土的物理性质 课件.ppt
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1、1,第二章 土的物理性质 第一节 土的三相组成,土的三相组成是指土由固体颗粒、液体水和气体三部分组成。土中的固体矿物构成土的骨架,骨架之间贯穿着大量的孔隙,孔隙中充满着液体水和气体。,固相包括多种矿物成分组成土的骨架,骨架间的空隙为液相和气相填满,这些空隙是相互连通的,形成多孔介质; 液相主要是水(溶解有少量的可溶盐类); 气相主要是空气、水蒸气,有时还有沼气等。,2,土体三相比例不同,土的状态和工程性质也随之各异,例如: 固体+气体(液体=0)为干土,此时粘土呈坚硬状态, 砂土呈松散状态; 固体+液体+气体为湿土,此时粘土多为可塑状态; 固体+液体(气体=0)为饱和土,此时粉细砂或粉土遇强烈
2、地震,可能产生液化,而使工程遭受破坏;粘土地基受建筑物荷载作用发生沉降需几十年才能稳定。,3,第二节 土的基本物理性质,采用土的三相示意图,可使三相比例关系形象化和阐述方便。 土的三相比例关系是其物理性质的反映,但与其力学性质有内在联系. 固相成分的比例越高,其压缩性越小,抗剪强度越大,承载力越高。,一 土的三相指标,4,土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密,是评价土的工程性质的最基本的物理性质指标,也是工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。三相比例指标可分为两种,一种是试验指标(基本指标);另一种是换算指标。反映土的松密程度的指标
3、有:孔隙比e、孔隙率n;反映了土的含水程度的指标有:含水量、饱和度Sr;不同条件下土的密度有:天然密度、干密度d、饱和密度sat、浮密度。三项基本指标:密度、土粒密度(比重)ds、含水量,5,m土的总质量,g; ms土的固体颗粒质量,g;mw土中液体的质量,g; ma土中空气的质量,(ma=0); V土的总体积,cm3; Vs土中固体颗粒体积,cm3;Vw土中液体的体积,cm3; Va土中气体的体积,cm3。Vv土中孔隙的体积,cm3。,6,(一)、三相基本试验指标 土的密度、土粒密度(比重)、土的含水量三个指标可在实验室内直接测定,是实测指标,常称为土的三相基本试验指标。1.土的密度(天然密
4、度) 土的密度是指土的总质量与总体积之比,即单位体积土的质量,其单位是g/cm3,常见值为1.62.2g/cm3。,工程实际中,常将土的密度换算成土的重度(),重度等于密度乘以重力加速度g,其单位是kN/m3,即:,v,7,土的密度常用环刀法测定。2.土粒密度(土粒比重) 土粒密度是指固体颗粒的质量与其体积之比,即单位体积土粒的质量,其单位为g/cm3。,土粒密度也称土粒比重(ds),是指土的质量与4时同体积水的质量之比,其值与土粒密度相同,但没有单位,在用作土的三相指标计算时必须除以水的密度值才能平衡量纲。,8,土粒密度大小决定于土粒的矿物成分,与土的孔隙大小和含水多少无关,它的数值一般在2
5、.62.8g/cm3之间(见表2-1)。,土粒密度常用比重试验法测定。,9,3.土的含水量 土中所含水分的质量与固体颗粒质量之比,以百分数表示,又称土的含水率。,含水量通常以百分数表示,它是描述土的干湿程度的重要指标。 土的天然含水量变化范围很大,从干砂的含水量接近于零到蒙脱石的含水量可达百分之几百。含水量常用烘干法测定。,10,三、其它常用换算指标 除了上述三个试验指标之外,还有六个可以计算求得的指标,称为换算指标,包括:1.表示土中孔隙含量的常用指标 土中孔隙大小、形状、分布特征、连通情况与总体积等,称为土的孔隙性。其主要取决于土的颗粒级配与土粒排列的疏密程度。 实际上土的孔隙性指标一般反
6、映的是土中孔隙体积的相对含量,主要有孔隙度和孔隙比两个指标。(1)孔隙度孔隙度又称孔隙率,指土中孔隙总体积与土的总体积之比,用百分数表示。,11,土的孔隙度取决于土的结构状态,砂类土的孔隙度常小于粘性土的孔隙度。土的孔隙度一般为2752%。(2)孔隙比 孔隙比指土中孔隙总体积与土中固体颗粒总体积的比值,用小数表示。,土的孔隙比说明土的密实程度,按其大小可对砂土或粉土进行密实度分类。,12,如在岩土工勘察规范中,用天然孔隙比来确定粉土的密实度。e0.9为稍密的粉土。,(3)孔隙比与孔隙度的关系,2.表示土中含水程度的指标 表示土中水含量的指标除含水量外,还有饱和度:饱和度土孔隙中所含水的体积与土
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