土的物理状态

一、组织教学

二、复习上一讲

土是三相体系：固相、液相和气相

1. 固体颗粒——构成土骨架，起决定性作用

粒径级配、矿物成分、颗粒形状

2. 土中水——重要影响

结合水（强结合水、弱结合水）、自由水（毛细水、重力

水）

3. 土中气体——次要作用

自由气体、封闭气体

三、讲授新课

§1-3 土的物理状态（土的三相比例指标）（一）概述

随着土的三相物质的质量和体积比例的不同，土的性质也随之不同。因此，土的各相性质、比例关系和相互作用决定土的物理力学性质。

土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为土的三相比例指标。土的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最基本的物理性质指标。

为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中实际上是处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如下图所示的三相图。

土的三相比例指标可分为两大类：一类是试验指标，另一类是换算指标。

（二）试验指标

通过试验测定的指标称为试验指标，有土的密度、土粒相对密

度和土的含水量。

1、土的密度 有时也称土的天然密度。

定义: 单位体积土的质量。 表达式：

单位: kg/m 3 或 g/cm 3

一般范围: 1.60 ～2.20 g/cm 3

土的密度试验：环刀法，就是采用一定体积环刀切取土样并称出土的质量，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。

相关指标：土的重度

定义：单位体积土所受的重力。 表达式：γ=ρ×g 单位: kN/m 3

2、土粒相对密度

定义: 土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4˚C 时的质量比值。 表达式：w

s s w s s V m G ρρ

ρ==

教学重、难点

a

w s w s V V V m m V m +++=

=

ρ

单位: 无量纲

一般范围: 粘性土 2.70 ～ 2.75 砂 土 2.65 ～ 2.69 土粒相对密度在数值上等于土粒的密度。

土粒相对密度试验：比重瓶法，基本原理就是利用称好质量的干土放入盛满水的比重瓶的前后质量差异，来计算土粒的体积，从而进一步计算出土粒的相对密度。

3、含水量

定义:土中水的质量与土粒质量之比,用百分数表示。 表达式：%100%100⨯-=⨯=

s

s

s w m m m m m w 土的含水量试验：烘干法，就是将试样放在温度能保持105～110℃的烘箱中，烘至恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值即为土的含水量。

（三）例题1-1

土样总质量为132.0g ，总体积为80.0cm 3,此土样烘干后质量为108.0g ，土粒相对密度为 2.65.试求此土样的含水量、土的密度和土的重度。

四、归纳小结

1、土的三相比例指标：土体的三个物质在体积和质量上的比例关系。

2、室内测定的三个基本物理性质指标 土的密度、土粒的比重、土的含水量

3、研究土的三相比例指标的方法是三相草图法。 （1）有助于直观理解三相比例指标的概念。

（2）用于求取三相比例指标，确定各指标间的关系。

五、布置作业