土的基本物理性质指标计算与换算.docx

土的基本物理性质指标计算与 换算1.1 土的物理性质指标计算1.1.1土的基本物理性质指标计算与换算1.1 土的物理性质指标计算M.1 土的基衣输理桂质指标计算与换算土由固体顆粒固栩h水｛液相）和空气（气相｝三部分组嗾，这T郵分之制的比 例关系随着周围条件的变化而变化，三著相互之间的不同比例，反映出上的不同物理状 峦*如干操、稍証或根舐«f实、稍曹或松議:：这些指标是最基忒的物理性质指标，对于 评佛上的密理办学和工程性啟’进冇土的工程分类具有很璽異的意丈°为了研丸土的勵理 性航 就要掌握土的三令俎成殊分之阖的比例关窕 表达这三那分之间关系的指鼠 称为 土的物理性质捋标士的三梧物质是混合分布的，为硏究阐述和计算方便，一般用图】-1所示三棚图表 示*把上的固体颗粒、水、空弋各自划份开来:：％休的质重出其他两部分质童小很多.一 股恕略不计图1-1 土的三相组成示意图1—土颗粒；2—水；3—空艺注 m— 土的总质董（m = m,+m.—土的固体颗粒的质量；叫——土申水的质量；mt 土中气体的质量* m^OjV——土的总体积（v= V,+ vw+ V；）；V,——土中固体颗粒的体积*v„ 土中水所占的体租；匕一土中空气所占的体积；V,——土中空隙的体积（V,- V.+ Vw｝„、土的质量密度和重力密度一、土的质■密度和X力密度1. 土的质量密度 _单位体积土的质量称为土的质量密度，简称土的密度，用符号P表示，其基本表达 式为：p =芋（t/n?） （1-1）式中V——土的总休积；m——土的总质量°土的密度亦可用以下换算公式计算：p - pd（l + s） （1-2）或 p = J （1£）式中pd——土的干密度（t/m3）;.w 土的含水量（％）;e——土的孔隙比；d6——土的相对密度；Sr——土的饱和度；0——蒸爛氷的密度，一般取pw = lt/m3o土的密度一般由试验方法（环力法）直接测定，即根据特制环刀所取的土重除以环刀 的容积即得。

土的密度随土的矿物成分、孔隙大小和水的含量而不屁，天然状态下的土的 密度一般为2. 土的重力密度单位休积土所受的重力称为土的重力密度，简称土的重度，用符号y表示，其基本 表达式为：7 = y （1-4）或 y = P 1 g （1-5）式中G——土的重力（重量）（kN）；V——土的休积；p—土的密度Ig——重力加速度，取g-lOm/^o因为 G=mgi y = ^ = p'g土的重度亦可用以下换算公式计算：(1-6)(1-7)ds{l + O.Olw）y = nr;血 + Srey= l + ee、込、w. £符号意义同前土的重度由试验方法测定后计算求得一般土的重度为16^20kN/m3o二、土粒相对密度（比重）(1-10(1-111-12)(1-131-14)-1 x 100土粒单位休积的质量与4V时蒸爐水的密度2.7-2.80s 砂土为2*65~2.69E、s y符号意义同前式中 V2.7-2.80;砂土为2.65-2.69=二、土粒相对密度（比重）用符号爲表不，其基本表达式为:土中固体颗粒的休积;土中固体颗粒的质量土粒相对密度，亦可用以下换算公式计算:土颗粒的密度;土粒的相对密度一般由试验方法（比重瓶法｝测定。

它是段有单位的，一般性粘土为三、土的含Vay『w符号意文同前土粒的相对密度一般由试验方法（比重瓶法）测定它是没有单位的，一般性粘土为土的含土中水的质量与颗粒质量之比（用飭表示），称为土的含水量，用符号蜜表示，其基本表达式为:土中固体颗粒的质量;土中水的质量土的含水量亦可用以下换算公式计算:式中yd——土的干重度;土的含水量由试验方法（烘干法）测定，根据烘干前后的重量差与烘干后土重之比,即可求得土的含水量砂土大致在0~40%间变化，粘性土在20%-100%间变化四、土的干密度和干重度式中 V——土的总悴积;⑴⑹(1'17(kN/m3)1-18(kN/m3)1-19)(1-20)(1-21)(1-22)1- 土的饱和费度1. 土的干密度1.8t/m3o2. 土的干重度四、土的干密度和干童度土的单位体积内颗粒的质量，称为土的干密度，用符号円表示・其基本表达式为:土的固体颗粒的质量"土的干密度亦可用以下换算公式计算:P＞比符号意义同前土的干密度通常由试验方法测定p、后，由计算求得一般土的干密度为1.3~土的单位体积内顆粒的重力称为土的干重度，用符号入表示，其基本表达式为:土的固体颗粒的重力（重量）符号意义同前。

