土的三相指标(课堂PPT)

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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
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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
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%
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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。
d
ms V
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图1 土的三相图
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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。
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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
.
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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
体积
质量
mw ws ms s
孔隙 土粒
Vw
ws w
e
1
土的三项图
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sa t d'
'
sat
d
.
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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
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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
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。
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图1 土的三相图
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烘干法测含水量
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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。
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
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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。
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图1 土的三相图
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比重瓶法测土的比重Gs
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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
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二 描述孔隙体积相对含量的指标
satms V Vvw
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图1 土的三相图
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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
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图1 土的三相图
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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
ms s
土粒
1
土的三项图
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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
பைடு நூலகம்
1 e
1 e
ms s
土粒
体积
e 1+e
1
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▪ 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。
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
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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。
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土的密度ρ
▪ 测定方法：环刀法
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密度：环刀法
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一 试验直接测定指标
2 土的含水率w