土的三相指标(课堂PPT)
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《土的三相比例指标》课件
土的三相比例指标的局限性和改进方 向
局限性
• 只能靠经验或实验确定某种土壤类型 或性质；
• 不同地区的土壤可能会产生误差； • 对于颗粒相含量的测量需要复杂而耗
时的实验工作。
改进方向
• 结合地下勘探技术，对土层情况进行 更精准而详细的分析；
• 采用更先进、更精密的实验手段进行 测算；
• 借助企业和大数据等资源，开展综合 性研究。
从土样中提取有机质 后，重量与土样重量 之比。
土的三相比例指标的应用领域
农业领域
有助于选择适合各类作物生 长的土壤，并为土层分析和土质评 估，更好地确定建筑基础的 设计方案。
环境领域
可以用于评估土壤污染和土 地退化的程度，进而采取相 应的治理措施。
土的三相比例指标的意义与价值
《土的三相比例指标》 PPT课件
有关土质分析的PPT，涵盖了土的三相比例、计算方法、应用领域和局限性， 帮助您理解土壤组成，以及如何根据不同的土地选择对应的作物进行种植。
什么是土的三相比例指标
矿物质成分
占比最大的成分，如粘 土、砂粒、岩屑等。
有机质成分
包括枯枝落叶、动植物 遗体等，占比较小。
孔隙空气和孔隙水 成分
总结与展望
《土的三相比例指标》是一种直观系统的表征方法，为科学使用土地和保护土地资源提供了根本 性的基础支持；未来，这一分析手段将越来越被人们重视和运用。
对土壤透气性、通水性 等性质有影响。
土的三相比例指标的定义
1
三相
指土壤由颗粒（矿物质）相、孔隙相和有机质相三部分构成。
2
比例
指三相在土壤中所占的比例。
3
指标
用于描述和分析土壤的成分和特性。
土的三相比例指标的计算方法
清华大学版土力学(课堂PPT)
u(tz )4 ,πp i 1si n m 2πH π ex p m 2 π 4 2 T v m＝1，3，5，7······
Tv
Cv H2
t
时间因数
反映孔隙水压力的消散程度－固结程度
固结度
固结度
0.0 0.2 0.4
1
0.6 0.8 1.0
0.001
2
3 透水边界
渗 流
不透水边界
孔压系数
土体在不排水和不排气条件下，由外荷载 引起的孔隙压力增量与应力增最的比值。
固结过程孔压系数的变化
外荷载 附加应力σz
土骨架：有效应力
孔隙水：孔隙水压力
应力历史
土在其形成的地质年代中所经受的应力变 化情况称为应力历史。
土的压缩性的地基沉降计算
固结
饱和土压缩的全过程叫做土的固结
土的固结状态
土力学重点知识点
土的三相性
土的物理性质指标
1）土的密度、重度 2）土粒的比重 3）土的饱和度 4）土的含水量 5）土的孔隙比和空隙率
土的结构与构造
（1）单粒结构；（2）蜂窝结构；（3）絮 状结构
（1）层状构造；（2）分散构造；（3）裂 隙构造（4）结核状构造
土的结构与构造
（1）单粒结构；（2）蜂窝结构；（3）絮 状结构
2
2
1f
450+/2
450+/2
c O 3
1f
图5-7 土的破裂面确定
挡土结构物上土压力
三种土压力的大小关系
静止土压力对应于图中A点，墙位移为0，墙后土体处于弹性 平衡状态 主动土压力对应于图中B点，墙向离开填土的方向位移，墙 后土体处于主动极限平衡状态 被动土压力对应于图中C点，墙向填土的方向位移，墙后土 体处于被动极限平衡状态
《土的三相组成》PPT课件
具有粘结力。
原生矿物
无粘性土
化学风化
矿物成 分改变
次生矿物
粘性土
生物风化
有机质
动植物活动引起的岩石和土体 粗颗粒的粒度或成分的变化
§1.1土的形成
• 岩石和土的粗颗粒受各种气候等物理因素
的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程
物
中因碰撞和摩擦而破碎
理
风
• 是颗粒大小发生量的变化
化
• 矿物成分与母岩相同，称原生矿物
第二章 土的三相组成
1
§2.1 土的形成与颗粒特征
一、土的形成
土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物
岩石 地球
风化 搬运、沉积
土 地球
形成过程 形成条件
影响 物理力学性质
风化作用分类
物理风化
矿物成 分未变
岩石和土的粗颗粒受各种气候因素 的影母响岩产表生面胀和缩碎而散发的生颗裂粒缝受,或环在境运 动过因程素中的因作碰用撞而和改摩变擦其而矿破物碎的。化 特点学：成只分改，变形颗成粒新的的大矿小物和。形状， 不改经变化矿学物风颗化粒生的成成的分土。为细粒土，
