第二章 土的物理性質、水理性質和力學性質

1、精品課程《土質學與土力學》第二章安徽理工大學1第二章第二章土的物理性質、水理性質和力學性質土的物理性質、水理性質和力學性質本章學習要點:學習三相比例關系的計算(三相草圖、三個基本物理實驗、九個常用三相比例指標)、土的物理性質指標、水理性質指標和力學性質指標等內容，要求記住三相指標的定義式，熟練掌握三相指標的換算。學習粗粒土和細粒土壓實特性與壓實機理，擊實試驗與擊實功對壓實曲線的影響的壓實特性在分層壓實處理地基中的應用意義。第一節(jié)土的物理

2、性質土是土粒（固體相），水（液體相）和空氣（氣體相）三者所組成的；土的物理性質就是研究三相的質量與體積間的相互比例關系以及固、液兩相相互作用表現出來的性質。土的物理性質指標，可分為兩類：一類是必須通過試驗測定的，如含水量，密度和土粒比重；另一類是可以根據試驗測定的指標換算的；如孔隙比，孔隙率和飽和度等。土的基本物理性質土的三相圖（見教材P62圖）一、土粒密度(particledensity)土粒密度是指固體顆粒的質量ms與其體積Vs之比

3、；即土粒的單位體積質量：gcm3sssVm??土粒密度僅與組成土粒的礦物密度有關，而與土的孔隙大小和含水多少無關。實際上是土中各種礦物密度的加權平均值。砂土的土粒密度一般為：2.65gcm3左右粉質砂土的土粒密度一般為：2.68gcm3粉質粘土的土粒密度一般為：2.68~2.72gcm3粘土的土粒密度一般為：2.7~2.75gcm3土粒密度是實測指標。二、土的密度(soildensity)土的密度是指土的總質量m與總體積V之比，也即為土

4、的單位體積的質量。其中：V=VsVvm=msmw按孔隙中充水程度不同，有天然密度，干密度，飽和密度之分。1天然密度（濕密度）(density)天然狀態(tài)下土的密度稱天然密度，以下式表示：gcm3vswsVVmmVm?????土的密度取決于土粒的密度，孔隙體積的大小和孔隙中水的質量多少，它綜合反映了土的物質組成和結構特征。砂土一般是１.4gcm3粉質砂土及粉質粘土１.4gcm3精品課程《土質學與土力學》第二章安徽理工大學3室內測定：一般用“

5、洪干法”，先稱小塊原狀土樣的濕土質量，然后置于烘箱內維持100~105攝氏度烘至恒重，再稱干土質量，濕、干土質量之差與干土質量的比值就是土的含水量。天然狀態(tài)下土的含水率稱土的天然含水率。一般砂土天然含水率都不超過40%，以10~30%最為常見；一般粘土大多在10~80%之間，常見值20~50%。土的孔隙全部被普通液態(tài)水充滿時的含水率稱飽和含水率%100??swvsatmVw?水的密度又稱飽和水容度。w?飽和含水率又稱飽和水密度，它既反映

6、了水中孔隙充滿普通液態(tài)水時的含水特性，又反映了孔隙的大小。土的含水率又可分為體積含水率與引用體積含水率：體積含水率nw：為土中水的體積與體積之比。%100??VVnww引用體積含水率ew：為土中水的體積與土粒體積之比。%100??VVeww2飽和度（degreeofsaturation）定義為：土中孔隙水的體積與孔隙體積之比，以百分數表示，即：%100??vwrvvs或天然含水率與飽和含水率之比：%100??satrwws飽和度愈大，表