第二章土的物理性质及工程分类讲义.ppt

* * 气 水 土粒 ms mw m Vs Vw V Va 质量m 体积V 表示土中含水的数量，为土体中水的质量与固体矿物质量的比值。用百分数表示 测定方法：烘干法 土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天然土层含水量变化范围较大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。 3. 含水率ω 常见值：砂土：0％-40％；粘性土：20%-60% * * 称量盒质量m0； 称量盒加湿土质量m1； 称量盒加干土质量m2； 含水率的测定 * * 气 水 土粒 ms mw m Vs Vw V Va 质量m 体积V Vv 反应土的松密程度的指标：孔隙比 土中孔隙体积与固体颗粒体积之比 砂土：0.5-1.0；粘性土：0.5-1.2. 一般e0.6的土是密实的低压缩性土，e1.0的土是疏松的高压缩性土 确定方法：根据三个基本指标计算而得 * * 气 水 土粒 ms mw m Vs Vw V Va 质量m 体积V Vv 反应土的松密程度的指标：孔隙率 土中孔隙体积与占总体积的百分含量 孔隙比与孔隙率之间的关系 一般为30%-50% 确定方法：根据三个基本指标计算而得 * * 气 水 土粒 ms mw m Vs Vw V Va 质量m 体积V Vv 反映土中含水程度的指标：饱和度Sr 水在孔隙中充满的程度 确定方法：根据三个基本指标换算而得 饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr=0,饱和土Sr=100%。砂土根据饱和度分为三种状态: Sr≤50%稍湿； 50％＜Sr≤80%很湿； Sr＞80%饱和 * * 单位土体体积干土的质量 固体颗粒质量/土的总体积 气 水 土粒 ms mw m Vs Vw V Va 质量m 体积V Vv 特定条件下土的干密度ρd （重度） 常见值：1.3-2.0g/cm3 工程应用：用作填方工程（土坝、路基、人工压实地基），土体压实质量控制标准。 干密度越大，土体越密实 * * 孔隙中全部充满水时，单位土体体积的质量。 气 水 土粒 ms mw m Vs Vw V Va 质量m 体积V Vv 特定条件下土的饱和密度ρsat (重度) 孔隙中全部充满水的总质量 土体总体积 常见值：1.8-2.3g/cm3 * * 气 水 土粒 ms mw m Vs Vw V Va 质量m 体积V Vv 特定条件下土的浮重度r?（有效重度） 浮密度：在地下水位以下，土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差 浮重度：在地下水位以下，土体单位体积所受重力再扣除浮力。 r? = rsat - rw * * 土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个，土的密度ρ，饱和密度ρsat，干密度ρd，浮密度ρ? (kg/m3),相应的重度也有4个，土的重度? =ρg，饱和重度?sat= ρsatg，干重度?d= ρdg，浮重度?? =ρ? g (kN/m3) 土单位体积的重力（即土的密度与重力加速度的乘积）称为土的重力密度，简称重度?。 ρsat ≥ ρ≥ρd ρ ? ?sat ≥ ? ≥ ?d ?? * * 气 水 土粒 2.2.3　指标的换算 dsρw Vs＝1 1+e 质量m 体积V Vv=e ωdsρw ds（1＋ω）ρw 推导： 假设：ρw1=ρw ,Vs=1,则 换算关 系式： * * 2.2.3　指标的换算 【例】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度ds为2.66，求该土样的含水量ω、密度ρ、重度? 、干重度?d 、孔隙比e、饱和重度?sat和浮重度?? 【解】 * * 土的物 理指标 物理性质指标 物理状态指标 土的松密 和软硬 无粘性土 粘性土 密实度 液限、塑限、缩限、塑性指数、液性指数、活动度、灵敏度 砂、卵石等单粒结构 * * 无粘性土的密实度 土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。 无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系。 呈密实状态时，强度较大，是良好的天然地基； 呈稍密、松散状态时则是软弱地基，尤其是饱和的粉、细砂，稳定性很差，易液化。 * * （1）用孔隙比e为标准 优点：简单方便 缺点：要求采取原状砂样测定天然孔隙比，无法反映土的粒径级配的因素。 密实度 砾石、粗砂、中砂 细砂、粉砂 密实 中密 稍密 松散 e＜0.60 0.60≤e≤0.75 0.75＜e≤0.85 0.85＜e≤0.95 e＞0.85 e＞0.95 e＜0.70 0.70≤e≤0.85 * * （2）以相对密度Dr为标准 相对密实度Dr 当Dr=0时，e= emax ，表示土处于最疏松状态; 当Dr=1时，e= emin ，表示土体处于最密实状态 Dr≤1/3 疏松状态 1/3＜Dr≤2/3 中密状态 2/3＜