OH1铝离子Al3+
硅片简图
铝-氢氧八面体 铝片的结构
Al Al
11
铝片简图
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
依硅片和铝片组叠 形式的不同，可分 成如下三种类型：
高岭石 蒙特石 伊利石
1:1的两 2层:1的结三构 层结构
Si AAl l
Si AAll
高岭 石微钾数粒离层子
水分子
Al Si Al Si Si Al SAil Al Al
卵石（碎石）粒 60<d≤200
表
原生矿物
无粘性土
化学风化
矿物成 分改变
次生矿物
粘性土
生物风化
有机质
动植物活动引起的岩石和土体 粗颗粒的粒度或成分的变化
§1.1土的形成
• 岩石和土的粗颗粒受各种气候等物理因素
的影响产生胀缩而发生裂缝,或在运动过程
物
中因碰撞和摩擦而破碎
理
风
• 是颗粒大小发生量的变化
化
• 矿物成分与母岩相同，称原生矿物
第二章 土的三相组成
1
§2.1 土的形成与颗粒特征
一、土的形成
土是岩石经过风化后,在不同条件下形成的自然历史的产物
岩石 地球
风化 搬运、沉积
土 地球
形成过程 形成条件
影响 物理力学性质
风化作用分类
物理风化
矿物成 分未变
岩石和土的粗颗粒受各种气候因素 的影母响岩产表生面胀和缩碎而散发的生颗裂粒缝受,或环在境运 动过因程素中的因作碰用撞而和改摩变擦其而矿破物碎的。化 特点学：成只分改，变形颗成粒新的的大矿小物和。形状， 不改经变化矿学物风颗化粒生的成成的分土。为细粒土，
OH1铝离子Al3+
硅片简图
铝-氢氧八面体 铝片的结构
Al Al
11
铝片简图
§1.2 土的三相组成 – 固体颗粒
依硅片和铝片组叠 形式的不同，可分 成如下三种类型：
高岭石 蒙特石 伊利石
1:1的两 2层:1的结三构 层结构
Si AAl l
Si AAll
高岭 石微钾数粒离层子
水分子
Al Si Al Si Si Al SAil Al Al
卵石（碎石）粒 60<d≤200
表
《土的物理性质指标》PPT课件
● 熟练掌握粘性土的塑限、 液限、塑性指数、液性指 数等基本概念及其工程应用；
§2.3土的物理性质指标
2.3.1 土的三相比例指标
概述
土的物理性质直接反映土的轻重、松密、干湿、软硬 等物理状态，也间接反映土的工程性质。土的轻重 、松密、干湿、软硬程度主要取决于土的三相各自 在数量上所占的比例。
三相指标的定义
❖含水量：土中水的质量与土颗粒质量之比(百分数)
➢计算公式:
wmw/ms
➢测量方法: 烘干法、燃烧法
❖土粒比重(土颗粒相对密度): 土颗粒的质量与同体积
的4℃时的纯水的质量之比(无量纲)
➢计算公式: ds s / w
➢测量方法: 比重瓶法
B导出指标（6个）——根据直接指标换算
❖干 密 度：单位体积土样中土颗粒的质量
土的密度16
土的含水率
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。
2021/2/3
17
土的比重Gs
2021/2/3
18
个人观点供参考，欢迎讨论！
土的密度、含水量、土粒比重是通过试验测定 ，其他指标可由这三个指标换算得到。
孔隙比与孔隙率的关系
n Vv e V 1e
e n 1 n
2021/2/3
10
干密度与湿密度和含水率的关系
V md 1w dd1w
d
1 w
2021/2/3
11
孔隙比与比重和干密度的关系
d
ms V
s
1e
e dsw 1 d
14
例题
1：某原状土样，经实验测得三项基本指标 如下：天然密度ρ=1.67kg/m3，含水量 w=12.9% ，土粒相对密度 ds=2.67 求：孔隙比e、孔隙率n、和饱和度Sr 解题思路：利用三项基本指标结果采用指标 换算公式
§2.3土的物理性质指标
2.3.1 土的三相比例指标
概述
土的物理性质直接反映土的轻重、松密、干湿、软硬 等物理状态，也间接反映土的工程性质。土的轻重 、松密、干湿、软硬程度主要取决于土的三相各自 在数量上所占的比例。
三相指标的定义
❖含水量：土中水的质量与土颗粒质量之比(百分数)
➢计算公式:
wmw/ms
➢测量方法: 烘干法、燃烧法
❖土粒比重(土颗粒相对密度): 土颗粒的质量与同体积
的4℃时的纯水的质量之比(无量纲)
➢计算公式: ds s / w
