第二章土的物理性质、水理性质和力学性质

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土力学第二章-土的物理性质指标

直接测定指标-2
• 土颗粒的容重：指土颗粒的重量与土颗粒的体积之比。 Ws s ( KN / m 3 ) Vs • 土颗粒的密度：指土颗粒的质量与土颗粒的体积之比
ms s ( g / cm3 ) Vs • 土颗粒的密度与比重的关系：土颗粒的密度在数值上等于土颗粒的比重，一般不需直接测定。 s Gs • 土颗粒的容重和密度的关系： s 9.81 s
间接测定指标-1
• 孔隙比：反映土体孔隙的多少。等于土体中孔隙的体积与土颗粒的体积之比。它是一个相对指标。
• 孔隙率：反映土体孔隙的多少。等于土体中孔隙的体积与整个土体的体积之比。它是一个绝对指标。
Vv e Vs
Vv n (%) V
间接测定指标-2
• 土体的饱和度：反映土体含水的多少，等于土体孔隙中水的体积与孔隙的体积之比 V Sr (%) Vv • 干土的饱和度为0，饱和土的饱和度为100%，一般土的饱和度介于0-100%之间。 • 理论上，饱和土的饱和度为100%，但因土体中存在封闭孔隙，实际饱和度达到80%的土就称为饱和土。
直接测定指标-1
• 土颗粒比重：指土体在105º -110º C的温度下烘至恒量时的重量或质量与土颗粒同体积的4º C时蒸馏水的重量或质量之比。 ms Ws Gs Gs Vs Vs
水的容重=9.81KN/m3，水的密度=1g/cm3 土颗粒的比重与土体中的水和气体无关土颗粒比重一般介于2.65-2.75之间 • 测定方法：比重瓶法、浮称法、虹吸筒法
换算指标
• 换算指标：指在土的10个物理性质指标中，只要知道其中的几个指标，其余的指标都可以通过指标的基本概念换算出来。 • 技巧：如问题没有具体给定土体的体积、重量或质量，在计算过程中可任意假定一体积或重量或质量为单位值，可使计算过程简化，而不影响计算结果。但注意每次只能假定一个为单位值。

第二章土的工程性质及分类

For personal use only in study and research; not for commercial use第二章土的性质及工程分类土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。

土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。

由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。

土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。

本章主要介绍土的组成及土的结构土的物理性质指标无粘性土的密实度粘性土的物理特性土的渗透性及渗流土的动力特性地基(岩)土的工程分类2.1概述土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。

在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。

2.2土的三相组成及土的结构2.2.1 土的组成一、土的固体颗粒土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。

2.2.1.1土的矿物成分矿物成分分为原生矿物、次生矿物2.2.1.2土粒粒组自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。

土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质也相应地发生变化。

例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。

因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。

目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形）土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。

如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。

土力学第2章 (1)

整理得：
e
Gs w
d
1
16
（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比得关系设土体内土粒的体积为1，则按e=Vv/V得体积vv=e；由ρs ＝ ms / Vs得土粒的质量ms=ρs。按w= mw / ms ，水得质量mw=wρs，则水得体积 vw= mw / ρw =wρs/ρw。于是，Sr定义可得：
塑限（Wp）——从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率，也就是可塑状态的下限含水率；缩限（Ws）——从半固体状态转变为固体状态的界限含水率，亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不变时的含水率。
31
2.液、塑限的测定测定塑限的方法：搓滚法和液、塑限联合测定法。测定液限的方法：碟式仪法和液、塑限联合测定法。液、塑限联合测定法：塑限－5秒入土2mm时的含水率10mm 液限－ 5秒入土10mm时的含水率17mm 液限－ 5秒入土17mm时的含水率
I p wL wp
塑性指数越高，结合水含量可能高，土的粘粒含量越高。
工程中:用塑性指数IP作为粘性土与粉土定名的标准。
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2.液性指数
第一章土的物理性质指标与工程分类
IL w wp wL w p w wp Ip
粘性土的状态可用液性指数来判别。定义为：
式中：IL——液性指数，以小数表示；
沈阳建筑大学
土力学
第2章土的物理性质及分类
主讲教师: 王宁伟
2.1
概述
• 土是由固体、液体、气体三相所组成。三相组成部分的性质与数量以及它们之间的相互作用，决定着土的物理力学性质。 • 土中的孔隙体积大，土就松散；含水多，土就软弱。也就是说土的松密和软硬程度主要取决于组成土体的三相之间在数量上所占有的比例，因此土力学中采用三相之间在体积和质量上的比例关系，作为反映土的物理性质的指标。