土的干重度亦可用以下换算式计算:s盅符号意义同前土的干重度由试验方法直接测定一般土的干重度为13〜18kN/n?°五、土的饱和密度和饱和重度五、土的饱和密度和饱和萱度土的孔隙完全被水充满时土的密度称为土的饱和密度，用符号表示，其基本表达式中土中空隙的体积】符号意义同節土的饱和密度亦可用以下换算公式计算:Pau = Qd 十 j & (1-23)或 卩列=\ e ' P* (1-24)円、e＞吐、宀符号意义同前土的饱和密度，可由计算求得一般土的饱和密度为1.8-2,3t/m3o2. 土的饱和重度土中孔隙完全被水充满时土的重度称为土的饱和重度，用符号『迹表示，其基本表达(1-25)(1-26)⑴27)式为： y _ Gb + 叭.J 了 sal — ”式中 水的重度，为e.SlkN/m3,近似取yw = 10kN/mJ;V. G, 符号意义同前土的饱和重度亦可用以下换算公式计算：孑sat = Past * S或 • J他t、g、€、%符号意文同前土的饱和重度可由计算求得，一般土的饱和重度为18~28kN/m\六、土的有效重度六、土的有效直度在地下水位以下的土体，受到水的浮力作用时，土的重度称为土的有效重度，简称浮 重度,用链号表示，其基本表达式为：= /wt 7W = /wt - 7W (1-28)式中—土的砲和重度；/w 水的重度，近似取lOkN/m/土的有效重度亦可用以下换算公式计算：yf =⑺打严 (1-29)或 十=% 一 ； •旳.官 (1-30)Zw＞桝卩利符号意乂同前©土的有效重度由计算求得。

一般土的有效重度为8~13kN/m3o七、土的孔隙比(1-32)—1 或€ =(1-33)—1或(1-34)血孑科（1 + w）-式中 V七、土的孔隙比式中V8土中固体颗粒的体积;土中孔陳的休积土的孔隙比亦可用以下换算公式廿算:八、空隙率八、孔隙率符号意义同前土中孔隙体积与土的体积之比（用％表示），称为孔隙率，又称孔障度，用符号川表ZK,其基本表达式为:土的总体积;土中孔隙的体积土的孔隙率亦可用以下换算公式计算:土的孔隙率可由计算求猾© —般粘性土为30%~60%;砂土为2596-45%°九、饱和度九、徳和度(1-39)(1-40)(1-41)⑴42)土中水的体积与孔隙体积之比称为饱和度，用符号头表示，其基本表达式为: Sr =非 * 100%Y v式中v¥——土中孔隙的体积；Vv——土中水所占的体积土的饱和度亦可用以下换算公式计算：或 A警或—晋）吕=咚（卩丿“）总、如％ *尸卩小讯r p申、j°h 符号意义同前土的饱和度可由廿算求得，一般土为0-1.0^孔隙全部为水所充填$ = 1的土称为 饱和土；如土中不含水，即vw = o,则sr = o, 土为干土上述物理性质指标中,P、蜜和盅三个指标须通过试验测定，通常称为实验指标; 其他指标可由这三个指标换算计算得来，称为计算揭标。

例1-1]【例卜1】 工程地基经试验测定；原状土样的体积¥ = 70^\ 土的质量炳= 0.126kg, 土的固体颗粒的质量1043kg, 土的相对密度必= 2.68,试求土样的密 度、重度、干密度、干重度、含水量、孔隙比、饱和重度及有敷重度解】土的密度 p =器二•期石=0-0018kg/cm3 = 1.8t/m31.49 X 10 = 14.9kN/0.126-0.1043-1.8 x 10 = 18kN/m叫 -"巴翌=0.00149kg/cm3 = 1.49t/m-19.34kN/m土的重度土的干密度土的干重度土的含水量土的孔隙比土的饱和重度土的有效重度【例1一2】0.01934kg/cm3yw = 19.34 - 10 二 9.34kN/mJ【例「2】 住宅楼房心回填土夯实后的幣度p = 1.85t/m\含水量3 = 14.5%,设廿要求夯实后的干密度1.55t/m\试问此房心填土是否符合设计质量要求l»] 按式(116)得:干宙度因夯实后的宀大于要求的干密度1 ■ 55t/m\故符合设计质量要求°【例1-3】 写字楼基坑钻探取得原狀土样，经实测得土的天然密度z> = 1.70t/m\含水量^ = 13.0%, 土颗粒的相对密度^-2.68,试求土的孔隙比g和饱和度生。

解】 按式(卜32)算出孔隙比为;按式(1-40)算出饱和度为’1 = 2.68xlx(l+043)【例1T】 地下室基坑原状土祎由室内试验得土的天然重度y = 18.65kN/ti?, 土粒相对密度爲= 2.7几 天然含水量蹿= 28%,试求土的孔隙比、孔隙率、饱和度、饱和土重度、干土重度和有效重度解】孔隙比由换算公式(1 +W) 2.70X10 (1 + 0.28),"^5 1= 1= 0.853孔隙率卩日亠(1 + W).46.0%xlOO%- 118.652.70X10 (1 + 0.28〉」X100%0.8531 + 0.853X100%= 46.0%饱和度Sr=^x 100% =凭唸辽* 100% e 0*853= 88.6%饱和土重度(d^+e) 7W (2,7 + 0.853) X10J l + e ~ 1 + 0.853= 19.17kN/m5干土重度有效重度yA = ——— 18-65^ 14 57kN/n。