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土的各项物理性质指标是如何定义的(土的各物理性质指标在工程中有何作用)

导语:每天一点土力学(5):土的物理性质指标之基本物理指标

土的三相比例关系图

土的三相组成各部分的质量与体积之间的比例关系,随着各种条件的变化而变化。例如,地下水的升高或降低都将改变土中水的含量;经过压实的土,其孔隙体积将减少。这些变化都可以通过三相比例指标的大小反映出来。土的三相比例指标,包括相对密度、土的含水量、孔隙比、孔隙率和饱和度等。

土的三相示意图

土的基本物理指标

土的基本物理指标是指土粒的土的密度ρ、相对密度ds和土的相对含水量w,一般由实验室直接测定其数值。

(1)土的密度ρ

土单位体积的质量称为土的(湿)密度ρ(g/cm3)土的密度有时也称土的天然密度。天然状态下的密度变化范围较大,一般粘性土ρ=1.8~2.0 g/cm3,砂土 ρ=1.6~2.0 g/cm3。对于粘性土,土的密度一般用“环刀法”测定。

(2)土的相对密度ds

土粒质量与同体积的4˚C时纯水的质量之比,称为土粒的相对密度ds,无量纲

ms ——土粒的质量,g;

ρs——土粒密度,即土粒单位体积的质量,g/cm3

ρw1——纯水在4˚C时的密度,等于g/cm3

一般情况下,土粒的相对密度在数值上等于土粒密度,但二者的含义不同,前者是两种物质的质量密度之比,无量纲;而后者是一种物质(土粒)的质量密度,有单位。土粒的相对密度决定于土的矿物成分,可在实验室内用比重瓶法测定。事先将比重瓶注满纯水,称瓶加水的质量。然后把烘干土若干克装入该空比重瓶内,再加纯水至满,称瓶加土加水的质量,按下式计算土粒相对密度:

m1——瓶+水的质量;

m2——瓶+土+水的质量;

ms——烘干土的质量;

(3)土的含水量w

土中水的质量与土粒质量之比,称为土的含水量w,以百分比计,即

测定含水率常用的方法是烘干法,先称出天然土的质量,然后放在烘箱中,在100℃~105℃常温下烘干,称得干土质量,按上式可算得。其实是含水比, 可达到或超过100%。

(4)土的重度γ

土的重度亦称为容重,定义为单位体积土的重量。单位kg/m3

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