土力學 第2章 土的工程性質(zhì)及分類-上篇

1、 第二章第二章 土的工程性質(zhì)與分類土的工程性質(zhì)與分類本章內(nèi)容與本章內(nèi)容與工程地質(zhì)工程地質(zhì)所學內(nèi)容所學內(nèi)容相同相同土：土：（課本第（課本第1 1頁）頁） 是是巖石風化巖石風化的產(chǎn)物。的產(chǎn)物。 是由地殼表層不同成因的巖石在是由地殼表層不同成因的巖石在物理、化學、物理、化學、生物生物等等風化作用風化作用后經(jīng)搬運、沉積形成的后經(jīng)搬運、沉積形成的松散顆粒堆松散顆粒堆積物積物。物理、化學、生物物理、化學、生物等等風化作用風化作用詳見詳見課本第課本第5 5頁。頁。 第一節(jié)第一節(jié) 土的形成土的形成巖石巖石風化風化搬運搬運沉積沉積成巖作用成巖作用沉積巖沉積巖土土碎屑物碎屑物粗粗細細粉粉黏黏土層土層巖土巖漿巖沉積

2、巖巖變質(zhì)巖土碎石土砂土粉土黏性土粉質(zhì)黏土、黏土軟土 淤泥、淤泥質(zhì)土特殊土膨脹土濕陷性黃土紅黏土填土 素填土、雜填土、沖填土、壓實填土凍土土占地球表面的五分之一，是人類居住和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要用地；也是建筑物的主要用地。無黏性土土的基本特征：土的基本特征：巖石巖石連續(xù)介質(zhì)連續(xù)介質(zhì)礦物與礦物與膠結物膠結物土土非連續(xù)介質(zhì)非連續(xù)介質(zhì)巖屑顆粒巖屑顆粒不膠結不膠結受力受力易變形易變形壓縮性大、強度低、滲透性大壓縮性大、強度低、滲透性大土顆粒土顆粒承擔外力承擔外力土粒錯位、摩擦土粒錯位、摩擦抗剪強度抗剪強度土的分類新沉積土（Q4沉積、性質(zhì)差）老沉積土（Q3之前、性質(zhì)好）按沉積年代劃分按地質(zhì)成因劃分殘積土風化殘留

3、原地坡積土風化坍塌于坡下洪積土洪水沉積沖積土河流沉積湖積土湖泊沉積海積土海相沉積風積土風力作用沉積冰積土冰川作用沉積按顆粒級配和塑性指數(shù)劃分碎石土砂土粉土黏性土（課本第（課本第6-86-8頁）頁）土的沉積土的沉積1 1、殘積土和坡積土、殘積土和坡積土巖石風化巖石風化殘留原地殘留原地殘積物殘積物巖石風化巖石風化順坡移動順坡移動坡積物坡積物殘積土殘積土工程地質(zhì)性質(zhì)較好；工程地質(zhì)性質(zhì)較好；老坡積土老坡積土性質(zhì)較好，性質(zhì)較好，新坡積土新坡積土性質(zhì)差。性質(zhì)差。（課本第（課本第6-76-7頁）頁）2 2、風積土、風積土碎屑物碎屑物搬運搬運風力風力強強弱弱沉積沉積在干旱的氣候條件下，巖石的風化碎屑物被風吹揚

4、，搬運一段距離后，在有利的條件下堆積起來的一類土，最常見的是風成砂和風成黃土。（課本第（課本第7 7頁）頁）分選性分選性3 3、洪積土（洪積扇）、洪積土（洪積扇）山溝出口處山洪暴發(fā)攜帶碎屑物質(zhì)而形成洪積物洪積物粗粗細細層理層理不規(guī)則交錯層理強度強度高高低低（課本第（課本第7 7頁）頁）4 4、沖積土、沖積土河流流水作用河流流水作用沖積物粗粗細細水動力強度高高低低強強弱弱出山口出山口中游中游下游下游上游沉積碎上游沉積碎石土、砂土石土、砂土中游沉積粉中游沉積粉土、砂土土、砂土下游沉積黏下游沉積黏土土沖積物沖積物水動力水動力強度強度（課本第（課本第7 7頁）頁）5 5、海洋沉積物、海洋沉積物層理層理

