第二章土的物理性质及工程分类.ppt
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1、第二章第二章 土的物理性质及工程分类土的物理性质及工程分类2.1 土的物理性质指标一、土的三相图一、土的三相图 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积Vn二、直接测定指标二、直接测定指标 1.土的密度土的密度:单位体积土的质单位体积土的质量量 工程中常用重度工程中常用重度 来表示单位体来表示单位体积土的重力积土的重力 重力加速度,重力加速度,近似取近似取10m/s2 2.土粒相对密度土粒相对密度Gs(土粒比重)(土粒比重):土粒质量与同体积的土粒质量与同体积的4时纯水时纯水的质量之比的质量之比 土粒相对密度变化范围不大:细粒土(粘性土)一般土粒相对密度变化范围不大:细粒土(
2、粘性土)一般2.702.75;砂土一般为砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加,土粒相对密度减小左右。土中有机质含量增加,土粒相对密度减小Vv气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVa质量质量m体积体积V3.土的含水量土的含水量:土中水的土中水的质量与土粒质量之比,以百分质量与土粒质量之比,以百分数表示数表示土的含水量是标志土含水程度的一个重要物理指标。天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。其所处的自然地理环境等有关。 测定方法:测定方法:通常用烘干法,亦可
3、近似用酒精燃烧法通常用烘干法,亦可近似用酒精燃烧法 三、换算指标三、换算指标 气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积V1.孔隙比孔隙比e和孔隙率和孔隙率n孔隙比孔隙比e :土中孔隙体积与土土中孔隙体积与土粒体积之比粒体积之比 2.土的饱和度土的饱和度Sr :土中孔土中孔隙水的体积与孔隙总体积之隙水的体积与孔隙总体积之比,以百分数表示比,以百分数表示饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr= =0, ,饱和土饱和土Sr= =100%。砂土砂土根据饱和度分为三种状态根据饱和度分为三种状态: : 孔隙率孔隙率n :土中孔隙体积与总土中孔隙
4、体积与总体积之比,以百分数表示体积之比,以百分数表示 Sr50%稍湿;稍湿; 50Sr80%很湿;很湿; Sr80%饱和饱和3.不同状态下土的密度和重度不同状态下土的密度和重度饱和密度饱和密度sat :土体中孔隙完土体中孔隙完全被水充满时的土的密度全被水充满时的土的密度 干密度干密度d :单位体积中固体颗单位体积中固体颗粒部分的质量粒部分的质量 浮密度浮密度 :土单位体积内土土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差粒质量与同体积水的质量之差 土的三相比例指标中的质量密度指标共有土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个,土的密度个,土的密度,饱和密度饱和密度sat,干密度,干密度d,浮密度,浮密
5、度 (kg/m3), ,相应的重度指相应的重度指标也有标也有4个,土的重度个,土的重度 ,饱和重度饱和重度 sat,干重度,干重度 d,浮重度,浮重度 (kN/m3)气气水水土粒土粒msmwmVsVwVVVa质量质量m体积体积V四、指标间的换算四、指标间的换算气气水水土粒土粒Gsw Vs11+1+e质量质量m体积体积V土的三相指标中土的三相指标中,土粒比重土粒比重Gs ,含水量含水量和和密度密度是通过是通过试验测定的,可以根据三个试验测定的,可以根据三个基本指标换算出其余各指标基本指标换算出其余各指标Vv=eGsw Gs(1)w 推导:推导:换算关系式:换算关系式:五、例题分析五、例题分析 n
6、【例】某土样经试验测得体积为某土样经试验测得体积为100cm3,湿土质量为湿土质量为187g,烘干后,干土质量为烘干后,干土质量为167g。若土粒的相对密度若土粒的相对密度Gs为为2.66,求该土样的含水量,求该土样的含水量、密度密度、重度重度 、干重度干重度d 、孔隙比、孔隙比e、饱和重度、饱和重度sat和有效重度和有效重度 【解答】解答】2.2 土的物理状态指标一、无粘性土的密实度一、无粘性土的密实度 土的密实度土的密实度指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土指单位体积土中固体颗粒的含量。根据土颗粒含量的多少,天然状态下的砂、碎石等处于从紧密到颗粒含量的多少,天然状态下的砂、碎石等处于从紧密
7、到松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有松散的不同物理状态。无粘性土的密实度与其工程性质有着密切关系着密切关系1.孔隙比孔隙比e 孔隙比孔隙比e可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土,可以用来表示砂土的密实度。对于同一种土,当孔隙比小于某一限度时,处于密实状态。孔隙比愈大,当孔隙比小于某一限度时,处于密实状态。孔隙比愈大,土愈松散土愈松散 2.相对密实度相对密实度Dr砂土在天然状砂土在天然状态下孔隙比态下孔隙比砂土在最密实状砂土在最密实状态时的孔隙比态时的孔隙比砂土在最松砂土在最松散状态时的散状态时的孔隙比孔隙比e emaxmax与与e eminmin :最大与最小孔隙比最大与最小
8、孔隙比1. 粗粒土的密实状态粗粒土的密实状态密实度密实度如何衡量如何衡量? ?单位体积中固体颗粒含量的多少单位体积中固体颗粒含量的多少 或或 孔隙含量的多少孔隙含量的多少优点:优点:简单方便简单方便缺点:缺点:不能反映级配的影响不能反映级配的影响 只能用于同一种土只能用于同一种土对对策策相对密度相对密度干容重干容重 d d或或孔隙比孔隙比e e或孔隙率或孔隙率n nemin = 0.35emin = 0.20当当Dr=0=0时,时, e= =emin,表示土处于最疏松状态表示土处于最疏松状态; ;当当Dr= =1.0时,时, e= =emax,表示土体处于最密实状态,表示土体处于最密实状态3.
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