土力学第二章课件.ppt

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1、第二章土的物理性质指标、击实特性与工程分类2.1土的物理性质指标土的物理状态土的物理状态粗粒土的松密程度粘性土的软硬状态土的物理性质指标(三相间的比例关系)表示影响力学特性土的物理性质指标可以用来表示土的物理状态，包括：粗粒土的松密程度和粘性土的软硬状态，从而影响了土的力学特性。2.1土的物理性质指标物理性质指标土的三个组成相的体积和质量上的比例关系密实程度干湿程度……特点:指标概念简单，数量很多要点：名称、概念或定义、符号、表达式、单位或量纲、常见值或范围、联系与区别基本方法:定义三相草图法§1.3土的物理状态–物理性质指标空气Air三相草图水Water固体Soli

2、dma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积§1.3土的物理状态–物理性质指标三相草图九个物理量:VVvVsVaVwmsmwmam物性指标是比例关系:可假设任一参数为1物理量关系:空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积三个独立变量，干土或饱和土二个独立变量其它指标：三相草图法计算实验室测定2.1土的物理性质指标基本物理性质试验为了确定三相草图诸量中的三个直接测量指标，通常进行三个基本的物理性质试验：土的密度试验土粒比重试验土的含水量试验2.1物理性质指标——直接测定指标定义：土单位体积的质量表达式：单位:kg/m3或g/cm3一般范围:1.60~2.2

3、0g/cm3土的密度空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积相关指标:土的重度=g单位:kN/m3工程上更常用,用于计算土的自重应力基本试验指标-土的密度密度：环刀法灌砂法灌水法定义：土粒的密度与4˚C时纯蒸馏水密度的比值表达式：单位:无量纲一般范围：粘性土2.70~2.75，砂土2.65土粒相对密度（比重）Gs基本试验指标-土粒比重=1.0g/cm3土粒的相对密度在数值上等于土粒的密度空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积2.1物理性质指标——直接测定指标土粒相对密度常用比重瓶法测定。事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量m1。然

4、后把质量为ms的烘干土装入该空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加土加水的质量m2。由前后质量差异，来计算土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。土粒相对密度Gs测定m1msv1vsm1msvs△m相对密度取决于土粒的矿物成分。砂：2.65~2.68黏土：2.70~2.75含有机质会明显减小基本试验指标-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：单位:无量纲一般范围：变化范围大注意:其实是含水比,量值可达到或超过100％土的含水量W空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积2.1物理性质指标——直接测定指标烘干法测定含水率常用的方法是烘干法，先称

5、出天然土的质量，然后放在烘箱中，在100℃～105℃常温下烘干，称得干土质量，按上式可算得。土壤湿度计可表示同一种土的松密，二者之间存在关系：表示土中孔隙含量的指标砂类土：28-35%粘性土：30-50%，有的可达60-70%孔隙比e：土中孔隙体积与固体颗粒体积之比,为无量纲孔隙率(孔隙度)n：土中孔隙体积与总体积之比,用百分数表示可用三相草图推出空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积2.1物理性质指标—其他（可推算）指标表示土中含水程度的指标对干土：Sr=0对饱和土：Sr=100%天然土介于二者之间含水量：饱和度：土中水的体积与孔隙体积的比值饱和度表示

6、孔隙中充满水的程度：空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积2.1物理性质指标—其他（可推算）指标表示土体密度和容重的指标干密度：土被烘干时的密度，干重度：天然密度天然重度饱和密度：土被饱和时的密度，饱和重度：浮重度：静水下的有效重度空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积2.1物理性质指标—其他（可推算）指标各种密度容重间的大小关系天然密度干密度饱和密度天然重度干重度饱和重度浮重度空气水固体ma=0mwmsm质量VaVwVsVvV体积2.1物理性质指标物理性质指标间的换算常用的土的物理指标共有九个。已知其中任意三个，通过换算可以求出其余的六

7、个。（一）孔隙比与孔隙率的关系设土体内土粒的体积为1，则e=Vv/Vs可知，孔隙的体积Vv为e，土体的体积V为（1＋e），于是有：三相示意图1n1-n（二）干密度与湿密度和含水率的关系设土体的体积V为1，ρd=ms/V，则土体内土粒的质量ms为ρd；由w=mw/ms得水的质量mw为wρd。于是，按定义可得：或（三）孔隙比与相对密度和干密度的关系设土体内土粒的体积为1，则按e=Vv/Vs，孔隙的体积vv为e；由Gs＝ms/Vs/ρw得土粒的质量ms为Gs。于是，按ρd的定义可得：整理得：（四）饱和度与含水率、比重和孔隙比得关系设土体内土粒的