大学土管知识点总结大全

大学土管知识点总结大全第一章：土壤学基础知识1.1 土壤的定义与分类土壤是地球表面最上层由岩石颗粒、有机质、水和空气所组成的，支持生物生长的物质。

土壤根据其形成过程、化学性质、物理性质和生物性质可以分为多种类型，常见的有砂土、壤土、粘土、沙壤土等。

1.2 土壤的物理性质土壤的物理性质主要包括土壤颗粒的大小和形状、土壤的密度、孔隙度等。

这些性质对土壤的渗透性、通气性、保水性等有一定的影响。

1.3 土壤的化学性质土壤的化学性质包括土壤的酸碱度、土壤中的养分含量等。

这些性质对于土壤的肥力、养分供应等有着重要的作用。

1.4 土壤的生物性质土壤的生物性质主要指土壤中的微生物、腐解生物等。

这些微生物能够分解有机物、促进土壤的肥力等，对土壤的生态系统有着重要的作用。

第二章：土壤与植物2.1 土壤对植物的影响土壤中的养分、水分、氧气等对植物的生长有着直接的影响。

不同类型的土壤对植物的影响也有所不同，需要根据具体情况进行合理的土壤处理和管理。

2.2 土壤养分的供给土壤中的养分对于植物的生长发育至关重要。

常见的养分包括氮、磷、钾等，需要通过施肥等方式来进行补充。

2.3 土壤中的微生物土壤中的微生物对于植物的生长发育有着积极的影响。

它们可以分解有机物，促进植物的吸收养分等。

第三章：土壤改良与施肥技术3.1 土壤改良土壤改良是通过改变土壤的物理性质、化学性质、生物性质等，来提高土壤的肥力、改善土壤的透气性、保水性等。

通常采用的方法有耕作、施肥、植被覆盖等。

3.2 施肥技术施肥是为了保证植物充分获得所需的养分而对土壤进行的一种活动。

施肥的方式有化肥施用、有机肥施用等，需要结合实际情况进行选择。

第四章：土壤保护与治理4.1 土壤侵蚀土壤侵蚀是指风、水、人类等因素对土壤进行的剥蚀、冲刷等，导致土壤流失的过程。

土壤侵蚀对于土地的生产力有着严重的影响，需要采取措施加以防治。

4.2 土壤污染土壤污染是指土壤中出现的有毒物质，对土壤环境和人类健康带来危害的情况。

土力学第2版第二章土的物理性质及分类

环刀法
环刀的容积V=60cm3；环刀的质量m1；环刀和土的质量m2；
土的密度: m2 m1
V
2.2.2 指标的定义
土力学
2.特殊条件下土的密度
质量m
体积V
Vw Va Vv
气
mw
水
m
ms
土粒
Vs V
（1）干密度ρd ：单位体积中固
体颗粒部分的质量（紧密程度）
d
ms V
（2）饱和密度ρsat ：土体中孔（3）浮密度ρ ：在地下水位
出合适的名称，可以概略评价土的工程性质。
第2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
土力学
2.2 土的三相比例指标
2.2.1 土的三相比例关系图 2.2.2 指标的定义 2.2.3 指标的换算
土力学
2.2.1 土的三相比例关系图
土力学
质量m
气
mw —土中水质量
mw
水
m
ms —土粒质量
ms
土粒
Vs V
Vw Va Vv
体积V
Va —土中气体积 Vw —土中水体积
Vs —土粒体积
m ms mw
Vv Vw Va
（土的总质量）
（土中孔隙体积）
V Vs Vw Va
（土的总体积）
2.2 土的三相比例指标
ds
ms
Vs 1
s 1
测定方法：比重瓶法
ρs—土粒密度，单位体积土粒质量 ρw1 —纯水在40C时的密度，1g/cm3
土粒相对密度变化范围不大：一般，砂类土2.65～2.69；粉性土

