土的物理性质.ppt

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1、第二章土的物理性质第一节土的三相组成●土的三相组成是指土由固体颗粒、液体水和气体三部分组成。土中的固体矿物构成土的骨架,骨架之间贯穿着大量的孔隙,孔隙中充满着液体水和气体。固相——包括多种矿物成分组成土的骨架，骨架间的空隙为液相和气相填满，这些空隙是相互连通的，形成多孔介质；液相——主要是水(溶解有少量的可溶盐类)；气相——主要是空气、水蒸气，有时还有沼气等。1●土体三相比例不同，土的状态和工程性质也随之各异，例如：固体+气体（液体=0）为干土，此时粘土呈坚硬状态，砂土呈松散状态；固体+液体+气体为湿土，此时粘土多为可塑状态；固体+液体（气体=0）为饱和土，此时粉细砂或粉土遇

2、强烈地震，可能产生液化，而使工程遭受破坏；粘土地基受建筑物荷载作用发生沉降需几十年才能稳定。2第二节土的基本物理性质采用土的三相示意图,可使三相比例关系形象化和阐述方便。土的三相比例关系是其物理性质的反映，但与其力学性质有内在联系.固相成分的比例越高，其压缩性越小，抗剪强度越大，承载力越高。一土的三相指标3土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。●三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密，是评价土的工程性质的最基本的物理性质指标，也是工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。●三相比例指标可分为两种，一种是试验指标（基本指标）；另一种是换算指标。●反映土的松密程

3、度的指标有：孔隙比e、孔隙率n；●反映了土的含水程度的指标有：含水量ω、饱和度Sr；●不同条件下土的密度有：天然密度γ、干密度γd、饱和密度γsat、浮密度γ’。●三项基本指标:密度γ、土粒密度(比重)ds、含水量ω4图2-1土的三相示意图m—土的总质量，g；ms—土的固体颗粒质量，g；mw—土中液体的质量，g；ma—土中空气的质量，（ma=0）；V—土的总体积，cm3；Vs—土中固体颗粒体积，cm3；Vw—土中液体的体积，cm3；Va—土中气体的体积，cm3。Vv—土中孔隙的体积，cm3。5(一)、三相基本试验指标土的密度、土粒密度（比重）、土的含水量三个指标可在实验室内直

4、接测定，是实测指标，常称为土的三相基本试验指标。1.土的密度（天然密度）土的密度是指土的总质量与总体积之比，即单位体积土的质量，其单位是g/cm3，常见值为1.6~2.2g/cm3。工程实际中，常将土的密度换算成土的重度（γ），重度等于密度乘以重力加速度g，其单位是kN/m3，即:v6土的密度常用环刀法测定。2.土粒密度（土粒比重）土粒密度是指固体颗粒的质量与其体积之比，即单位体积土粒的质量，其单位为g/cm3。土粒密度也称土粒比重(ds)，是指土的质量与4℃时同体积水的质量之比，其值与土粒密度相同，但没有单位，在用作土的三相指标计算时必须除以水的密度值才能平衡量纲。7土粒密

5、度大小决定于土粒的矿物成分，与土的孔隙大小和含水多少无关，它的数值一般在2.6~2.8g/cm3之间（见表2-1）。表2-1各种主要类型土的土粒密度土的种类砾类土砂类土粉土粉质粘土粘土土粒密度（g/cm3）常见值2.65-2.752.65-2.702.65-2.702.68-2.732.72-2.76平均值2.662.682.712.74土粒密度常用比重试验法测定。83.土的含水量土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示，又称土的含水率。含水量通常以百分数表示，它是描述土的干湿程度的重要指标。土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱石的含水量可达百分

6、之几百。含水量常用烘干法测定。9三、其它常用换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括：1.表示土中孔隙含量的常用指标土中孔隙大小、形状、分布特征、连通情况与总体积等，称为土的孔隙性。其主要取决于土的颗粒级配与土粒排列的疏密程度。实际上土的孔隙性指标一般反映的是土中孔隙体积的相对含量，主要有孔隙度和孔隙比两个指标。（1）孔隙度孔隙度——又称孔隙率，指土中孔隙总体积与土的总体积之比，用百分数表示。10土的孔隙度取决于土的结构状态，砂类土的孔隙度常小于粘性土的孔隙度。土的孔隙度一般为27~52%。（2）孔隙比孔隙比——指土中孔隙总体积与土中固

7、体颗粒总体积的比值，用小数表示。土的孔隙比说明土的密实程度，按其大小可对砂土或粉土进行密实度分类。11如在《岩土工勘察规范》中，用天然孔隙比来确定粉土的密实度。e<0.75为密实；0.75≤e≤0.9为中密；e>0.9为稍密的粉土。（3）孔隙比与孔隙度的关系2.表示土中含水程度的指标表示土中水含量的指标除含水量外，还有饱和度：饱和度——土孔隙中所含水的体积与土中孔隙体积的比值称为土的饱和度，以百分数表示。12饱和度可以说明土孔隙中充水的程度，其数值为0~100%，干土Sr=0；饱和土Sr=100%。3.