(完整版)土的三相组成比例指标换算公式
土的三相比例指标换算公式
土的三相比例指标换算公式
土壤的三相比例指标换算公式如下：
1.砂粉砂界限计算公式：
C_1=D_25/D_15
其中，C_1表示砂粉砂界限，D_25表示土壤颗粒通过穿透50%所需的筛孔尺寸，D_15表示土壤颗粒通过穿透15%所需的筛孔尺寸。
C_1的数值越大，表示土壤中砂的含量越高，粘性较小，渗透性较好。
2.粉砂粉土界限计算公式：
C_2=D_50/D_25
其中，C_2表示粉砂粉土界限，D_50表示土壤颗粒通过穿透50%所需的筛孔尺寸。
C_2的数值越大，表示土壤中粉砂的含量越高，颗粒较小，保水性较好。
3.粉砂砂界限计算公式：
C_3=D_75/D_25
其中，C_3表示粉砂砂界限，D_75表示土壤颗粒通过穿透75%所需的筛孔尺寸。
C_3的数值越大，表示土壤中粉砂颗粒的含量越高，保水性较差。
这些公式是根据土壤颗粒分布特征的测定结果得出的，通过测定土壤样本中不同粒径颗粒的含量百分比，可以计算出不同比例指标。
这些指标可以用来估计土壤的性质和用途，并且对于农田的土壤改良、水土保持等工作也有参考价值。
要注意的是，三相比例指标换算公式只是一种近似计算方法，实际土壤中的颗粒分布情况受到多种因素的影响，如土壤类型、风化程度、物理结构等，因此在实际应用中应结合实地调查和分析，综合考虑其他土壤性质指标，来评估土壤的综合特性和潜力。
土的三相组成比例指标换算公式
土的三相组成比例指标换算公式
土壤的三相组成是指土壤中固体相、液相和气相的比例。
土壤三相组成比例可以通过下面的公式进行换算。
1.含水量（W）：表示土壤中液相（水分）的比例。
可以通过测量土壤中的水重（Ww）和土壤干重（Ws）来计算。
W=(Ww/Ws)*100%
2.含气量（G）：表示土壤中气相（空气）的比例。
可以通过测量土壤中的气孔体积（Va）和总体积（Vt）来计算。
G=(Va/Vt)*100%
3.含固量（S）：表示土壤中固体相（颗粒）的比例。
可以通过测量土壤中固体的重量（Ws）和总体积（Vt）来计算。
S=(Ws/Vt)*100%
注意：计算含水量、含气量和含固量的前提是需要进行相应的测量。
测量方法有很多种，如干燥法、重量法、孔隙度法等。
土壤三相组成比例的换算公式可以用于研究土壤的理化性质和水分保持能力等。
不同的土壤三相组成比例会对土壤的性质和功能产生不同的影响。
例如，土壤中含水量较高时，土壤的肥力可能较高，但土壤的侵蚀和渗透性能也会受到影响；土壤中含气量较高时，土壤的通气性和氧气供应能力可能较好，但对水分的保持能力较差；土壤中含固量较高时，土壤的结构和稳定性可能较好，但导水性较差。
因此，了解土壤的三相组成比例对于科学合理地管理土壤、提高土壤质量和发挥土壤功能具有重要的意义。
土三相比例指标及换算关系推导
土的三对照率指标土的三相物质在体积和质量上的比率关系称为三对照率指标。
三对照率指标反响了土的干燥与润湿、松懈与亲密，是议论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以缺少的基本内容。
为了推导土的三对照率指标，平时把在土体中的本质上处于分别状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－ 4 所示的三相图。
在图1－ 4 中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V 为土中空气的体积Va、水的体积Vw 和土粒的体积 Vs 之各；土样的质量 m 为土中空气质量 ma、水的质量 mw 和土粒的质量 ms 之和；平时认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
气水土粒图 1－4 土的三相图三对照率指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标经过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1．土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V，质量为 m，则土的密度ρ可由下式表示：sat s1m(g / cm3 )（ 1－ 8a）d V土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm3，一般土的密度为～ 2.20 g/cm3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以差异于其他条件下的指标，以下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2．土粒密度是干土料的质量与基体积之比，由下式表示：s ms (g / cm3)（ 1－9）V s3．土的含水量是土中水的质量与固体（土粒）的质量之比，由下式表示：w mw 100%（1－10）m s含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量凑近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、换算指标除了上述三个试验指标之外， 还有六个可以计算求得的指标， 称为换算指标， 包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度） 、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
土的三相比例指标及换算关系推导
土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
