土的物理性质及分类资料

• 3 将煮沸经冷却的纯水注入装有试样悬液 的比重瓶。当用长颈比重瓶时注纯水至刻 度处，当用短颈比重瓶时应将纯水注满， 塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢 出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定， 且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干 瓶外壁，称比熏瓶、水、试样总质量，准 确至 0.001g ；并应测定瓶内的水温，准确 至 0.5 ℃。
• 1 将比重瓶洗净，烘干，置于干燥器内，冷却后称 量，准确至 0.001g 。 2 将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。对长颈比重瓶 注水至刻度处，对短颈比重瓶应注满纯水，塞紧瓶塞， 多余水自瓶塞毛细管中溢出，将比重瓶放入恒温水槽直 至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总 质量，准确至 0.001g 。测定恒温水槽内水温，准确至 0 .5 ℃。 3 调节数个恒温水槽内的温度，温度差宜为 5 ℃， 测定不同温度下的瓶、水总质量。每个温度时均应进行 两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.002g ，取 两次测值的平均值。 4 绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线。
（3）土（体）的密度ρ
密 定义：土单位体积的质量，用ρ表示 度 单位： g/cm3 或 t/m3
表达式： m ms mw ma
V Vs Vw Va
※天然状态下ρ的变化范围较大 粘性土 ρ=1.8~2.0 g/cm3 砂 土 ρ=1.6~2.0 g/cm3 腐质土 ρ=1.5~1.7 g/cm3
基本方法: 三相草图法
三相草图
ma=0
m
mw
ms
质量
Air Water
Soil
Va
Vv
Vw
V
Vs
体积
2.2.1 土的三相比例指标
三相比例指标反 映了土的干燥与 潮湿、疏松与紧 密，是评价土的 工程性质的最基 本的物理性质指 标，也是工程地 质勘察报告中不 可缺少的基本内 容。
质量
m a =0
mw m
※土的密度一般用“环刀法”测定。（原状土）
土的密度ρ
• 测定方法：环刀法
2、特殊条件下土的密度
（1）土的干密度ρd
• 定义：单位体积内土粒的质量或重量
• 表达式：
d
ms V
一般
ρd=1.3～1.8 g/cm3
干密度ρd
• 土烘干，体积要减小，因而土的干密度不 等于烘干土的密度。
• 土的干密度或干重度是评价土密实程度的 指标，干密度或干重度越大表明土越密实， 反之越疏松。常用它来控制填土工程的施 工质量。
• 表达式 ：
ds
ms
Vs w1
s w1
ρw1—4℃时纯水的密度,等于1g/cm3; ρs—土粒密度，即土粒单位体积的质量，
g/cm3
一般情况下，土粒相对密度ds在数值上等 于土粒密度ρs，但两者的含义不同。
土的相对密度ds
3、土粒比重
Gs—固体颗粒质量与同体积水(在4℃时)质量之比
比重瓶的校准，应按下列步骤进行：
• 熟悉：土的分类原则，不同行业土的分类 方法；
• 了解：三种特殊土的概念
§2.1 概述
所谓土的物理性质就是表示土中三 相比例关系的一些物理量。
土的物理性质指标
(三相间的比例关系)
表 示
土的物理状态
粗粒土的松密程度 影响
粘性土的软硬状态
力学特 性
土的形成
影 响
土的三相组成 土的物理性质 决定 土的物理状态 土的结构
第二章 土的物理性质及分类
§2.1 概述 §2.2 土的三相比例指标* §2.3 粘性土的物理特征* §2.4 无粘性土的密实度 §2.5 粉土的密实度和湿度 §2.6 土的胀缩性、湿陷性和冻胀性 §2.7 土的分类*
主要内容
• 掌握：土的三相比例指标的定义及指标间 的换算关系、土的各种物理性质指标的概 念及测定方法；
ms
体积
空气
va
vv
vw
水
v
土
粒
vs
土的三相图
2.2.2 指标的定义
三相比例指标可分为两种，一种是 试验指标（基本指标）；另一种是 换算指标。
• 1、 三个基本物理性质指标 土粒相对密度(比重)ds; 土的含水量ω; 土的密度ρ
(1)土粒相对密度(土粒比重)ds
• 定义：土粒的质量与同体积的4℃时纯水 的质量之比（无因次）
※ 土粒相对密度变化不大，一般从2.65~2.76， 土粒越细，ds越大。见P31表2-1
： ※ 特殊情况 有机质土 2.4~2.5
泥炭土 1.5~1.8
※ 土粒比重可在实验室用“比重瓶法”测定。 （扰动样）
（2）土的含水量（含水率）ω
• 土的含水量： 土中水的质量与土粒质量之比，以百分
数表示 • 表达式：
mw 100 %
ms
• 含水量是衡量土的含水程度（湿度）的一 个重要指标，ω小则土干， ω大则土湿。
• 坚硬的粘性土ω可小于30%，饱和软粘土可 达60%。
• 含水量ω一般用“烘干法”测定
土的含水量
• 测定方法： 烘干法。先称出天然湿土的质量，然后
放在烘箱里，在100～105℃下烘干，称干 土的质量。
（2）饱和密度ρsat
• 定义：
土中孔隙被充满水时，单位土体积的质
量 • 表达式：
sat
ms
Vv w
V
ρw≈ ρw1=1g/cm3
ρsat=1.8~2.3 g/cm3
（3）土的浮密度（有效密度）ρ′
• 定义：
地下水位以下，土单位体积中土粒质量 与同体积水的质量之差
• 表达式：
ms Vs w
比重瓶法试验，应按下列步骤进行：
• l 将比重瓶烘干。称烘干试样 15g( 当用 50mL 的比重瓶时，称烘干试样 l0g) 装入 比重瓶，称试样和瓶的总质量，准确至 0.001g 。
• 2 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶， 并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾 起砂土不应少于 30ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱin ，粘土、粉土不得 少于 1h 。沸腾后应调节砂浴温度，比重瓶 内悬液不得溢出。
V
土的质量密度共有4个即ρ ;ρd ;ρsat ;ρ′,在 后面计算土的自重应力时要用重力密度, 简称重度(kN/m3)。它们的换算关系是：
ρ = ρ·g
渗透特性 变形特性 强度特性
土的轻重、松密、干湿和软硬等物理性质是土的最 基本的工程特性，根据不同的性质分类。
§2.2 土的三相比例指标
密实程度 干湿程度
……
定义
土的三个组成相的体积 和质量上的比例关系
特点: 指标概念简单，数量很多
要点：名称、概念或定义、符号、表达式、 单位或量纲、常见值或范围、联系与区别