土力学第二章-土的物理性质指标.ppt

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1、三相图三相图：就是人为地把土体中的三相即土颗粒、水和气体分别集中在一起，在图的左边表示各部分的体积，在图的右边表示各部分的质量或重量，这样构成的图就是三相图。各部分符号：土颗粒s、水、气体a、体积V、重量W、质量m组合后可得：土体各部分的体积、重量和质量。各相之间的关系一般关系：体积：重量：质量：简化：因气体的重量和质量很小，一般不计，即Wa=0，ma=0，但要考虑气体体积。这时有：重量和质量之间的关系重量与质量的区别：重量：是考虑地球引力影响后自重值，单位：N、KN质量：是没有考虑地球引力影响的值，单位：g、kg重量与质量的关系：w=9.81m容重和密度的区别：容重：指单位

2、体积的重量，单位：KN/m3密度：指单位体积的质量，单位：g/cm3容重和密度的关系：=9.81直接测定指标-1土颗粒比重：指土体在105º-110ºC的温度下烘至恒量时的重量或质量与土颗粒同体积的4ºC时蒸馏水的重量或质量之比。水的容重=9.81KN/m3，水的密度=1g/cm3土颗粒的比重与土体中的水和气体无关土颗粒比重一般介于2.65-2.75之间测定方法：比重瓶法、浮称法、虹吸筒法直接测定指标-2土颗粒的容重：指土颗粒的重量与土颗粒的体积之比。土颗粒的密度：指土颗粒的质量与土颗粒的体积之比土颗粒的密度与比重的关系：土颗粒的密度在数值上等于土颗粒的比重，一般不

3、需直接测定。土颗粒的容重和密度的关系：直接测定指标-3土体的容重：指单位体积土体的重量。也称湿容重、天然容重。土体的密度：指单位体积土体的质量。也称湿密度、天然密度。土体的容重一般介于16.0-19.0KN/m3，密度介于1.5-1.8g/cm3之间。土体的容重与密度的关系：测定方法：蜡封法、环刀法、灌砂法、灌水法直接测定指标-4土体的含水率：反映土体含水的多少。等于土体在105º-110ºC的温度下烘至恒量时所失去的水份的重量或质量与土颗粒的重量或质量之比。砂土含水少，粘性土含水多。测定方法：烘干法、酒精燃烧法、电炉炒干法间接测定指标-1孔隙比：反映土体孔隙的多少。等于土体中

4、孔隙的体积与土颗粒的体积之比。它是一个相对指标。孔隙率：反映土体孔隙的多少。等于土体中孔隙的体积与整个土体的体积之比。它是一个绝对指标。间接测定指标-2土体的饱和度：反映土体含水的多少，等于土体孔隙中水的体积与孔隙的体积之比干土的饱和度为0，饱和土的饱和度为100%，一般土的饱和度介于0-100%之间。理论上，饱和土的饱和度为100%，但因土体中存在封闭孔隙，实际饱和度达到80%的土就称为饱和土。间接测定指标-3饱和容重：指土体处于饱和状态时的容重，或指饱和土体的容重，这时土体的孔隙中全部充满水。饱和密度：指土体处于饱和状态时的密度，或指饱和土体的密度，这时土体的孔隙中全部充满

5、水。饱和容重与饱和密度的关系：间接测定指标-4浮容重：指土体淹没在水下面的有效容重，这时土颗粒受到水的浮力作用，其有效重量减小。浮密度：指土体淹没在水下面的有效密度，这时土颗粒受到水的浮力作用，其有效质量减小。浮容重与浮密度的关系：间接测定指标-5干容重：指干土的容重，这时土体的孔隙中没有水。干密度：指干土的密度，这时土体的孔隙中没有水。干容重与干密度的关系：干容重或干密度是控制填土施工质量的重要指标。土的4个容重或密度指标：sat>>d>换算指标换算指标：指在土的10个物理性质指标中，只要知道其中的几个指标，其余的指标都可以通过指标的基本概念换算出来。技巧：如问题没

6、有具体给定土体的体积、重量或质量，在计算过程中可任意假定一体积或重量或质量为单位值，可使计算过程简化，而不影响计算结果。但注意每次只能假定一个为单位值。例题从现场地基中取出某土样。已知该土样体积为0.8m3，含水率为15.0%，比重为2.75，孔隙比为0.65。试求：1)土颗粒体积8)浮密度2)孔隙体积9)湿密度3)土颗粒质量10)干密度4)水的质量11)孔隙率5)水的体积12)饱和度6)气体体积13)土颗粒的容重7)饱和密度14)土体的容重求解-1已知，1）由可得，则土颗粒体积为：2）孔隙体积为：3）由可得，土颗粒质量为：求解-24）由可得，水的质量为：5）水的体积为：6）气

7、体体积为：求解-37）土样的饱和密度：8）土样的浮密度：9）土样的湿密度为：求解-410）土样的干密度为：11）土样的孔隙率为：12）土样的饱和度为：求解-513）土颗粒的容重：14）土体的容重：求解-6三相图：例题2用体积为50cm3的环刀取得原状土样，经用天秤称出土样的总质量为95g，烘干后为75g。经比重试验测得土颗粒的比重为2.68。求：1）天然含水率2）容重3）孔隙比4）孔隙率5）饱和度求解-1已知：1）天然含水率为2）容重：密度为：容重为：求解-23）孔隙比：由可得，土颗粒体积为