02土的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)

1、1第二章第二章土的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)土的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)土的物理性質(zhì)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(zhì)就是研究三相的質(zhì)量與體積間的相互比例關(guān)系以及固、液兩相相互作用表現(xiàn)出來的性質(zhì)。土的物理性質(zhì)指標(biāo)，可分為兩類：一類是必須通過試驗(yàn)測定的，如含水量，密度和土粒比重；另一類是可以根據(jù)試驗(yàn)測定的指標(biāo)換算的；如孔隙比，孔隙率和飽和度等。一、土的基本物理性質(zhì)土的三相圖（見教材P62

2、圖）（一）土粒密度(particledensity)土粒密度是指固體顆粒的質(zhì)量ms與其體積Vs之比；即土粒的單位體積質(zhì)量：gcm3sssVm??土粒密度僅與組成土粒的礦物密度有關(guān)，而與土的孔隙大小和含水多少無關(guān)。實(shí)際上是土中各種礦物密度的加權(quán)平均值。砂土的土粒密度一般為：2.65gcm3左右粉質(zhì)砂土的土粒密度一般為：2.68gcm3粉質(zhì)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

3、是實(shí)測指標(biāo)。（二）土的密度(soildensity)土的密度是指土的總質(zhì)量m與總體積V之比，也即為土的單位體積的質(zhì)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(zhì)量多少，它綜合反映了土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征。砂土一般是１.4gc

4、m3粉質(zhì)砂土及粉質(zhì)粘土１.4gcm3粘土為１.4gcm3泥炭沼澤土：１.4gcm3土的密度可在室內(nèi)及野外現(xiàn)場直接測定。室內(nèi)一般采用“環(huán)刀法”測定，稱得環(huán)刀內(nèi)土樣質(zhì)量，求得環(huán)刀容積；兩者之比值。2干密度（drydensity）土的孔隙中完全沒有水時的密度，稱干密度；是指土單位體積中土粒的重量，即：固體顆粒的質(zhì)量與土的總體積之比值。3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

5、?飽和含水率又稱飽和水密度，它既反映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?jǐn)?shù)表示，即：%100??vwrvvs或天然含水率與飽和含水率之比：%1

6、00??satrwws飽和度愈大，表明土中孔隙中充水愈多，它在0~100%；干燥時Sr=0。孔隙全部為水充填時，Sr=100%。工程上Sr作為砂土濕度劃分的標(biāo)準(zhǔn)。Sr80%飽和的工程研究中，一般將Sr大于95%的天然粘性土視為完全飽和土；而砂土Sr大于80%時就認(rèn)為已達(dá)到飽和了。（四）土的孔隙性孔隙性指土中孔隙的大小，數(shù)量、形狀、性質(zhì)以及連通情況。1孔隙率（posity）與孔隙比(voidratio)孔隙率（n）：是土的孔隙體積與土體積