5、基本水平或緩傾沉積物沉積物粗粗細細強度強度高高低低濱海沉積物主要由卵石、圓礫和砂組成，承載力較高。淺海沉積物主要由細粒砂土、黏性土、淤泥和生物化學沉積物組成，有層陸坡和深海沉積物主要是有機質(zhì)軟泥，成分均一。（課本第（課本第7 7頁）頁）6 6、湖泊沉積物、湖泊沉積物強度強度高高沉積物沉積物粗粗細細低低湖邊沉積物是湖浪沖蝕湖岸形成的碎屑物質(zhì)在湖邊沉積而形成的。近岸帶多為粗粒卵石、圓礫和砂土，遠岸帶則是細粒的砂土和黏性土。湖心沉積物是由河流攜帶的細小懸浮顆粒到達湖心后沉積形成，主要是黏土和淤泥，常夾有細砂、粉砂薄層，土的壓縮性高，強度低。沼澤土主要由半腐爛的植物殘體泥炭組成，含水量極高，承載力極低

6、，不宜作天然地基。（課本第（課本第8 8頁）頁）7 7、冰積土和冰水沉積土、冰積土和冰水沉積土沉積物沉積物以巨大塊石、碎石、砂、粉土和黏性土混合組成。棱角狀，無分選、無層理。由冰川或冰水挾帶搬運所形成的沉積物。分選性極差,石料占多數(shù)，冰水沉積物可有一定成層性、分選性。（課本第（課本第8 8頁）頁）土：土：是由是由固體固體土顆粒土顆粒( (固相固相) )、水水( (液相液相) )和和氣體氣體( (氣相、氣相、孔隙孔隙) )所組成的。所組成的。三相：三相：固相、液相、氣相固相、液相、氣相 第二節(jié)第二節(jié) 土的三相組成土的三相組成（課本第（課本第8 8頁）頁）（課本第（課本第8 8頁）頁）固體顆粒固體

7、顆粒構成構成土的骨架土的骨架，水和氣體為粒間孔隙，水和氣體為粒間孔隙的充填物。的充填物。土中孔隙全部被水充滿，稱為土中孔隙全部被水充滿，稱為飽和土飽和土；孔隙全部被氣體充滿，稱為孔隙全部被氣體充滿，稱為干土干土；孔隙同時有水和空氣時，稱為孔隙同時有水和空氣時，稱為非飽和土非飽和土。土的固體顆粒土的固體顆粒土的土的固體顆粒固體顆粒( (簡稱簡稱土粒土粒) )的大小和形狀、礦物成分及的大小和形狀、礦物成分及其組成情況是決定土的物理力學性質(zhì)的重要因素。其組成情況是決定土的物理力學性質(zhì)的重要因素。 土的土的粒徑粒徑即即顆粒大小顆粒大小。是劃分土的類別、名稱的重。是劃分土的類別、名稱的重要依據(jù)。要依據(jù)。

8、 20mm20mm2mm2mm0.075mm0.075mm0.005mm0.005mm巨粒巨粒粗粒粗粒砂粒砂粒粉粒粉粒黏粒黏粒粒徑粒徑透水性透水性大大小小塑性塑性無無有有黏性黏性無無有有強度強度高高低低變形變形難難易易（課本第（課本第8-98-9頁）頁） 將土中各種將土中各種不同粒徑不同粒徑的土粒，按適當?shù)牧椒秶?，分為的土粒，按適當?shù)牧椒秶譃槿舾扇舾闪＝M粒組，各個粒組隨著分界尺寸的不同而呈現(xiàn)出一定質(zhì)的，各個粒組隨著分界尺寸的不同而呈現(xiàn)出一定質(zhì)的變化。劃分粒組的變化。劃分粒組的分界粒徑分界粒徑稱為稱為界限粒徑界限粒徑。 土粒土粒粒組劃分粒組劃分及及名稱名稱見下表：見下表：（課本第（課本第

9、9 9頁）頁）黏性土黏性土非黏性土非黏性土漂石漂石 d200mmd200mm卵石卵石 d d為為2020200mm200mm圓礫圓礫 d d為為2 220mm20mm砂砂 d d為為0.0750.0752mm2mm粉粒粉粒象水泥粉，象水泥粉，黏粒黏粒象米漿。象米漿。土的顆粒級配土的顆粒級配土粒的大小及其組成情況土粒的大小及其組成情況通常以土中各個粒組的通常以土中各個粒組的相對含量相對含量( (即各粒組占即各粒組占土粒總量的土?？偭康陌俜謹?shù)百分數(shù)) )來表示，稱為土的來表示，稱為土的顆粒級配顆粒級配。顆粒分析試驗：顆粒分析試驗：篩分法篩分法（課本第（課本第9 9頁）頁）土的顆粒級配土的顆粒級配顆

