土力学1-土的物理性质及分类ppt课件.ppt

第1章：土的组成和物理性质§1.2土的三相比例指标土的三相图为了确定三相草图诸量中的三个量，通常进行三个基本的物理性质试验：

土的密度试验ρ
土粒密度试验ρs
土的含水率试验w定义：单位体积土的质量
密度测定：环刀法定义：干土粒的质量与其
体积之比
表达式：

单位:kg/m3或g/cm3
一般范围：粘性土2.70~2.75，砂土2.658测定方法：比重瓶法定义：土中水的质量与土粒质量之比，用百分数表示
表达式：

单位:无量纲
一般范围：变化范围大测定法：烘干法1.2.2换算指标反映土单位体积重力的换算指标反映土的孔隙特征、含水程度的指标
土的孔隙比e和土的孔隙率n，都是反映土体密实度的重要物理性质指标；
e和n愈大，土愈疏松；反之，愈密实；
e＜0.6，土是密实的，压缩性小；
e＞1.0，土是疏松的，压缩性高；
土的饱和度反映土中孔隙被水充满的程度。
Sr=100%，土完全饱和；Sr=0，土完全干燥；
Sr≤50%，稍湿；50%<Sr≤80%,很湿；Sr>80%，饱和
1.2.3三相指标之间的换算关系土的三相比例换算公式【例题1】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比重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，则由式（1－4）得
ρ=m／v=108／60=1.8g/cm3
（2）已知ms=96.43g，则mw=m－ms=108－96.43=11.57g
按式（1－9），于是w=mw／ms＝11.57／96.43=12%
（3）已知ds=2.7，则
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％

(6)ρd=ms／v=96.43／60=1.61g/cm3
ρsat=ms+Vvρw／v=96.43+24.3×1/60=2.01g/cm3
ρ’=ms-Vsρw／v=96.43-35.7×1／60=1.01g/cm3
=ρsat-1=2.01-1=1.01g/cm3
解二：三个基本指标计算同前
（1）已知V＝60cm3，m=108g，则由式（1－4）得
ρ=m／v=108／60=1.8g/cm3
（2）已知ms=96.43g，则mw=m－ms=108－96.43=11.57g
按式（1－9），于是w=mw／ms＝11.57／96.43=12%
（3）ds=2.7已知。
在图示各个指标中，只有e未知。
根据密度指标定义：
ρ=m/v=ds(1+w)/(1+e)
得：e=ds(1+w)/ρ–1
=2.7×(1+0.12)/1.8–1=0.68

（4）利用三相比例指标图、各指标的定义进行解答。
n=e/(1+e)=0.68/(1+0.68)×100%=40.5%
St=wds/e=12%×2.7/0.68=48%

ρd=ds/(1+e)=2.7/(1+0.68)=1.61g/cm3
ρsat=(ds+e)/(1+e)=(2.7+0.68)/(1+0.68)=2.01g/cm3
ρ’=(ds-1)/(1+e)=(2.7-1)/(1+0.68)=1.01g/cm3

【例2】某土样经试验测得体积为100cm3，湿土质量为187g，烘干后，干土质量为167g。若土粒的相对密度Gs为2.66，求该土样的含水量ω、密度ρ、重度、干重度d、孔隙比e、饱和重度sat和有效重度25定义：土的结构是指土粒的大小、形状、互相
排列及联结的特征。1.单粒结构2.蜂窝状结构3.絮状结构30土的物理状态
粗粒土的松密程度
粘性土的软硬状态粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度，稠度是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的抵抗能力土的几种稠度状态：
流动状态——含水量很大时，土就成为泥浆，为粘滞性的液体；
塑性状态——含水量减少，粘滞流动的特点消失，显示出塑性；
半固体状态—含水量继续减少，土的可塑性逐渐消失，从可塑状态变为半固体状态；
固体状态——当含水量很小时，土的体积不再随着含水量的减小而减小了，称为固体状态。缩限1.4.3界限含水率的测定圆锥入土深度与含水量关系液限ωL

含水量相同的土，但塑限、液限不同，则土样所处的状态可能不同；
IL是表示天然含水量与界限含水量相对关系的指标IL=0～1，可塑状态，液性指数越大，表示土越软；
IL＞1，土处于