土的物理状态指标.doc

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1、土的物理状态指标     土的物理指标1.4.1土的三相比例指标　因为土是三相体系，不能用一个单一的指标来说明三相间量的比例关系，需要若干个指标来反映土中固体颗粒、水和空气之间的量关系。在土力学中，通常用三相草图来表示土的三相组成　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图1－10为了确定土的三相比例指标，需要通过试验室测定土的重力密度、含水量和土粒比重，有关实验方法参见《土工试验规程》，这里不予讲述。得到这三个基本指标图1－10土的三相草图后，其它指标就可通过三相草图的关系得到。（1）土的重度（g）　土的重度定义为土单位体积的重量，单位为（kN/m3）。其定义式为：　　　　　　

2、　　　　　　　　　（2）土粒比重（ds）　土粒比重定义为土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比，其定义式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　土粒的比重给出的是矿物组合体的密度，由于土中矿物成分相对比较稳定，故土的比重一般变化不大（见表1－3），且与常见矿物的比重接近（表1－4）。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1－3常见土的比重　　土名　　土粒比重　　砂土　　2．65—2．69　　砂质粉土　　2．70　　粘质粉土　　2．71　　粉质粘土　　2．72～2.73　　粘土　　2．74～2．76　　　　　　　　　　　　　　　　　表1－4土中常见矿物的比重　　　矿物　

3、　　矿物密度　　　闪石英　　　2．8—3.4　　　黑云母　　　2．7—3．1　　　方解石　　　2．7　　　石英　　　2．65　　　长石　　　2．5—2．9　　　云母　　　2．8～2．9　　　白云母　　　2．8～3．0　　　黄铁矿　　　5．0～5．1　　　辉石　　　3．1～3．6　　　伊利石　　　2.6～2．8　　　高岭土　　　2．6～2.7　　　蒙托石　　　2．4～2．8　　　绿泥石　　　2．6～3．0（3）土的含水量（w）　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。　　　　　　　　　　　　　　　　（4）土的孔隙比（e）　孔隙比e—指孔隙体积与固体颗粒实体体积之比

4、，以小数表示，即：　　　　　　　　　　　　　　　　　（5）孔隙率（n）　孔隙度n一指孔隙体积与土总体积之比，用百分数表示，亦即　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　孔隙比和孔隙度都是用以表示孔隙体积含量的概念。不难证明两者之间可以用下式互换。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　或　土的孔隙比或孔隙度都可用来表示同一种土的松、密程度。它随土形成过程中所受的压力、粒径级配和颗粒排列的状况而变化。一般说，粗粒土的孔隙度小，细粒土的孔隙度大。例如砂类土的孔隙度一般是28—35％；粘性土的孔隙度有时可高达60—70％。这种情况下，单位体积内孔隙的体积比土颗粒的体积大很多。（6）饱和度（

5、Sr）　饱和度—土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示，即：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　土可根据饱和度划分为稍湿、很湿与饱和三种状态，其划分标准为：　稍湿Sr≤50％　很湿50％≤Sr≤80%　饱和Sr≥80％（7）土的常用指标的换算关系　除上述指标外，工程中还遇到其他一些指标，其换算关系见表1－5。　　　　　　　　　　表1－5常用指标之间的换算关系　　　指标名称换算公式常见的数值范围干重度（kN/m3）13～18饱和重度（kN/m3）18～23浮重度或有效重度8～13孔隙比砂土：0.3~0.9粘性土：0.6~1.2孔隙度砂土：25％～45％粘性土：30％～60

6、％饱和度0～100％1.4.2土的物理状态指标　所谓土的物理状态，对于粗粒土来说，是指土的密实程度。对细粒土而言，则指土的软硬程度或称为土的稠度。1、无粘性土（粗粒土）的密实程度　无粘性土的密实度与其工程性质有着密切的关系，呈密实状态时，强度较大，可作为良好的天然地基；呈松散状态时，则是不良地基。对于同一种无粘性土，当其孔隙比小于某一限度时，处于密实状态，随着孔隙比的增大，则处于中密、稍密直到松散状态。无粘性土的这种特性，是因为它所具有的单粒结构决定的。　以下介绍与无粘性土的最大和最小孔隙比、相对密实度等有关的密实度指标。　无粘性土的最小孔隙比是最紧密状态的孔隙比，用符号emin

7、表示；其最大孔隙比是土处于最疏松状态时的孔隙比，用符号emax表示。emin一般采用“振击法”测定；emax一般用“松砂器法”测定。　对于不同的无粘性土，其emin与emax的测定值也是不同的，emax与emin之差(即孔隙比可能变化的范围)也是不一样的。一般土粒粒径较均匀的无粘性土，其emax与emin之差较小；对不均匀的无粘性土，则其差值较大。　无粘性土的天然孔隙比e如果接近emax(或emin)，则该无粘性土处于天然疏松(或密实)状态，这可用无粘性土的相对密实度进行评价。