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。
为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中的实际上处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－4所示的三相图。
在图1－4中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V 为土中空气的体积Va 、水的体积Vw 和土粒的体积Vs 之各；土样的质量m 为土中空气质量ma 、水的质量mw 和土粒的质量ms 之和；通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
图1－4 土的三相图三相比例指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标通过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1． 土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V ，质量为m ，则土的密度ρ可由下式表示：1s sat dγλγ=-3(/)m g cm V ρ= （1－8a ） 土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm 3，一般土的密度为1.60～2.20 g/cm 3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以区别于其他条件下的指标，如下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2． 土粒密度是干土料的质量与基体积之比，由下式表示：3(/)s s sm g cm V ρ= （1－9） 3． 土的含水量是土中水的质量与固体（土粒）的质量之比，由下式表示：100%w sm w m =⨯ （1－10） 含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
(整理)土的三相比例指标及换算关系推导
土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
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。
为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中的实际上处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－4所示的三相图。
在图1－4中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V 为土中空气的体积Va 、水的体积Vw 和土粒的体积Vs 之各；土样的质量m 为土中空气质量ma 、水的质量mw 和土粒的质量ms 之和；通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
图1－4 土的三相图三相比例指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标通过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1． 土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V ，质量为m ，则土的密度ρ可由下式表示：1s sat d γλγ=-3(/)mg cm Vρ= （1－8a ） 土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm 3，一般土的密度为1.60～2.20 g/cm 3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以区别于其他条件下的指标，如下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2． 土粒密度s ρ是干土料的质量s m 与基体积s V 之比，由下式表示：3(/)ss sm g cm V ρ=（1－9）3． 土的含水量w 是土中水的质量w m 与固体（土粒）的质量s m 之比，由下式表示：100%wsm w m =⨯ （1－10） 含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
第四节 土的三相比例指标
第四节土的三相比例指标以上三节介绍了土的组成和结构，特别是土颗粒的粒度和矿物成分，是从本质方面了解土的工程性质的根据。
但是，为了对土的基本物理性质有所了解，还需要对土的三相：土粒（固相）、土中水（液相）和土中气体（气相）的组过情况进行数量上的研究。
在不同成分和结构的土中，土的三相之间具有不同的比例。
土的三相组成的重量和体积之间的比例关系，表现出土的重量性质（轻、重情况）、含水性（含水程度）和孔隙性（密实程度）等基本物理性质各不相同，并随着各种条件的变化而改变。
例如对同一成分和结构的土，地下水位的升高或降低，都将改变土中水的含量经过压实，其孔隙体积将减小。
这些情况都可以通过相应指标的具体数字反映出来。
表示土的三相比例关系的指标，称为土的三相比例指标，亦即土的基本物理性质指标包括土的颗粒比重、重度。
含水量、饱和度、孔隙比和孔隙率等。