土力学第2章

常用的土的物理指标共有九个土的密度土粒相对密度土的含水量干密度饱和密度浮密度孔隙比
孔隙率
饱和度
2.2 物理性质指标间的换算
常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三个，通过换算可以求出其余的六个。
（一）孔隙比与孔隙率的关系
设土体内土粒的体积为1，则e=Vv/Vs可知，孔隙的体积Vv 为e，土体的体积V为（1＋e），于是有：
I w w
p L
p
塑性指数越高，吸着水含量可能高，土的粘粒含量越高。
2.液性指数
粘性土的状态可用液性指数来判别。
定义为：
IL
w wp wL wp

w wp Ip
式中：IL—液性指数，以小数表示； w—土的天然含水率。
液性指数表征了土的天然含水率与界限含水率之间的相对关系，表达了天然土所处的状态。
【例题】某一块试样在天然状态下的体积为60cm3 ，称得其质量为108g，将其烘干后称得质量为 96.43g，根据试验得到的土粒相对密度ds为2.7，试求试样的湿密度、干密度、饱和密度、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。
【解】（1）已知V＝60cm3，m=108g，
得 ρ=m ／ v=180 ／ 60=1.8g/cm3
塑限测定方法
搓滚法：调制均匀的湿图样，在毛玻璃上搓滚成3毫米直径的土条，若这个时刻恰好出现裂缝，就把土条的含水率定为塑限液塑限联合测定法：取代表性试样，加入不同数量的纯水，调制成三种不同稠度的试样，用电磁落锥测定圆锥在自重作用下经5秒后沉入试样的深度。以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标，在双对数纸上绘制关系曲线。入土深度2 毫米所对应的含水率为塑限。
粘性土
含水量

土力学和地基基础习题和答案解析第2章

第2章土的物理性质及分类（答案在最底端）一、简答题1.什么是土的物理性质指标？哪些是直接测定的指标？哪些是计算指标？1.【答】（1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。

（2）直接测定的指标：土的密度、含水量、相对密度d s；计算指标是：孔隙比e、孔隙率n、干密度d、饱和密度sat、有效密度’、饱和度S r2.甲土的含水量大于乙土，试问甲土的饱和度是否大于乙土？3.什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？4.塑性指数对地基土性质有何影响？5.什么是土的冻胀性？产生机理是什么？6.说明细粒土分类塑性图的优点。

7.按规范如何对建筑地基岩土进行分类？7. 【答】作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。

8.甲乙两土的天然重度和含水量相同，相对密度不同，饱和度哪个大？9.简述用孔隙比e、相对密实度D r判别砂土密实度的优缺点。

10.简述野外判别碎石土密实度方法？11.什么是土的灵敏度和触变性？试述在工程中的应用。

12.说明下图2-1中各图的横纵坐标，同时标出单位。

（a）级配曲线（b）击实曲线（c）塑性图图2-113.影响土压实性的主要因素什么？14.什么是最优含水量和最大干密度？15.为什么含水量<最优含水量op时，干密度d随增加而增大，>op时，d随增加而减小？16. 在填方压实工程中，土体是否能压实到完全饱和状态？为什么？（华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试）17.影响土击实效果的因素有哪些？18. 为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态，而用液性指数却能说明？（长安大学2007年硕士研究生入学考试）二、填空题1.粘性土中含水量不同，可分别处于、、、、四种不同的状态。