10、粒分析試驗：顆粒分析試驗：篩分法篩分法；使用使用烘干烘干、分散分散樣樣適用粒徑適用粒徑0.075mm0.075mmd d60mm60mm的粗粒土的粗粒土, ,標準篩標準篩粗篩粗篩孔徑孔徑6060、4040、2020、1010、5 5、2mm2mm 細篩細篩孔徑孔徑2 2、1 1、0.50.5、0.250.25、0.075mm0.075mm（課本第（課本第9 9頁）頁）10105.05.02.02.01.01.00.50.50.250.250.10.10.0750.075200g200g1010161618182424222238387272100100909080807070606050504

11、0403030202010100 0小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)小于某粒徑之土質(zhì)量百分數(shù)P P（）（）10105.05.01.01.00.50.50.100.100.050.050.010.010.0050.0050.0010.001粒徑粒徑(mm)(mm)P P% %959587877878666655553636土的粒徑級配累積曲線土的粒徑級配累積曲線土的粒徑越大，需要土試樣越多。土的粒徑越大，需要土試樣越多。土的顆粒級配土的顆粒級配（課本第（課本第1010頁）頁）顆粒級配曲線顆粒級配曲線根據(jù)標準篩根據(jù)標準篩各篩顆粒重量各篩顆粒重量，計算出，計算出各級累各級累積重量的百分比積重量的百分比，繪制

12、如下圖所示的顆粒級配累積曲線。，繪制如下圖所示的顆粒級配累積曲線。橫坐標橫坐標（對數(shù)坐標）為土的（對數(shù)坐標）為土的粒徑粒徑d d（mmmm），），縱坐標縱坐標為小于某粒徑含量為小于某粒徑含量百分比百分比（% %）。）。（課本第（課本第1010頁）頁）顆粒級配曲線的顆粒級配曲線的用途用途： （課本第（課本第1010頁）頁）（1 1）由曲線的）由曲線的坡度坡度可判斷土的可判斷土的均勻程度均勻程度，確定其不均勻程，確定其不均勻程度：曲線度：曲線平緩平緩級配級配良好良好；曲線；曲線較陡較陡級配級配不良不良。（2 2）對粗粒土進行）對粗粒土進行分類分類（詳見（詳見課本第課本第1010頁頁）確確定定d60

13、、 d30、 d10的的粒粒徑徑（課本第（課本第1010頁）頁）不均勻系數(shù)：不均勻系數(shù)： 曲率系數(shù)：曲率系數(shù)：d d6060小于某粒徑的土粒含量為小于某粒徑的土粒含量為60%60%時相應的粒徑（時相應的粒徑（mmmm），），稱為稱為控制粒徑控制粒徑d d3030小于某粒徑的土粒含量為小于某粒徑的土粒含量為30%30%時相應的粒徑（時相應的粒徑（mmmm），），d d1010小于某粒徑的土粒含量為小于某粒徑的土粒含量為10%10%時相應的粒徑（時相應的粒徑（mmmm），），稱為稱為有效粒徑有效粒徑1060ddCu6010230dddCc（課本第（課本第1010頁）頁）不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)反映反映

14、大小不同大小不同粒組的粒組的分布情況分布情況。CuCu愈大愈大，土粒粒徑分布越廣，表示，土粒粒徑分布越廣，表示越不均勻越不均勻，顆粒，顆粒大小相差越懸殊大小相差越懸殊，土越，土越容易壓實容易壓實。 CuCu愈小，土粒粒徑分布越窄，表示越均勻，顆粒大愈小，土粒粒徑分布越窄，表示越均勻，顆粒大小小越接近，越接近，土越不易壓實。土越不易壓實。工程上，工程上，CuCu5 5的土為均勻土的土為均勻土( (級配不良土級配不良土) )； CuCu1010的土為的土為不均勻不均勻土土( (級配良好級配良好的土的土) )。 （課本第（課本第1111頁）頁）曲率系數(shù)曲率系數(shù)描述的是級配描述的是級配曲線曲線的整體的

