《土力学与基础工程》课程授课教案（讲义）第二章 土的物理性质及工程分类 2.3 土的物理性质指标

§2.3土的物理性质指标 土的性质：(1)土三相组成中各项性质 (2)三相之间量的比例关系 工程中常用土的物理性质指标评价土体工程性质优劣的基本指标 一、土的三相草图 土的颗粒，水，气体混杂在一起，为分析问题方便常理想地将三相分别集中。 质量 土的三相组成示意图 二、土的物理性质指标 (1)实测指标（基本指标）：P、W、Gs试验得出。 (2)换算指标：据实测指标经换算得出p。、Y、Y'、e、n、Sr (一)三个基本试验指标 1.天然土密度p (1)物理意义：单位体积天然的质量 ②表达式：。日 (3)测定方法：环刀法。 2.土粒比重Gs (1)物理意义：土粒在105℃~110℃温度下烘至恒重时的质量与同体积4℃时 纯水的质量之比。 (2)表达式：G,=P 71。 (3)测定方法：用比重瓶测定 (4)说明： ①Gs无量纲

§2.3 土的物理性质指标 土的性质：（1）土三相组成中各项性质 （2）三相之间量的比例关系 工程中常用土的物理性质指标评价土体工程性质优劣的基本指标 一、土的三相草图 土的颗粒，水，气体混杂在一起，为分析问题方便常理想地将三相分别集中。 二、土的物理性质指标 （1）实测指标（基本指标）：P 、W 、Gs 试验得出。 （2）换算指标：据实测指标经换算得出ρd 、γsat 、 γ′、 e 、 n 、 Sr （一）三个基本试验指标 1．天然土密度ρ （1）物理意义：单位体积天然的质量。 （2）表达式： （3）测定方法：环刀法。 2．土粒比重 Gs （1） 物理意义：土粒在 105℃～110℃温度下烘至恒重时的质量与同体积 4℃时 纯水的质量之比。 （2） 表达式： s w s s V m G  = （3） 测定方法：用比重瓶测定 （4） 说明： ①Gs 无量纲

②值大小取决于土粒矿物成分和有机质含量。 ③有机质含量多时，比重明显减小。 3.土的含水量W (1)物理意义：土中水的质量与土粒质量之比。(%) 2)表达式：”-院×100% (3)测定方法：烘干法。（现场核子密度仪） (二)换算指标： 1.几种不同状态下的土的密度和重度。 (1)干密度p.和干重密度Y。 ①物理意义：单位体积土中土粒的质量， @装达式：A=号 ③工程应用：在填方工程中常被作为填士设计和施工质量控制的指标 (2)密度：p饱和重度_Y ①物理意义：土在饱和状态时，单位体积土的质量。 ②表达式：P=++p上 (3)浮重度（有效重度）Y' ①物理意义：土在水下，土体受水的浮力作用时，单位体积的有效重量。 ②表达式：=形-以 V 2.孔隙率与孔隙比 (1)土的孔隙率： ①物理意义：土体中的孔隙体积与总体积之比。 ②表达式：n=上×100% (2)孔隙比： ①物理意义：土体中的孔隙体积与土颗粒体积之比。 ②表达式：e-号 说明：①n:恒(100%e:可)1 ②e和n是反映土的密实程度的指标

②值大小取决于土粒矿物成分和有机质含量。 ③有机质含量多时，比重明显减小。 3．土的含水量 W （1） 物理意义：土中水的质量与土粒质量之比。（%） （2） 表达式： （3） 测定方法：烘干法。（现场核子密度仪） （二）换算指标： 1.几种不同状态下的土的密度和重度。 （1） 干密度ρd和干重密度γd ① 物理意义：单位体积土中土粒的质量。 ②表达式： V ms  d = ③工程应用：在填方工程中常被作为填土设计和施工质量控制的指标。 （2）密度：ρsat饱和重度 γsat ①物理意义：土在饱和状态时，单位体积土的质量。 ②表达式： V m V V ms mw s w V sat   + = + = / (3)浮重度（有效重度）γ/ ①物理意义：土在水下，土体受水的浮力作用时，单位体积的有效重量。 ②表达式： V Ws Vs w sat   − = 2．孔隙率与孔隙比 （1）土的孔隙率： ①物理意义：土体中的孔隙体积与总体积之比。 ②表达式： = 100% V V n V （2） 孔隙比： ①物理意义：土体中的孔隙体积与土颗粒体积之比。 ②表达式： s V V V e = 说明：①n:恒〈100% e:可〉1 ②e 和 n 是反映土的密实程度的指标

e(0.6密实，压缩性小：e〉1.0疏松，压缩性高。 (3)饱和度：Sr ①物理意义：指土中的体积与空隙体积之比，用百分数表示。 ②表达式：S=×10% ③工程应用：按饱和度Sr大小砂土分为： Sr≤50% 稍湿 50%80 饱和 三、土的物理性质指标间的换 S-0G e e=G,P.(l+0)-1=G,Z,(+@)-1 Yi=Yd+nyw y=Ya-7w

e〈0.6 密实，压缩性小；e 〉1.0 疏松，压缩性高。 （3）饱和度：Sr ①物理意义：指土中的体积与空隙体积之比，用百分数表示。 ②表达式： = 100% v w r V V S ③工程应用：按饱和度 Sr 大小砂土分为： Sr≤50% 稍湿 50%80% 饱和 三、土的物理性质指标间的换算 e G Sr  =    + = 1 w 1 (1 ) 1 (1 ) − + − = + =     Gs  w  Gs w e +1 = e e n sat d n w  =  +  sat w  =  −  /