土的物理力学指标经验值
土力学实验指导书
实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、实验目的土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
在测定这三个基本指标后，可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法 1．土粒相对密度ds土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比，称为土粒比重（无量纲），亦称土粒相对密度，即式中 ρs ——土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm 3；ρw1——4℃时纯水的密度，等于1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下，土粒相对密度在数值上就等于土粒密度，11ds w ss w s V m ρρρ==但两者的含义不同。
土粒比重决定于土的矿物成分，一般无机矿物颗粒的比重为2.6～2.8；有机质为2.4～2.5；泥炭为1.5～1.8。
土粒（一般无机矿物颗粒）的比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
通常也可按经验数值选用，一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值2．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，用百分数表示，即%100⨯=swm m ω含水量w 是标志土含水程度（湿度）的一个重要物理指标。
天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。
从含水量的定义可知，实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。
所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。
先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。
计算公式为：%1000221⨯--=m m m m ω 式中： W ——含水量（%） m 1——盒加湿土质量（g ） m 2——盒加干土质量（g ）m 0——铝盒的质量（g ），按盒号查表可得，由实验室提供。
3．土的密度ρ土单位体积的质量称为土的密度，g/cm 3。
在天然含水量情况下的密度称为天然密度，即Vm =ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
土的经验参数(物理指标、压缩、变形模量、剪切强度)
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围，见表3-3-28。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
注：①平均比重采取：砂——2.66；粘砂土——2.70；砂粘土——2.71；粘土——2.74；②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者，当C u ＞5时应按表中所列值减少 。
C u为中间值时E 0 值按内插法确定；③对于地基稳定计算，采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
1060d d 32三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值，见表3-3-3-。
注：砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17四、粘性土剪强度参考值粘性土抗剪强度参考值，见表3-3-31。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17五、土的侧压力系数（ξ）和泊松比（u）参考值注：粘土I p＞17；粉质粘土10＜I p≤17；I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比，其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此，变形模量较弹性模量E小，通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定，一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值，是通过室内试验获取的参数。
两者的关系：对于软土E0近似等于Es；较硬土层，E0=βEs，β=2～8，土愈坚硬，倍数愈大。
岩土物理力学指标建议值表
21~22
500~600
/
75~87/
280~300
6000~8000
流纹岩
强风化
21~23
400~600
/
75~87//
150~210
4000~5000
中风化
22~24
600~800
/
/
220~250
6000~8000
片岩
强风化
20~21
300~500
/
/
150~210
3500~4500
中风化
/
/
250~300
6000~8000
大理岩
强风化
22~24
500~700
/
/
180~220
4000~5000
中风化
23~25
600~900
/
/
250~300
6000~8000
泥灰岩
强风化
20~21
300~400
/
/
140~200
3500~4500
中风化
21~22
400~600
/
/
200~230
4500~6000
岩土物理力学指标建议值表
岩土名称
重力密度r
地基承载力特征值fak(kpa)
粘聚力C
（kpa）
内摩擦角(°)
极限侧阻力标准值qsik(kpa)
极限端阻力标准值qpk(kpa)
粘性土
硬塑
17~19
180~200
20~40
20~30
80~90
/
可塑
15~17
140~170
10~30
土的经验参数
土的经验参数一、物理指标1.比重：土壤的比重是指单位体积土壤的质量与同体积纯水的质量之比，通常用干重比重和湿重比重表示。
2.含水量：土壤的含水量是指土壤中水分的质量与干重土壤质量之比，常用百分比表示。
3.孔隙度：土壤的孔隙度是指土壤中孔隙体积与总体积之比，常用百分比表示。
4.总容重：土壤的总容重是指单位体积土壤的质量，通常用干重表示。
5.粒径分布：土壤的粒径分布是指不同粒径组分在土壤中的含量分布状况。
二、压缩指标1.压缩系数：土壤的压缩系数是指单位压力下土壤体积变化的比例，通常用体积压缩系数和线性压缩系数表示。
2.压缩指数：土壤的压缩指数是指土壤在其中一固定压力下的压缩变化量与干重土壤质量之比，表示土壤的可压缩性。
3.压缩模量：土壤的压缩模量是指土壤在荷载作用下的压缩刚度，通常用单位应力下的压缩应变表示。
三、变形模量1.杨氏模量：土壤的杨氏模量是指土壤在单位应力下的应变、变形关系，反映土壤的刚度。
2.泊松比：土壤的泊松比是指土壤沿径向收缩时垂直于径向的应变与径向应变之比，反映土壤的可压缩性和变形能力。
3.弯曲模量：土壤的弯曲模量是指土壤在受弯曲荷载作用下的弯曲刚度，通常用单位应力下的弯曲应变表示。
1.内摩擦角：土壤的内摩擦角是指土壤在剪切状态下达到极限强度时，切线与水平方向之间的夹角，反映土壤抗剪性能。
2.剪切模量：土壤的剪切模量是指土壤在剪切应力作用下的应变、剪切关系，反映土壤的刚度。
以上是土的经验参数的主要内容，在土壤工程设计和分析中起到重要的作用。
不同类型的土壤具有不同的参数值，通过对土的经验参数的研究可以更好地了解土壤的物理和力学特性，为土壤工程设计提供依据。
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN使用说明：1、资料涉及各行各业；2、资料出处为黄底加粗字体的为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用；3、资料出处非黄底加粗字体的为引用资料，很多为老版本，参考用。
水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值1岩土的渗透性（1）渗透系数《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页土体的渗透系数值2《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页岩土体渗透性分级Lu：吕荣单位，是1MPa压力下，每米试段的平均压入流量。
以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页表F 岩土体渗透性分级3《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）109页附录F （2）单位吸水量各种构造岩的单位吸水量（ω值）上表可以看出：同一断层内，一般碎块岩强烈透水；压碎岩中等透水；断层角砾岩弱透水；糜棱岩和断层泥不透水或微透水。
摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 113页坝基（肩）防渗控制标准4注：透水率1Lu（吕荣）相当于单位吸水量0.01摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 118页。
（3）简易钻孔抽注水公式1）简易钻孔抽水公式根据水位恢复速度计算渗透系数公式1.57γ(h2-h1)K= ———————t (S1+S2)式中：γ---- 井的半径；h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值；h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值；S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离；H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。
《工程地质手册》第三版 927页2）简易钻孔注水公式当l/γ＜4时0.366Q 2lK= ———— lg ———Ls γ式中：K—渗透系数（m/d）；l---试验段或过滤器长度（m）；Q---稳定注水量（m3/d）；s---孔中水头高度（m）；γ---钻孔或过滤器半径（m）。
土的经验参数
有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围
原状土物理性质指标变化范围，见表3-3-28。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土 7＜I p≤17
二、土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。
注：①平均比重采取：砂——；粘砂土——；砂粘土——；粘土——；
②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u = = 3者，当C u ＞5时应按表中所列值减少 。
C u
为中间值时E 0 值按内插法确定；
③对于地基稳定计算，采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。
10
60d d 32
三、土的压缩模量一般范围值
土的压缩模量一般范围值，见表3-3-3-。
注：砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17
四、粘性土剪强度参考值
粘性土抗剪强度参考值，见表3-3-31。
注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17
五、土的侧压力系数（ξ）和泊松比（u）参考值
注：粘土I p＞17；粉质粘土10＜I p≤17；I p≤10
五、变形模量于压缩模量的关系
变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比，其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。
因此，变形模量较弹性模量E小，通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。
变形模量一般是通过现场载荷试验确定，一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。
压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值，是通过室内试验获取的参数。
两者的关系：对于软土E0近似等于Es；较硬土层，E0=βEs，β=2～8，土愈坚硬，倍数愈大。
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值
使用说明:1、资料涉及各行各业;2、资料出处为黄底加粗字体得为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用;3、资料出处非黄底加粗字体得为引用资料,很多为老版本,参考用。
水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值1岩土得渗透性(1)渗透系数《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页Lu:吕荣单位,就是1MPa压力下,每米试段得平均压入流量。
以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页(2)单位吸水量一般碎块岩强烈透水;压碎岩中等透水;断层角砾岩弱透水;糜棱岩与断层泥不透水或微透水。
摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版113页注:透水率1Lu(吕荣)相当于单位吸水量0、01摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版118页。
(3)简易钻孔抽注水公式1)简易钻孔抽水公式根据水位恢复速度计算渗透系数公式1、57γ(h2-h1)K= ———————t (S1+S2)式中:γ---- 井得半径;h1---- 抽水停止后t1时刻得水头值;h2---- 抽水停止后t2时刻得水头值;S1、S2---- t1或t2时刻从承压水得静止水位至恢复水位得距离;H---- 未抽水时承压水得水头值或潜水含水层厚度。
《工程地质手册》第三版927页2)简易钻孔注水公式当l/γ＜4时0、366Q 2lK= ———— lg ———Ls γ式中:K—渗透系数(m/d);l---试验段或过滤器长度(m);Q---稳定注水量(m3/d);s---孔中水头高度(m);γ---钻孔或过滤器半径(m)。
《工程地质手册》第三版936页(4)水力坡降0~3、0,即Ⅰ允= Ⅰ临/2、0~3、0。
摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年139页出口保护情况下地基允许渗流比降见上表。
摘自《堤防工程地质勘察与评价》水规总院李广诚司富安杜忠信等。
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值
(水利水电)部分常用岩土物理力学参数经验数值-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN使用说明：1、资料涉及各行各业；2、资料出处为黄底加粗字体的为最新版本内容。
可按规范适用范围选择使用；3、资料出处非黄底加粗字体的为引用资料，很多为老版本，参考用。
水利水电工程部分岩土物理力学参数经验数值1岩土的渗透性（1）渗透系数《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999 139~140页土体的渗透系数值2《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页岩土体渗透性分级Lu：吕荣单位，是1MPa压力下，每米试段的平均压入流量。
以L/min计摘自《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页表F 岩土体渗透性分级3《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）109页附录F （2）单位吸水量各种构造岩的单位吸水量（ω值）上表可以看出：同一断层内，一般碎块岩强烈透水；压碎岩中等透水；断层角砾岩弱透水；糜棱岩和断层泥不透水或微透水。
摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 113页坝基（肩）防渗控制标准4注：透水率1Lu（吕荣）相当于单位吸水量0.01摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版 118页。
（3）简易钻孔抽注水公式1）简易钻孔抽水公式根据水位恢复速度计算渗透系数公式1.57γ(h2-h1)K= ———————t (S1+S2)式中：γ---- 井的半径；h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值；h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值；S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离；H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。
《工程地质手册》第三版 927页2）简易钻孔注水公式当l/γ＜4时0.366Q 2lK= ———— lg ———Ls γ式中：K—渗透系数（m/d）；l---试验段或过滤器长度（m）；Q---稳定注水量（m3/d）；s---孔中水头高度（m）；γ---钻孔或过滤器半径（m）。