土的物理狀態(tài)指標(biāo)1

1、土的物理狀態(tài)指標(biāo) 土的物理指標(biāo)1.4.1 土的三相比例指標(biāo) 因?yàn)橥潦侨囿w系，不能用一個(gè)單一的指標(biāo)來說明三相間量的比例關(guān)系，需要若干個(gè)指標(biāo)來反映土中固體顆粒、水和空氣之間的量關(guān)系。在土力 學(xué)中，通常用三相草圖來表示土的三相組成圖 1 10為了確定土的三相比例指標(biāo)，需要通過試驗(yàn)室測定土的重力密度、含水量和土粒比重，有關(guān)實(shí)驗(yàn)方法參見土工試驗(yàn)規(guī)程，這里不予講述。得到這三個(gè)基本指標(biāo)圖 110土的三相草圖后，其它指標(biāo)就可通過三相草圖的關(guān)系得到。 （ 1 ）土的重度（ g ） 土的重度定義為土單位體積的重量，單位為（ kN/m 3 ）。其定義式為： （ 2 ）土粒比重（ d s ） 土粒比重定義為土粒的質(zhì)

2、量與同體積純蒸餾水在 4 時(shí)的質(zhì)量之比，其定義式為： 土粒的比重給出的是礦物組合體的密度，由于土中礦物成分相對(duì)比較穩(wěn)定，故土的比重一般變化不大（見表 1 3），且與常見礦物的比重接近（表 1 4 ）。 表 1 3 常見土的比重 土 名 土粒比重 砂 土 265269 砂質(zhì)粉土 270 粘質(zhì)粉土 271 粉質(zhì)粘土 2722.73 粘 土 274276 表 1 4 土中常見礦物的比重 礦 物 礦物密度 閃石英 283.4 黑云母 2731 方解石 27 石 英 265 長 石 2529 云 母 2829 白云母 2830 黃鐵礦 5051 輝 石 3136 伊利石 2.628 高嶺土 262.7

3、蒙托石 2428 綠泥石 2630 （ 3 ）土的含水量（ w ） 土的含水量定義為土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示。 （ 4 ）土的孔隙比（ e ） 孔隙比 e 指孔隙體積與固體顆粒實(shí)體體積之比，以小數(shù)表示，即： （ 5 ）孔隙率（ n ） 孔隙度 n 一 指孔隙體積與土總體積之比，用百分?jǐn)?shù)表示，亦即 孔隙比和孔隙度都是用以表示孔隙體積含量的概念。不難證明兩者之間可以用下式互換。 或 土的孔隙比或孔隙度都可用來表示同一種土的松、密程度。它隨土形成過程中所受的壓力、粒徑級(jí)配和顆粒排列的狀況而變化。一般說，粗粒土的孔隙度小，細(xì)粒土的孔隙度大。例如砂類土的孔隙度一般是 28 35 ；粘性土

4、的孔隙度有時(shí)可高達(dá) 60 70 。這種情況下，單位體積內(nèi)孔隙的體積比土顆粒的體積大很多。 （ 6 ）飽和度（ Sr ） 飽和度 土孔隙中水的體積與孔隙體積之比，以百分?jǐn)?shù)表示，即： 土可根據(jù)飽和度劃分為稍濕、很濕與飽和三種狀態(tài)，其劃分標(biāo)準(zhǔn)為： 稍濕 Sr 50 很濕 50 Sr 80% 飽和 Sr 80 （ 7 ）土的常用指標(biāo)的換算關(guān)系 除上述指標(biāo)外，工程中還遇到其他一些指標(biāo)，其換算關(guān)系見表 1 5 。表 1 5 常用指標(biāo)之間的換算關(guān)系 指標(biāo)名稱 換算公式 常見的數(shù)值范圍 干重度（ kN/m 3 ） 13 18 飽和重度（ kN/m 3） 18 23 浮重度或有效重度 8 13 孔隙比 砂土：

5、0.30.9 粘性土： 0.61.2 孔隙度 砂土： 25 45 粘性土： 30 60 飽和度 0 100 1.4.2 土的物理狀態(tài)指標(biāo) 所謂土的物理狀態(tài)，對(duì)于粗粒土來說，是指土的密實(shí)程度。對(duì)細(xì)粒土而言，則指土的軟硬程度或稱為土的稠度。 1 、無粘性土（粗粒土）的密實(shí)程度 無粘性土的密實(shí)度與其工程性質(zhì)有著密切的關(guān)系，呈密實(shí)狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)度較大，可作為良好的天然地基；呈松散狀態(tài)時(shí)，則是不良地基。對(duì)于同一種無粘性土，當(dāng)其孔隙比小于某一限度時(shí)，處于密實(shí)狀態(tài)，隨著孔隙比的增大，則處于中密、稍密直到松散狀態(tài)。無粘性土的這種特性，是因?yàn)樗哂械膯瘟＝Y(jié)構(gòu)決定的。 以下介紹與無粘性土的最大和最小孔隙比、相對(duì)密實(shí)

6、度等有關(guān)的密實(shí)度指標(biāo)。 無粘性土的最小孔隙比是最緊密狀態(tài)的孔隙比，用符號(hào) e min 表示；其最大孔隙比是土處于最疏松狀態(tài)時(shí)的孔隙比，用符號(hào) e max 表示。 e min 一般采用“振擊法 ” 測定； e max 一般用“松砂器法”測定。 對(duì)于不同的無粘性土，其 e min 與 e max 的測定值也是不同的， e max 與 e min 之差 ( 即孔隙比可能變化的范圍 ) 也是不一樣的。一般土粒粒徑較均勻的無粘性土，其 e max 與 e min 之差較?。粚?duì)不均勻的無粘性土，則其差值較大。 無粘性土的天然孔隙比 e 如果接近 e max ( 或 e min ) ，則該無粘性土處于天然疏松 ( 或密實(shí) ) 狀態(tài)，這可用無粘性土的相對(duì)密實(shí)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。 無粘性土的相對(duì)密實(shí)度以最大孔隙比 e max 與天然孔隙比 e 之差和最大孔隙比 e max 與最小孔隙比 e min 之差的比值 Dr 表示，即： 從上式可知，若無粘性土的天然孔隙比 e 接近于 e min ，即相對(duì)密實(shí)度 Dr 接近于 1 時(shí)，土呈密實(shí)狀態(tài)；當(dāng) e接近于 e max 時(shí)，即相對(duì)密實(shí)度 Dr 接近于 0 ，則呈松散狀態(tài)。根據(jù) Dr 值可把砂土的密實(shí)度狀態(tài)劃分為下列三種l Dr 0.67 密實(shí)的 0.67 Dr 0.3