➢测量方法: 比重瓶法
B导出指标（6个）——根据直接指标换算
❖干 密 度：单位体积土样中土颗粒的质量
土的密度16
土的含水率
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。
2021/2/3
17
土的比重Gs
2021/2/3
18
个人观点供参考，欢迎讨论！
土的密度、含水量、土粒比重是通过试验测定 ，其他指标可由这三个指标换算得到。
孔隙比与孔隙率的关系
n Vv e V 1e
e n 1 n
2021/2/3
10
干密度与湿密度和含水率的关系
V md 1w dd1w
d
1 w
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孔隙比与比重和干密度的关系
d
ms V
s
1e
e dsw 1 d
14
例题
1：某原状土样，经实验测得三项基本指标 如下：天然密度ρ=1.67kg/m3，含水量 w=12.9% ，土粒相对密度 ds=2.67 求：孔隙比e、孔隙率n、和饱和度Sr 解题思路：利用三项基本指标结果采用指标 换算公式
最新土的三相指标换算精品课件
11
第十一页，共13页。
一种(yī zhǒnɡ)记公式的
方法
Gs w (1 w)
1 e
G（s 1 1 e
w）
w
w Sre Gs
n e 1 e
12
第十二页，共13页。
ms Vs w g
V
ms Vv w Vv w Vs w g
V
(ms Vv w ) w (Vv Vs ) g
1
第一页，共13页。
§1 土的物理性质
推导(tuīdǎo)方 案一
ma=0
m
mw
§1.3 土的物理状态
一. 物理性质 (wùlǐ xìngzhì)指标
Air Water
VaLeabharlann VvVwVms
Solid
Vs
质量(zhìliàng)
体积
2
第二页，共13页。
Vs 1
e Vv Vs
Vv e
V Vs Vv 1 e
7
第七页，共13页。
§1 土的物理性质
三相(sān xiānɡ)草图
ma=0
mw wGs w
m Gs w 1 w
§1.3 土的物理状态
一. 物理性质 (wùlǐ xìngzhì) 指标
Air Water
Va
Vv e
Vw V 1 e
ms Gs w
Solid
Vs 1
质量(zhìliàng)
体积
8
第八页，共13页。
将上述质量和体积(tǐjī)填入三相草图， 由三项指标的定义，可推导得：
m Gs w (1 w)
V
1 e
Gs w s
1 w 1e 1e
d
第十一页，共13页。
一种(yī zhǒnɡ)记公式的
方法
Gs w (1 w)
1 e
G（s 1 1 e
w）
w
w Sre Gs
n e 1 e
12
第十二页，共13页。
ms Vs w g
V
ms Vv w Vv w Vs w g
V
(ms Vv w ) w (Vv Vs ) g
1
第一页，共13页。
§1 土的物理性质
推导(tuīdǎo)方 案一
ma=0
m
mw
§1.3 土的物理状态
一. 物理性质 (wùlǐ xìngzhì)指标
Air Water
VaLeabharlann VvVwVms
Solid
Vs
质量(zhìliàng)
体积
2
第二页，共13页。
Vs 1
e Vv Vs
Vv e
V Vs Vv 1 e
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第七页，共13页。
§1 土的物理性质
三相(sān xiānɡ)草图
ma=0
mw wGs w
m Gs w 1 w
§1.3 土的物理状态
一. 物理性质 (wùlǐ xìngzhì) 指标
Air Water
Va
Vv e
Vw V 1 e
ms Gs w
Solid
Vs 1
质量(zhìliàng)
体积
8
第八页，共13页。
将上述质量和体积(tǐjī)填入三相草图， 由三项指标的定义，可推导得：
m Gs w (1 w)
V
1 e
Gs w s
1 w 1e 1e
d
土的三相指标换算课件
三相指标换算的应用
在工程设计中的应用
01
02
确定土的承载能力
优化结构设计
03 提高工程安全性
在施工质量控制中的应用
控制填土质量
Hale Waihona Puke 指导施工方法监测施工质量
在土的分类与鉴别中的应用
确定土的工程性 质
指导地基处理方法
提高土的利用效率
THANKS
