第3章土的物理性质及工程分类ppt课件.ppt

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1、土中的土粒、水和气三部分的质量(或重力)与体积之间的比例关系，随着各种条件的变化而改变。土粒一般由矿物质组成，即土的固体部分,它构成土的骨架。土骨架间布满孔隙。这些孔隙有时完全被水充满，称为饱和土；有时一部分孔隙被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；孔隙完全充满气体时，则称为干土。水和溶解于水的物质构成土的液体部分。空气和其他一些气体构成土的气体部分。这三种组成部分本身的性质以及它们之间的比例关系和相互作用，决定土的物理力学性质。因此，研究土的性质，必须研究土的固体、液体和气体的三相组成。3

2、.1概述一、土的三相草图3.2土的三相比例指标在上述变量中ma=0，独立的量有Vs、Vw、Va、mw和ms五个。1cm3水的质量通常等于1g，故在数值上Vw=mw。当研究这些量的相对比例关系时，总是取某一定数量的土体来分析，例如，取V=1cm3，或m=1g，或Vs=1cm3等，因此又可以消去一个未知量。这样，对于一定数量的三相土体，只要知道其中三个独立的量，其他各个量就可从图中直接换算得到。三相草图是土力学中用来计算三相量比例关系的一种简单而又很实用的工具。土的常用物理指标基本指标:天然密度,相对

3、密度,天然含水量换算指标:孔隙比，孔隙率，饱和度，干密度，干重度，饱和密度，饱和重度，浮密度，浮重度土粒相对密度（比重）相对密度:土粒密度（单位体积土粒的质量）与4℃时纯水密度之比。rw1为4℃时纯水的密度，rw1=1g/cm3;rs为土粒的密度，即单位体积土粒的质量。故实用上，土粒相对密度在数值上等于土粒的密度。测定方法：土粒相对密度或比重可在试验室内用比重瓶法测定。由于土粒相对密度变化不大,通常可按经验数值选用。含水量w是标志土的湿度的一个重要物理指标。天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种

4、类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。一般说来，对同一类土，当其含水量增大时，则其强度就降低。土的(天然)含水量含水量：土中水的质量与土粒质量之比，用w表示，以百分数计。同一类土，含水量越大，土越软,强度越低,受力后变形越大。测定方法：土的含水量一般用“烘干法”测定。先称小块原状土样的湿土质量m，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量ms，水的质量mw为湿土和干土质量之差。铝盒烘箱电子天平土样密度：土样总质量与其体积之比,即单位体积土的质量。单位:Mg/m3,g/cm3粘性土

5、r=1.8～2.0g/cm3砂土r=1.6～2.0g/cm3腐殖土r=1.5～1.7g/cm3测定方法：一般用“环刀法”，用一个圆环刀（刀刃向下）放在削平的原状土样面上，慢慢削去环刀外围的土，边削边压，使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内土样的质量，求得它与环刀容积之比值即为其密度。土的天然密度土的重度：定义为单位体积土的重量，与密度有对应关系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表达式:气

6、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。土的其它常用指标饱和度定义: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饱和度愈大，表明土中孔隙中充水愈多；干燥时Sr=0。孔隙全部为水充填时，Sr=100%。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

7、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，因而可用于计算土的孔隙率，它往往通过土的密度及含水率计算得来，也可以实测。土的干密度一般常在1.4~1.7g/cm3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.

8、气水土粒msmwmVsVwVVa质量m体积V浮重度：显然有下面的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:一些指标的关系例题3—1某原状土样，测得天然密度，含水量，土粒相对密度。试计算①土的孔隙比e、饱和度Sr；②当土中孔隙充满水时土的密度和含水量w。例题3—2某土样，测得其孔隙比，土粒相对密度。试计算①土的干重度γd、饱和重度γsad和浮重度γ/；②当土的饱和度Sr=75%时，土的重度γ和含水量w为多大？例题3—3略3.3无粘