其界限含水量依次是、、。

2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法、、。

3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是、、。

2 土的性质及工程分类

3、已知含水量
mw w 0.1, ms mw 0.1m s
土粒
而 m w m s m 1.7 m s 1.55, m w 0.15
4、土粒密度
ms 而： s Vs ms 1.55 Vs 0.57 s 2.72
s 27.2 s 2.72 g 10
m V
土的质 3 （g/cm ）量
土的体积
g
(kN/m3)
测试方法：粘性土一般采用环刀法。
2、土的含水量
土中水的质量 mw 与固体（土粒）质量 ms 之比。
mw w 100 ％ ms
m湿－m干 w 100 ％ m干
含水量常用烘干法测定，它是描述土的干湿程度的重要指标。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。
6.7 --- 限定粒径中值粒径有效粒径 1.5
工程中常用不均匀系数Cu和曲率系数Cc来反映土颗粒级配的不均匀程度。
可见，不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态。
工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断：
① 对于级配连续的土：Cu>5，级配良好；反之，Cu<5，级配不良。
土的结构和构造
土的结构是指土粒单元的大小、形状、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。
土的结构
单粒结构蜂窝结构絮凝结构
1、单粒结构单粒结构是碎石土和砂土的结构特征。紧密状单粒结构的土，强度较大，压缩性较小，是较为良好的天然地基；而具有疏松单粒结构的土，其骨架不稳定，当受到振动或其他外力作用时，引起土体较大的变形，这种土层如未经处理一般不宜作为建筑物的地基。 2、蜂窝结构蜂窝状结构是以粉粒(0.075－0.005mm)为主的土的结构特征。可承担一般的水平静荷载。但当其承受较高水平荷载或动力荷载时，其结构将破坏，导致严重的地基沉降。 3、絮状结构絮状结构是粘土颗粒特有的结构特征。土的结构形成以后，当外界条件变化时，土的结构会发生变化。在取土试验或施工过程中都必须尽量减少对土的扰动，避免破坏土的原状结构。

第二章土的物理性质指标

w
液限wl
强结合水膜最大
出现相当数量自由水
§2.3 黏性土的物理特性
测定塑限的方法：搓滚法和液、塑限联合测定法
。测定液限的方法：
碟式仪法和液、塑限联合测定法
液、塑限联合测定法：塑限－5秒入土2mm时的含水率 17mm液限－ 5秒入土17mm时的含水率
圆锥体入土深度与含水量的关系
§2.3 黏性土的物理特性
§2.3 黏性土的物理特性
密实度稠度
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
土的物理状态指标
§2.3 黏性土的物理特性粘性土最主要的物理状态特征与含水量有关
粘性土含水量
较硬变软流动
§2.3 黏性土的物理特性
粘性土的状态转变过程
粘性16土~2：0k2N.7/2m~32.76 粉土：2.70~2.71 砂类13土~1：8k2N.6/5m~32.69
1280~%23~k6N0/%m3

d

e
sdd11(sd1s(1ewew1)w1w)
w
e
dds

(1
d (1w)ww)

1
V Vs Vw Va
天然容重 g
干密度：土被烘干时的密度，
d ms / V
干容重： d dg
饱和密度：土被饱和时的密度，
sat

ms
wVv V
饱和容重：sat satg
浮容重： sat w
表示土体密度和容重的指标
土的三相比例指标
Vs= ms ／ ρs=96.43 ／2.7＝35.7cm3 Vv=V－Vs=60－35.7＝24.3cm3 按式（1－10），于是 e= Vv ／ Vs＝24.3 ／35.7=0.68 （4）按式（1－11） n= Vv ／ V＝24.3 ／60=40.5％（5）根据ρw的定义 Vw = mw ／ρw=11.57 ／1＝11.57cm3 于是按式（1－12） St= Vw ／ Vv=11.57 ／24.3＝48％