一、指标的定义为了便于说明和计算，用图2-20所示的土的三相组成示意图来表示各部分之间的数量关系，图中符号的意义如下：Ws——土粒重量；Ww——土中水重量；W——土的总重童；W＝Ws＋WwVs——土粒体积；Vw——土中水体积；rwV=Ww（∵rw=1gf/cm3≈1kN/m3）Va一土中气体积；VV一土中孔隙体积；VV= Vw+ VaV一土的总体积，V= Vs+ Vw+ Va（一）土的颗粒比重G土粒重量与同体积的4℃时水的重量之比，称为颗粒比重，它在数值上为单位体积土粒的重量，即：(2-4)式中：——水在4℃时单位体积的重量，等于1gf／cm3或Itf／m3≈10kN／m3。
颗粒比重决定于土的矿物成分，它的数值一般为2.65~2.75。
有机质为2.4~2.5；泥炭土为1.5～1.8；而含铁质较多的粘性土可达2.8～3.0。
同一种类的士，其颗粒比重变化幅度很小。
颗粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
一般土的颗粒比重值见表2-3。
由于颗粒变化的幅度不大，通常可按经验数值选用。
土的颗粒比重参考值表2-3（二）土的重度γ单位体积土的重量称为土的重度（单位为kN／m3=tf／m3×10－1），即：(2-5)土的重度取决于土粒的重量，孔隙体积的大小和孔隙中水的重量，综合反映了土的组成和结构特征。
土的三项比例指标换算公式
0.8~1.3
16~20
13~18
18~23
8~13
粘性土和粉土： 0.40~1.20
砂土：0.30~0.90
粘性土和粉土： 30%~60%
砂土：25%~45%
0 ≤ Sr ≤ 50稍湿 50 < Sr ≤ 80很湿
Sr > 80饱和
某原状土样，经试验测得天然密度ρ = 1.91g/cm3，含水率ω = 9.5%，土颗粒相对密度 Gs = 2.70。试计算：（1）土的孔隙比 e、饱和度 Sr；（2）当土中孔隙充满水时土的密度ρsat和 含水率ω。 解：绘制三相草图，设土的体积V = 1.0cm3。 （1）根据密度定义，得：m = ρV = 1.91 × 1.0 = 1.91g 根据含水率定义，得：mw = ωms = 0.095ms 从三相图中有：mw + ms = m 因此 0.095ms + ms = 1.91g ms = 1.744g mw = 0.166g 根据土颗粒相对密度定义，得： 土颗粒密度ρs：
土的三项比例指标换算公式
名称 土粒相 对密度
符号 Gs
含水率 ω
三项比例表达式
Gs=Vsmρswl
ω
=
mw ms
×
100%
密度
ρ
ρ
=#43;
mw Vv
干密度 ρd
ρd
=
ms V
饱和
密度
ρsat
浮密度 ρ′
ρsat
=
ms
+ Vvρw V
ρ′
=
ms
− Vvρw V
重度
γ
γ = ρg
干重度 γd
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最新土的三相比例指标及换算关系推导
土的三相比例指标及换算关系推导土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
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。
为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中的实际上处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－4所示的三相图。
在图1－4中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V为土中空气的体积Va、水的体积Vw和土粒的体积Vs之各；土样的质量m为土中空气质量ma、水的质量mw和土粒的质量ms之和；通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
图1－4 土的三相图三相比例指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标通过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1．土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V ，质量为m ，则土的密度ρ可由下式表示：1s sat d γλγ=-3(/)mg cm Vρ= （1－8a ） 土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm 3，一般土的密度为1.60～2.20 g/cm 3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以区别于其他条件下的指标，如下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2．土粒密度s ρ是干土料的质量s m 与基体积s V 之比，由下式表示：3(/)ss sm g cm V ρ=（1－9） 3．土的含水量w 是土中水的质量w m 与固体（土粒）的质量s m 之比，由下式表示：100%wsm w m =⨯ （1－10） 含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、 换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
土力学：第一章3(三相比例计算)
（2）土的 饱和密度 和 饱和容重
ρ sat
=
ms + mw V
=
ms
+ Vv ρw V
( g / cm3)
