§2.1土的三相比例指标土的物理状态粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态土的物理性质和分类土的物理性质指标(三相间的比例关系)力学特性影响表示概念所谓土的物理性质就是表示土中三相比例关系的一些物理量。土的物理性质指标不仅可以描述土的物理性质和它所处的状态，而且在一定程度上反映了土的力学

2、性质。土的物理性质指标的分类一类是必须通过试验测定的，如含水量（率）、密度和土粒相对密度，称为直接指标；一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标土的三相图为便于说明这些物理性质指标的定义和它们的换算关系，常用三相图表示土体内三相的相对含量。1.三相草图WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm土的物理性质和分类质量体积§2.1土的三相比例指标三相草图土的物理性质和分类WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积已知关系五个:共有九

3、个参数:VVvVsVaVω/msmωmam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§2.1土的三相比例指标土的密度(density)土粒相对密度(specificgravityofsoilparticles)土的含水量(watercontent)三个基本指标：土的干密度(drydensity)饱和密度(saturateddensity)浮密度(buoyantdensity)描述土的孔隙体积相对含量的

4、指标孔隙比(void)孔隙率(porosity)饱和度(degreeofsaturation)特殊条件下土的密度土的物理性质和分类2.室内测定的三个物理性质指标WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积----土的密度、土粒密度、土的含水量土的密度(density)土的容重(重度)γ=ρg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:土单位体积的质量有时也称土的天然密度§2.1土的三相比例指标表达

5、式:相关指标:三相草图有助于直观理解物性指标的概念土的密度ρ和容重γ测定方法：环刀法土的物理性质和分类WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积土粒相对密度(specificgravityofsoilparticles)单位:无量纲土粒比重一般范围:粘性土2.70—2.75砂土2.654˚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:土粒的密度与4˚C时纯蒸馏水的密度的比值表达式:定义:土的质量（或重量）与同体积4℃时纯水的质量之比（无因次）表达

6、式:土粒比重§2.1土的三相比例指标土粒相对密度ds测定方法：比重瓶法，事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量m1。然后把烘干土若干克(ms)装入空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加水加土的质量m2，按下式计算土粒比重土粒相对密度ds土的物理性质和分类WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0mwmsm质量体积土的含水量定义: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％表达式:§2.1土的三相比例指标watercontentormoisturecontent土

7、的含水量测定方法：烘干法。先称出天然湿土的质量，然后放在烘箱里，在100～105℃下烘干，称干土的质量。间接换算的物理性质指标描述土的孔隙体积相对含量的指标孔隙比(void)孔隙率(porosity)饱和度(degreeofsaturation)表示土中孔隙含量的指标孔隙比孔隙率(孔隙度)土的物理性质和分类换算指标关系: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:WaterAirSoilVaVwVsVvV体

8、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+eWaterAirSoil体积三相草图可用于确定物性指标之间的关系§2.1土的三相比例指标土的物理性质和分类饱和度WaterAirSoilVaVwVsVvVma=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§2.1土的三相比例指标表示土中含水程度的指标土的物理性质和分类含水量饱和度WaterAirSoilVaVwVsVvVma=0