土的液塑限
土的三相指标换算
含水量与密度的换算
含水量与密度是土的三相指标中的两个重要参数，它们之间存在一定的换算关系。
一般来说，随着含水量的增加，土的密度会逐渐减小。因此，可以根据土的含水量 计算其密度，反之亦然。
在实际工程中，含水量和密度是评价土的工程性质的重要指标，因此掌握它们的换 算方法对于工程设计和施工具有重要意义。
通过土的三相指标换算，可以更准确地了解土的性质和变化规律，为优化设计方 案、提高工程质量提供科学依据。
土的三相指标
土的含水量
土的密度
土的质量与其体积的比值，表示单位体积内的质量。
密度是评价土的物理性质的重要指标之一，它影响着土的承载能力和稳定性。一般来说，密度越高，土的强度和稳定性越好。 常见的测量方法有比重瓶法和灌砂法等。
土的三相指标换算课件
目录
• 土的三相指标 • 土的三相指标换算 • 三相指标换算的应用
引言
土的三相指标的定义 01 02
土的三相指标的重要性
土的三相指标的变化会影响土的力学 性质、渗透性、压缩性等，进而影响 土的稳定性、承载能力和变形特性。
土的三相指标的换算意义
在实际工程中，经常需要将土的三相指标进行换算，以解决不同指标之间的矛盾 和冲突，从而更好地指导工程设计和施工。
土的三相组成课件
0.075
0.005
0.002
粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称无粘性土。
细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称粘
性土。 固体颗粒 - 颗粒大小 15
1.
表 粒组 统称
格
粒组名称
粒径d范围（mm） 分析 方法
主要特征
法
巨 漂石（块石）粒 粒
d>200
直接 透水性很大，压缩性极小， 测定 颗粒间无粘结，无毛细性。
沉降 毛细上升高度大，微粘性。 原理 透水性极弱，压缩性变化
分
大，具粘性和可塑性。16
粒径级配
——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示
•确定方法 筛分法：适用于粗粒土 (>0.1 mm) 沉降分析法：适用于细粒土
(<0.1mm)， •表述方法 粒径级配累积曲线 常采用比重计法
筛分法
200g
P
10 5.0 10 2.0 16 1.0 18 0.5 24 0.25 22 0.1 38
粘土矿物
11
粘土矿 物的晶 格构造
9克蒙脱土的总 表面积大约与一
个足球场一样大
高岭石
伊利石
粒径
大
中
比表面积 10-20m2/g 80-100m2/g
胀缩性
小
中
渗透性
大
中
强度
大
中
压缩性
小
中
蒙脱石
小 800m2/g
大 小 小 大
三种粘性土矿物的形状特性
高岭石
伊利石
蒙脱石
1、固体矿物颗粒(固相) ② 颗粒级配
土的粒径级配累积曲线
100
90
80
70
0.005
0.002
粗粒土：以砾石和砂砾为主要组成的土，也称无粘性土。
细粒土：以粉粒、粘粒和胶粒为主要组成的土，也称粘
性土。 固体颗粒 - 颗粒大小 15
1.
表 粒组 统称
格
粒组名称
粒径d范围（mm） 分析 方法
主要特征
法
巨 漂石（块石）粒 粒
d>200
直接 透水性很大，压缩性极小， 测定 颗粒间无粘结，无毛细性。
沉降 毛细上升高度大，微粘性。 原理 透水性极弱，压缩性变化
分
大，具粘性和可塑性。16
粒径级配
——各粒组的相对含量，用质量百分数来表示
•确定方法 筛分法：适用于粗粒土 (>0.1 mm) 沉降分析法：适用于细粒土
(<0.1mm)， •表述方法 粒径级配累积曲线 常采用比重计法
筛分法
200g
P
10 5.0 10 2.0 16 1.0 18 0.5 24 0.25 22 0.1 38
粘土矿物
11
粘土矿 物的晶 格构造
9克蒙脱土的总 表面积大约与一
个足球场一样大
高岭石
伊利石
粒径
大
中
比表面积 10-20m2/g 80-100m2/g
胀缩性
小
中
渗透性
大
中
强度
大
中
压缩性
小
中
蒙脱石
小 800m2/g
大 小 小 大
三种粘性土矿物的形状特性
高岭石
伊利石
蒙脱石
1、固体矿物颗粒(固相) ② 颗粒级配
土的粒径级配累积曲线
100
90
80
70
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ms s
土粒
1
土的三项图
.