15、整體形狀形狀。CcCc值為值為1 13 3的土的土級配良好級配良好，CcCc值小于值小于1 1或大于或大于3 3時級配不良。時級配不良。礫類土礫類土和和砂類土砂類土同時滿足同時滿足Cu5Cu5和和CcCc1 13 3兩個條兩個條件時，為件時，為級配良好級配良好的砂和礫。作為的砂和礫。作為填方填方工程的土料工程的土料時，則比較容易獲得較大的密實度。時，則比較容易獲得較大的密實度。不能同時滿足不能同時滿足上述條件的土，為上述條件的土，為級配不良級配不良的土。的土。 土中水土中水可以處于可以處于液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)，其三種狀態(tài)，其含量和性質(zhì)含量和性質(zhì)明顯地影響明顯地影響土的性質(zhì)。

16、當溫度土的性質(zhì)。當溫度0 0C C，形，形成凍土，其強度增大；但融化后強度急劇降低。氣態(tài)成凍土，其強度增大；但融化后強度急劇降低。氣態(tài)水對土的性質(zhì)影響不大。水對土的性質(zhì)影響不大。土中水分為土中水分為結合水結合水和和自由水自由水兩大類：兩大類：1 1、結合水結合水：在：在靜電引力靜電引力作用下，被作用下，被牢牢吸附牢牢吸附在土顆在土顆粒周圍，形成一層粒周圍，形成一層不能自由移動不能自由移動的水。的水。2 2、自由水自由水：是存在于土粒表面電場影響范圍：是存在于土粒表面電場影響范圍以外以外的的水。它的性質(zhì)和水。它的性質(zhì)和普通水普通水一樣，能傳遞靜水壓力。一樣，能傳遞靜水壓力。土的液相土的液相土中水

17、土中水（課本第（課本第1111頁）頁）其中，其中，結合水結合水分為分為強結合水強結合水和和弱結合水弱結合水兩種：兩種：強結合水強結合水：是指緊靠土粒表面的結合水。：是指緊靠土粒表面的結合水。弱結合水弱結合水：是指緊靠于強結合水的外圍形成的一層結合：是指緊靠于強結合水的外圍形成的一層結合水。水。結合水使土的顆?；ゲ唤佑|，便具有結合水使土的顆粒互不接觸，便具有滑移滑移的可能；的可能；同時又使顆粒間具有一定的同時又使顆粒間具有一定的聯(lián)結聯(lián)結強度，所以黏性土強度，所以黏性土又具有又具有黏性黏性和和可塑性可塑性。土的液相土的液相土中水土中水（課本第（課本第1111頁）頁）強結合水強結合水弱結合水弱結合水

18、自由水自由水按其移動所受作用力的不同，可以分為按其移動所受作用力的不同，可以分為重力水重力水和和毛細水毛細水。（1 1）重力水重力水：是在：是在重力重力或或壓力差壓力差作用下，能自由流動的作用下，能自由流動的自由水。自由水。一般指一般指地下水位以下地下水位以下的透水層中的的透水層中的地下水地下水，它對土粒有，它對土粒有浮力作用，直接影響土的應力狀態(tài)，因此，基坑（槽）浮力作用，直接影響土的應力狀態(tài)，因此，基坑（槽）開挖要采取開挖要采取降（排）水降（排）水措施，建筑物的地下室需要進行措施，建筑物的地下室需要進行防滲防滲處理。處理。（2 2）毛細水毛細水：是受到水與空氣交界面處：是受到水與空氣交界面

19、處表面張力表面張力作用的作用的自由水。自由水。存在于存在于地下水位以上地下水位以上的透水層中，對建筑物底層的的透水層中，對建筑物底層的防潮防潮有重要影響。土粒由于毛細水壓力互相有重要影響。土粒由于毛細水壓力互相靠近靠近而而壓緊壓緊，土，土因而具有微弱的黏聚力，稱為因而具有微弱的黏聚力，稱為毛細壓力毛細壓力。土的液相土的液相土中水土中水（課本第（課本第1111頁）頁）毛細壓力毛細壓力能使能使潮濕砂土潮濕砂土開挖一定高度，但開挖一定高度，但失水失水干燥后就會干燥后就會松散坍塌松散坍塌。土中氣體分土中氣體分自由氣體自由氣體和和封閉氣泡封閉氣泡兩種：兩種：自由氣體自由氣體是存在于土的孔隙中的氣體。是存