土力学第二章：土的物理性质及工程分类全解

第2章土的物理性质及工程分类 2.2 土的三相组成
2.2.1土的固体颗粒
3.土的粒径级配巨粒(>200mm)
土颗粒
粗粒(0.075-200mm)
卵石或碎石颗粒 (20200mm)
圆砾或角砾颗粒 (2-20mm) 砂 (0.075-2mm)
细粒(<0.075mm)
粉粒(0.005-0.075mm)
第2章土的物理性质及工程分类
2.1.1土的生成
（1）物理风化 ①温差风化：由于温差变化，岩石在热胀冷缩过程中逐渐破碎的过程，常发生在温差较大的干旱气候地区。
2.1 土的生成与特性
第2章土的物理性质及工程分类
2.1.1土的生成
（1）物理风化 ② 冰劈作用：充填于岩石裂隙中的水结冰体积膨胀而使岩石裂解的过程。水结成冰时其体积可增大9.2％。冰体将对裂缝壁产生2000kg／cm2的巨大压力。
1.0 ,0.5, 0.25,
0.075
第2章土的物理性质及工程分类
2.2.1土的固体颗粒
3.土的粒径级配 (1) 筛分法：适用于0.075mm≤d≤60mm
2.2 土的三相组成
筛析机
第2章土的物理性质及工程分类
2.2.1土的固体颗粒
3.土的粒径级配 (2) 比重计法:适用于d＜0.075mm
粒径<0.25mm: 粒径<0.075mm:
1-155 0 0151 000 1% 0 500
1-15 5 0 015 100 3 0 04% 500
<2.0
<1.0
<0.5
<0.25
<0.075
90%
60%

土力学基本知识总结

土力学基本知识总结第一章、绪论我感觉绪论部分主要就是要掌握几个基本术语，如下：1、土：是自然历史的产物，是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体，形成过程是岩石经过分化、剥蚀、搬运、堆积。

2、地基：支承基础的土体或岩体，是受土木工程的地层。

3、基础：是墙、柱地面以下的延伸扩展部分，是将结构承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。

4、持力层：埋置基础，直接支持基础的土层。

5、下卧层：卧在持力层下的土层。

6、基础工程：地基与基础是建筑物的根本，统称基础工程。

第二章、土的性质及工程分类这一章主要介绍了土的三相组成,以及土的物理性质、力学性质、水理性质和工程性质。

我感觉重点部分主要是土的九个物理性质指标，以及无粘性土的密实度划分，和粘性土的物理特性，比如塑性指数、液性指数，地基土的工程分类等等。

一、土的三相组成1、土的三相组成固相固体颗粒液相土中水气相气体，土的三相数量比例决定了土的物理性质和状态。

2、三种主要的粘土矿物蒙脱石−−亲水性强，工程性质差伊利石−−其力学性质介于蒙脱石和高岭石之间高岭石−−水稳定性好，工程性质好3、土粒粒组粒度:土粒的大小。

粒组：大小、性质相近的土粒合并为一组。

界限粒径：划分粒组的分界尺寸。

4、土的颗粒级配：土中所含各粒组的相对含量，以土粒总重的百分数表示。

其反应的是土粒粗细搭配的程度。

一般用颗粒级配曲线来评定颗粒大小的均匀程度，曲线平缓则表示粒径大小相差悬殊，颗粒不均匀级配良好；相反，则表示级配不良。

主要通过两个系数来定量的反应级配的不均匀程度，不均匀系数C u和曲率系数C c。

5、土的级配判断方法：Cu=d60d10,C c=(d30)2d10×d60对于级配连续的土，C u>5,级配良好；C u<5,级配不良。

对于级配不连续的土，C u>5且C c=1~3时，级配良好；反之，则级配不良。

6、土的颗粒分析实验：用来确定土中各个粒组相对含量的方法，主要有筛分法和沉降分析法。

02土的物理性质、水理性质和力学性质

第二章土的物理性质、水理性质和力学性质第一节土的物理性质土是土粒（固体相），水（液体相）和空气（气体相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。