ρw = 1g / cm3
γ sat
= Ws + Ww V
= Ws
+ Vvγ w V
γ w = 10 kN/m3 (KN / m3)
土的饱和密度常见值为1.80~2.30 g/cm3。
试验步骤：
1.将比重瓶烘干，称取比重瓶的质量 m1 。 2.装烘干土15克入100ml比重瓶内称瓶加土的质量 m2。 3.为排除土中的空气，将已装有干土的比重瓶，注纯水至瓶的一半处，摇动比
重瓶放置一定时间。将瓶放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂 及砂质粉土不应少于30分钟；粘土及粉质粘土不应少于1小时。煮沸时注意不 使土液溢出瓶外。
(1) ∵
ρs
=
ms Vs ⋅ ρw
＝ ms 1×1
= 2.73 g
质量（g)
体积（cm3)
1.092
水 1.092
ms = 2.73 g
(2) ∵ w = mw = 40 % ms
∴ mw = 0.4× 2.73 = 1.092 g
(3) ∵ Sr = 1.0
Sr
= Vw Vv
= 1.0
在数值上 Vw = mw
ms / dsρw
气
0
液
ρ − ρd ρ
固
ρd
体积
质量
2）导出指标之间的关系式
¾
ρ d
与
w、G、ρ的关系式
由含水率公式可得： w = mw ms
土的三项比例指标换算公式
土的三项比例指标换算公式
名称 土粒相 对密度
符号 Gs
含水率 ω
三项比例表达式
Gs=Vsmρswl
ω
=
mw ms
×
100%
密度
ρ
ρ
=
m V
=
ms Vs
+ +
mw Vv
干密度 ρd
ρd
=
ms V
饱和
密度
ρsat
浮密度 ρ′
=
Gs − 1 1+e
γw
e
=
Gsρw ρd
−
1
e
=
Gs(1
+ ρ
ω)ρw
−
1
e n=1+e
n
=
1
−
ρd Gsρw
Sr
=
ωGs e
Sr
=
ωρs nρw
单位
g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3 kN/m3 kN/m3 kN/m3 kN/m3
常见数值范围
粘性土：2.72~2.75 粉土：2.70~2.71 砂土：2.65~2.69
20%~60%
1.2~1.6
1.3~1.8
1.8~2.3
0.8~1.3
16~20
13~18
18~23
8~13
粘性土和粉土： 0.40~1.20
砂土：0.30~0.90
粘性土和粉土： 30%~60%
砂土：25%~45%
0 ≤ Sr ≤ 50稍湿 50 < Sr ≤ 80很湿
Sr > 80饱和
土的三项比例指标换算公式
−
1
e n=1+e
n
=
1
−
ρd Gsρw
Sr
=
ωGs e
Sr
=
ωρs nρw
单位
g/cm3 g/cm3 g/cm3 g/cm3 kN/m3 kN/m3 kN/m3 kN/m3
常见数值范围
粘性土：2.72~2.75 粉土：2.70~2.71 砂土：2.65~2.69
20%~60%
1.2~1.6
1.3~1.8
ρ ρd = 1 + ω
ρd
=
Gs 1+
e
ρw
ρsat
=
Gs + e 1+e
ρw
ρ′ = ρsat − ρw
ρ′
=
Gs − 1 1+e
ρw
γ
=
Gs(1 + ω) 1+e
γw
γd
=
Gs 1+
e
γw
γsat
=
Gs + e 1+e
γw
γ′
=
Gs − 1 1+e
γw
e
=
Gsρw ρd
−
1
e
=
Gs(1
+ ρ
ω)ρw
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土的三项比例指标换算公式
名称 土粒相 对密度
符号 Gs
含水率 ω
三项比例表达式
Gs=Vsmρswl
注册岩土考试专用用—土三相指标换算
可取Vs=1 Vv=e V=Vs+Vv=1+e可得ms=GsVsρw=ρd(1+e)m=ms(1+w)Gs=ρd(1+e)/Vsρw
公式1： 根据公式9 =ρd（1+w）/ρd—1=w
公式2： 根据公式9 GS=Sre/w
公式3： =ms(1+w)/v=ρdv(1+w)/v ρ=GsVsρw(1+w)/( 1+e)= Gsρw(1+w)/(1+e)
e=V-Vs/Vs=V/Vs—1=（m/ρ）/Vs—1=（GsVsρw(1+w)/ρ）/Vs—1
公式8： n=e/1+e
公式9： Sr=mw/Vvρw×100%=0.01wms/Vv×100%=0.01wGsVsρw/Vvρw×100% =wρd(1+e)/eρw
1.8～2.3
公式6
有效密度（g/cm3）
0.8～1.3
公式7
孔隙比
e
e=GSw/Sr
e=n/1-n
20～6020～60
公式8
孔隙率（%）
n
黏性土和粉土：0.40～1.20
砂土：25～45
公式9
饱和度（%）
Sr
0～100
公式10
最大干密度（g/cm3）
ρmax
ρmax=ηρwds/1+0.01wopds
公式4： ρd= m/(1+w)/v=ρ/(1+w)
ρd= GsVsρw/(1+e)= Gsρw/(1+e)
公式5： ρsat=（GsVsρw+Vvρw）/(1+e)
公式6: —ρw
土力学-1.土的物理性质及工程分类-1.3 土的三相比例指标
完全被水充满时的土的密度
学
资
土粒
sat
ms
Vv
V
环浮密度ρ ：土单位体积内土 安 粒质量与同体积水的质量之差
学
院
ms Vs
V
干密度ρd ：单位体积中固
体颗粒部分的质量
d
ms V
土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个，土的密度
土 ρ，饱和密度ρsat，干密度ρd，浮密度ρ (kg/m3),相应的重 力 度指标也有4个，土的重度，饱和重度sat，干重度d，浮 学 重度 (kN/m3)