21
2.2.2 指标的转换
五 浮密度与比重和孔隙比的关系
' ms Vs w
V
孔隙
s w Gs 1 w
质量
1 e
1 e
ms s
土粒
体积
e 1+e
1
.
22
▪ 例题1：某原状土，测试得天然密度ρ=1.67g/cm3, 含水量w=12.9%，土粒比重Gs=2.67，求孔隙比e、 孔隙率n和饱和度Sr。
土的含水率：土中水的质量 与土粒的质量之比，以百分 数表示。
m w w 100%
m s
土的含水量常用烘干法测定。
.
图1 土的三相图
8
烘干法测含水量
.
9
一 试验直接测定指标
3. 土粒比重Gs
土粒比重：土粒质量与同体 积4℃时纯水的质量之比。无 量纲。
G
m s
＝s
s V
s w1
w1
土粒比重用比重瓶法测定。
.
图1 土的三相图
10
比重瓶法测土的比重Gs
.
11
二 描述孔隙体积相对含量的指标
1 土的孔隙比e
土的孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示。 e Vv Vs
2 土的孔隙率n 土的孔隙率：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。
n Vv 100% V
.
12
二 描述孔隙体积相对含量的指标
3 土的饱和度Sr 土的饱和度：土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百
分数表示。
Sr
Vw Vv
100%
.
13
三 特殊条件下的土的密度
1 土的干密度ρd
土的干密度：土单位体积中固体颗粒的质量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
ms V
.
图1 土的三相图
14
三 特殊条件下的土的密度
2 土的饱和密度ρsat
饱和密度：土孔隙充满水时的单位体积土的质量。
特殊条件下的土的密度 干密度、饱和密度、浮密度
密度与重度的关系
.
4
一 试验直接测定指标
1 土的密度ρ
土的密度：土单位体积的质 量，用ρ表示，g/cm3。
m V
图1 土的三相图
土的密度常用环刀法、灌砂、灌水法测定。
.
5
土的密度ρ
▪ 测定方法：环刀法
.
6
密度：环刀法
.
7
一 试验直接测定指标
2 土的含水率w
.
2
2.2 土的三相比例指标
▪ 三相图:描述土的三相组成 ▪ 定义土的物理性质指标。
总质量：m=ms+mw
总体积：V=Vs+Vv=Vs+Va+Vw 符号： s—soil v—void
图1 土的三相图
a—air w—water
.
3
直接测定指标（可在实验室内直接测定）： 密度、含水量、土粒比重
描述孔隙体积相对含量的指标 孔隙比、孔隙率、饱和度
体积
质量
mw ws ms s
孔隙 土粒
Vw
ws w
e
1
土的三项图
.
23
第2章 土的物理性质及分类
主要内容： 1 土的三相比例指标 2 粘性土的物理特性 3 无粘性土的密实度 4 土的分类
.
1
2.1 概述
▪ 土的定义：土是岩石风化的产物。 ▪ 地质学观点，土是无胶结或弱胶结的松散的松散
沉积体，或是三相组成的分散体。 ▪ 土质学观点，土是无粘性或有粘性的具有土骨架
孔隙特性的三相体。 ▪ 土的三相组成和比例关系影响土的物理性质。
19
2.2.2 指标的转换
三 孔隙比与比重和干密度的关系
d
ms s Gsw
V 1e 1e
孔隙
e Gsw 1
质量
d
ms s
土粒
体积
e 1+e
1
.
20
2.2.2 指标的转换
四 饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系
ws
Sr
Vw Vv
w
e
wGs e
质量
mw ws
体积
孔隙
Vw
ws w
e
ewsaG t s
satms V Vvw
.
图1 土的三相图
15
三 特殊条件下的土的密度
3 .土的浮密度ρ’
土的浮密度是在地下水位以下，土单位体积内的土粒质 量与同体积水质量之差。
'ms Vsw
V
.
图1 土的三相图
16
四 密度与重度的关系
▪ γ= ρg
▪ 其中：ρ为质量密度单位，g/cm3
▪
γ为重力密度单位，kN/m3
sa t d'
'
sat
d
.
17
2.2.2 指标的转换
一 孔隙比和孔隙率的关系
n Vv e V 1e
e n 1 n
体积
孔隙 土粒
e 1+e
1
.
18
2.2.2 指标的转换
二 干密度与湿密度和含水率的关系
V md 1w dd(1w )
d
1 w
质量
ma 0 mw wd
ms d
.
体积
空气
水
1
土粒