土的物理性质指标，可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水量，密度和土粒比重；另一类是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。

一、土的基本物理性质土的三相图（见教材P62图）（一）土粒密度(particle density)土粒密度是指固体颗粒的质量m s 与其体积Vs 之比；即土粒的单位体积质量：ss s V m =ρ g/cm 3 土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关，而与土的孔隙大小和含水多少无关。

实际上是土中各种矿物密度的加权平均值。

砂土的土粒密度一般为：2.65 g/cm 3左右粉质砂土的土粒密度一般为：2.68g/cm 3粉质粘土的土粒密度一般为：2.68~2.72g/cm 3粘土的土粒密度一般为：2.7-~2.75g/cm 3土粒密度是实测指标。

（二）土的密度(soil density)土的密度是指土的总质量m 与总体积V 之比，也即为土的单位体积的质量。

其中：V=Vs+Vv; m=m s +m w按孔隙中充水程度不同，有天然密度，干密度，饱和密度之分。

1．天然密度（湿密度）(density)天然状态下土的密度称天然密度，以下式表示：vs w s V V m m V m ++==ρ g/cm3 土的密度取决于土粒的密度，孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少，它综合反映了土的物质组成和结构特征。

砂土一般是１.4 g/cm3粉质砂土及粉质粘土１.4 g/cm3粘土为１.4 g/cm3泥炭沼泽土：１.4 g/cm3土的密度可在室内及野外现场直接测定。

室内一般采用“环刀法”测定，称得环刀内土样质量，求得环刀容积；两者之比值。

2．干密度（dry density ）土的孔隙中完全没有水时的密度，称干密度；是指土单位体积中土粒的重量，即：固体颗粒的质量与土的总体积之比值。

土物理性质水理性质和力学性质

第二章土的物理性质、水理性质和力学性质本章学习要点:学习三相比例关系的计算(三相草图、三个基本物理实验、九个常用三相比例指标>、土的物理性质指标、水理性质指标和力学性质指标等内容，要求记住三相指标的定义式，熟练掌握三相指标的换算。

学习粗粒土和细粒土压实特性与压实机理，击实实验与击实功对压实曲线的影响的压实特性在分层压实处理地基中的应用意义。

第一节土的物理性质土是土粒<固体相），水<液体相）和空气<气体相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。

土的物理性质指标，可分为两类：一类是必须通过实验测定的，如含水量，密度和土粒比重；另一类是可以根据实验测定的指标换算的；如孔隙比，孔隙率和饱和度等。

土的基本物理性质土的三相图<见教材P62图）一、土粒密度(particle density>土粒密度是指固体颗粒的质量m s与其体积Vs之比；即土粒的单位体积质量：g/cm3土粒密度仅与组成土粒的矿物密度有关，而与土的孔隙大小和含水多少无关。

实际上是土中各种矿物密度的加权平均值。

砂土的土粒密度一般为：2.65 g/cm3左右粉质砂土的土粒密度一般为：2.68g/cm3粉质粘土的土粒密度一般为：2.68~2.72g/cm3粘土的土粒密度一般为：2.7-~2.75g/cm3土粒密度是实测指标。

二、土的密度(soil density>土的密度是指土的总质量m与总体积V之比，也即为土的单位体积的质量。

其中：V=Vs+Vv。

m=m s+m w按孔隙中充水程度不同，有天然密度，干密度，饱和密度之分。

1．天然密度<湿密度）(density>天然状态下土的密度称天然密度，以下式表示：g/cm3土的密度取决于土粒的密度，孔隙体积的大小和孔隙中水的质量多少，它综合反映了土的物质组成和结构特征。