m ms
g
100 % 187 167 11.98% 167
1.87 10 18.7kN / m3 d
m 187 1.87g / cm3
V 100
d
g
167 100
10
16.7kN
/
m3
e Gs (1 ) 1 2.66(1 0.1198 ) 1 0.593
院
e Gs w 1 Gs (1 ) w 1
d
土
sat
ms
VV w
V
(Gs e)w
1 e
d
ms V
Gs w
1 e
1
n VV e V 1e
力 学
sat
(Gs 1)w
1 e
Sr
Vw VV
mw
VV W
Gs
e
南 五、例题分析
土的三相比例指标精选文档
土的三相比例指标精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-第二节 土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
所谓土的物理性质指标就是表示土中三相比例关系的一些物理量。
土的物理性质指标可以分为两类：1．必须通过试验测定的，如含水率，密度和土粒比重2．可以根据试验测定的指标换算的，如孔隙比，孔隙率和饱和度等。
（s g ）-土粒质量 (w g )-土中水质量m (g )-土的总质量-土粒体积-土中水体积-土中气体积-土中空隙体积 V-土的总体积一、试验指标（1）土的密度（天然密度）ρ：天然状态下，单位体积土的质量，单位为3/cm g 或3/m t 即：V g=ρ天然密度变化范围较大。
一般3/0.28.1cm g -=ρ；3/0.26.1cm g -=ρ；腐殖土3/7.15.1cm g -=ρ。
天然密度一般用"环刀法"测定，用一个圆环刀（刀口向下）放在削平的原状土样面上，徐徐削去环刀外围的土，边削边压，使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内土样质量，求得它与环刀容积之比值即为其密度。
（2）土粒密度（比重）：干土粒质量s g 与其体积s V 之比，即：ss Vg s =ρ 土粒相对密度：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比，一般用s d 或s G 表示，无量纲。
即：式中s ρ－土粒密度（3/cm g ）；1w ρ－纯水在4℃时的密度（单位体积的质量），等于13/cm g 或者13/m t 。
试验测定方法：比重瓶法实际上，土粒比重在数值上就等于土粒密度，但前者无因次。
土粒比重决定于土的矿物成分，它的数值一般为－；有机质土为－。
同一种类的土，其比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶测定。
将置于比重瓶内的土样在105-110℃下烘干后冷却至室温用精密天平测其质量，用排水法测得土粒体积，并求得同体积4℃纯水的质量，土粒质量与其比值就是土粒比重。
土的三相组成及物性指标换算
一、土的三相组成及物性指标换算：了解：土的形成过程。
广泛分布在地壳表面的土,主要特征是分散性、复杂性和易变性。
因其组成是由固体颗粒和孔隙及存在于孔隙中的水和气体的分散体系,土颗粒之间没有或只有很弱的联结,因而土的强度低且易变形。
由于受不同自然力作用且于不同的环境下沉积,构成土的分布和性质方面的复杂性。
又因为土具有分散性,它的性质极易受到外界温度和湿度的变化而发生变化,表现出多变性。
土的这些特征无疑都将反映到它的物理、化学和力学性质中。
在工程建设中,土往往是作为不同功能的研究对象。
如在土层上修建房屋、桥梁、道路、堤坝时,土对路堤、是用来支承建筑物传来的载,这时士是被用作地基土坝等土工构筑物,土则被用作为建筑材料;对于隧道、涵洞及地下建筑物,这时土成为建筑物周围的介质或环境。
对于土的不同用途,在测试的内容上亦有所不同。
熟悉：（1）、土的三相组成。
( 一 ) 三种组成物质的基本状况1. 固相 : 土的固相物质分为元机矿物颗粒和有机质 ,成为土体的骨架。
矿物颗粒由原生矿物和次生矿物组成。
原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物 ,如石英、长石、云母等。
原生矿物经化学风化作用后发生化学变化而形成新的次生矿物 ,如三氧化二铁、三氧化二铝、次生二氧化硅、粘土矿物及盐类等。
次生矿物按其与水相互作用的程度,可分为可溶于水与不可溶于水的土颗粒。
溶于水的按其溶解的难易性,又可分为易溶、中等溶解和难溶的土颗粒。
次生矿物的成分和性质比较复杂,对土的工程性质影响较大。
土在风化过程中,往往有微生物参与,在土中产生有机质成分。
在土中有机质成分分解完善的 ,称为腐殖质土。
若土中有机质成分分解不完善,尚存在有残余物的称为泥炭。
有机质成分对土的工程性质产生不利影响 ,在公路工程中不应采用。
2. 液相: 土的液相是指土孔隙中存在的水。
一般把这种水看成与自由水一样 ,是无色、无味、无嗅的中性液体,其密度等于 lg/cm3, 容重为 9.81KN/m3, 在0℃时冻结 ,在100℃时沸腾。
土的三相比例指标及换算关系推导
土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
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。
为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中的实际上处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－4所示的三相图。