砂土一般是１.4 g/cm3粉质砂土及粉质粘土１.4 g/cm3粘土为１.4 g/cm3泥炭沼泽土：１.4 g/cm3土的密度可在室内及野外现场直接测定。

《土力学与地基基础》教案

《土力学与地基基础》教案第一章：土的性质与分类1.1 教学目标了解土的组成、物理性质、力学性质及其影响因素。

掌握土的分类方法及其工程意义。

1.2 教学内容土的组成与结构土的物理性质（密度、含水率、粒径分布等）土的力学性质（抗剪强度、压缩性、渗透性等）土的分类（按照粒径、塑性、有机质含量等）1.3 教学方法采用讲授法介绍土的性质与分类的基本概念。

利用图像、案例等方式展示土的组成与结构。

通过实验或现场考察，让学生亲手操作，加深对土的物理性质与力学性质的理解。

1.4 教学活动引入话题：土地与建筑物的基础关系。

讲授土的组成与结构，配合图像与案例。

学生实验：土的密度、含水率、粒径分布等测试。

小组讨论：土的分类方法及其在工程中的应用。

第二章：土的力学性质2.1 教学目标理解土的力学性质及其在土力学分析中的重要性。

学会应用土的抗剪强度、压缩性和渗透性等力学性质进行工程计算。

2.2 教学内容土的抗剪强度（抗剪断强度、抗剪摩尔圆）土的压缩性（压缩系数、压缩模量）土的渗透性（渗透系数、达西定律）2.3 教学方法采用讲解和案例分析相结合的方式，让学生理解土的力学性质。

利用实验数据，讲解土的抗剪强度、压缩性和渗透性的测定方法。

2.4 教学活动复习土的分类，引入土的力学性质的重要性。

讲解土的抗剪强度、压缩性和渗透性的基本概念。

学生实验：土的抗剪强度、压缩性和渗透性的测定。

案例分析：应用土的力学性质进行实际工程问题的计算。

第三章：土压力与支撑力3.1 教学目标理解土压力和支撑力的概念及其在工程中的应用。

学会计算静止土压力、主动土压力和被动土压力。

3.2 教学内容土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力）支撑力（挡土墙、地下墙、支护结构）3.3 教学方法采用讲授法，结合实例讲解土压力和支撑力的概念。

利用公式和计算实例，让学生掌握土压力和支撑力的计算方法。

3.4 教学活动引入土压力和支撑力的概念，讲解其在工程中的应用。

讲解静止土压力、主动土压力和被动土压力的计算方法。

工程地质学_第2章土的物理性质

质量 mass 体积 volume
ma(0) mw
A W S
Va Vw
Vv
V
ms
Vs
土的三相图 Three phase diagram
一、土的质量和重量
1、土粒的比重（specific gravity）土的固体颗粒的重 m 量与其相同体积的 4℃纯水的重量之比。
ma( 0) mw
A W S
孔隙率/孔隙度范围：粘性土和粉土:(30~60);砂土: (25~45)
3、砂土的相对密度Dr(relative density)
最紧密
天然
最松散
emin
d max
e
d
e增大
emax
d min
emax e Dr emax emin
d max ( d d min ) d ( d max d min )
液流状态
粘流状态
自由溶液
自由溶液
自由溶液
扩散层重叠
扩散层重叠自由溶液
粘塑状态
稠塑状态
扩散层重叠扩散层重叠扩散层重叠
扩散层重叠扩散层重叠浓缩扩散层及气体
半固体状态固定层及浓气体(扩散缩扩散层层开始浓缩) 气体
固体状态固定层重叠气体(扩散层很浓) 气体

Mitchell，1976：不管水的结构情况和粒间力如何，塑限是当土内表现出塑性性能时的含水范围的下限。也就是说，在塑限之上，土的变形可以没有体积变化或产生裂纹，以及将保持它的已有的变形形状。
（2）砂质黏土则位于区域（2）（3）含较多粉土和有机质的则位于（3）的范围之内（2）（3）
国家标准《土的分类标准》(GBJ145-90)中的塑性图