在图1－4中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V 为土中空气的体积Va 、水的体积Vw 和土粒的体积Vs 之各；土样的质量m 为土中空气质量ma 、水的质量mw 和土粒的质量ms 之和；通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
图1－4 土的三相图三相比例指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标通过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1． 土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V ，质量为m ，则土的密度ρ可由下式表示：1ssat dγλγ=-3(/)m g cm V ρ= （1－8a ）土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm 3，一般土的密度为1.60～2.20g/cm 3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以区别于其他条件下的指标，如下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2． 土粒密度是干土料的质量与基体积之比，由下式表示：3(/)ss sm g cm V ρ=（1－9） 3． 土的含水量是土中水的质量与固体（土粒）的质量之比，由下式表示：100%wsm w m =⨯ （1－10） 含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
土的三相比例指标及换算关系推导
土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
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。
为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中的实际上处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－4所示的三相图。
在图1－4中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V 为土中空气的体积Va 、水的体积Vw 和土粒的体积Vs 之各；土样的质量m 为土中空气质量ma 、水的质量mw 和土粒的质量ms 之和；通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
图1－4 土的三相图三相比例指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标通过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1． 土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V ，质量为m ，则土的密度ρ可由下式表示：1ssat dγλγ=-3(/)m g cm V ρ= （1－8a ）土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm 3，一般土的密度为1.60～2.20g/cm 3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以区别于其他条件下的指标，如下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2． 土粒密度是干土料的质量与基体积之比，由下式表示：3(/)ss sm g cm V ρ=（1－9） 3． 土的含水量是土中水的质量与固体（土粒）的质量之比，由下式表示：100%wsm w m =⨯ （1－10） 含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
土力学：第一章3(三相比例计算)
土的密度试验——环刀法
试验主要设备: 环刀，天平，削土刀削土刀 试验步骤：开土、称重、计算
ρ = m1 − m2 V
m1 − 环刀加土样质量 (g)； m2－环刀质量 (g)； V－环刀的容积（ cm3 )
（2）土的含水率 w
——土中所含水分的质量mw与固体颗粒质量ms之比，是表征 土的干湿程度的一个重要参数
量值一般为1.4~1.7 g/cm3。
（2）土的 饱和密度 和 饱和容重
ρ sat
=
ms + mw V
=
ms
+ Vv ρw V
( g / cm3)
ρw = 1g / cm3
γ sat
= Ws + Ww V
= Ws
+ Vvγ w V
γ w = 10 kN/m3 (KN / m3)
土的饱和密度常见值为1.80~2.30 g/cm3。
−
m3
×
ρwt
（g/cm3)
* 要求进行两次平行试验,误差≯0.02g/cm3。取平均值
2. 特定条件下下的土的密度和容重
（1）干密度和干重度
ρd
=
ms V
( g / cm3)
γd
=
Ws V
γd = ρd ⋅ g (kN / m3)
干密度与土的固体颗粒成分和孔隙性有关，但对于某一种土而言，固体 颗粒成分一定，所以干密度反映了土的空隙的多少。
(2) 应从取土场开采多少土方？
(3) 碾压时应洒多少水？填土的孔隙比是多少？
【解】 解（1）
γ
=
γ wG(1+ ω ) 1+ e
= 10× 2.7 ×(1+ 0.15 ) 1+ 0.6