20、在于土的孔隙中的氣體。與大氣聯(lián)通與大氣聯(lián)通，在土受壓時較快逸出，對土的工程，在土受壓時較快逸出，對土的工程性質(zhì)性質(zhì)影響不大影響不大。封閉氣泡封閉氣泡在土受壓時可能被壓縮或溶解于水在土受壓時可能被壓縮或溶解于水中，增加土的中，增加土的彈性變形彈性變形，這類氣體對土的工程性，這類氣體對土的工程性質(zhì)質(zhì)影響較大影響較大。土的氣相土的氣相土中氣土中氣（課本第（課本第1212頁）頁）（課本第（課本第1212頁）頁）土的結構土的結構是指土粒單元的大小、形狀、互相排是指土粒單元的大小、形狀、互相排列及其聯(lián)結關系等因素形成的綜合特征。列及其聯(lián)結關系等因素形成的綜合特征。分為分為單粒結構單粒結構、蜂窩結構蜂窩結構

21、和和絮狀結構絮狀結構三種基本類型三種基本類型 砂土砂土和和碎石土碎石土 粉土粉土 黏土黏土 第三節(jié)第三節(jié) 土的結構和構造土的結構和構造（課本第（課本第1212頁）頁）密實密實的的單粒結構單粒結構的土較的土較穩(wěn)定穩(wěn)定，力學性能好，是良好，力學性能好，是良好的天然地基；的天然地基；蜂窩蜂窩和和絮狀絮狀結構的土強度低、壓縮性高，不可作為結構的土強度低、壓縮性高，不可作為天然地基。天然地基。 砂土砂土和和碎石土碎石土 粉土粉土 黏土黏土（課本第（課本第1313頁）頁）土的構造土的構造是指同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大是指同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小都相近的各部分之間的相互關系的特征。小都相近的各部分之

22、間的相互關系的特征。最主要特征：最主要特征：成層的成層的層理構造層理構造和具有裂隙的和具有裂隙的裂隙構造裂隙構造。層狀構造層狀構造透鏡體透鏡體層狀構造層狀構造透鏡體透鏡體尖滅尖滅（課本第（課本第1313頁）頁）選擇哪層土作持力層？選擇哪層土作持力層？清除表層清除表層土的物理性質(zhì)： 是土的三相的質(zhì)量與體積間的相互比例關系，以及固、液兩相相互作用所表現(xiàn)出來的性質(zhì)。土的物理性質(zhì)土的三相比例指標無黏性土的密實度黏性土的物理狀態(tài)特征 第四節(jié)第四節(jié) 土的物理性質(zhì)指標土的物理性質(zhì)指標（課本第（課本第1414頁）頁） 土的各組成部分的質(zhì)量和體積之間的土的各組成部分的質(zhì)量和體積之間的比例關系比例關系，能，能直接

23、直接反映土的狀態(tài)和物理力學性質(zhì)，反映土的狀態(tài)和物理力學性質(zhì)，間接間接反映土的工程反映土的工程特性。特性。 因此，需要對土的組成情況進行數(shù)量上的研究，這因此，需要對土的組成情況進行數(shù)量上的研究，這就需要進行就需要進行土工試驗土工試驗。（課本第（課本第1414頁）頁） 一、土的物理性質(zhì)指標（三相比例指標）一、土的物理性質(zhì)指標（三相比例指標） 土工試驗（鉆孔取巖芯）土工試驗（鉆孔取巖芯）XY-1鉆機鉆機 土工試驗（鉆孔取巖芯）土工試驗（鉆孔取巖芯）巖芯管巖芯管 土工試驗（巖芯）土工試驗（巖芯）表層表層巖芯巖芯鉆孔號鉆孔號深層深層巖芯巖芯 土工試驗（巖芯取樣）土工試驗（巖芯取樣） 土工試驗（實驗室）土

24、工試驗（實驗室）1 1、烘干法：測、烘干法：測含水率含水率 2 2、環(huán)刀法、灌砂法：測、環(huán)刀法、灌砂法：測密度密度 3 3、比重瓶法：測、比重瓶法：測土粒比重土粒比重 4 4、篩分法、密度計法：、篩分法、密度計法：顆粒分析顆粒分析試驗試驗5 5、平衡錐式液限儀法、液塑限聯(lián)合測定儀法：測界限、平衡錐式液限儀法、液塑限聯(lián)合測定儀法：測界限含水率（含水率（液限、塑限液限、塑限）6 6、擊實試驗：測、擊實試驗：測最優(yōu)含水率最優(yōu)含水率和和最大干密度最大干密度7 7、滲透試驗：測、滲透試驗：測滲透系數(shù)滲透系數(shù) 8 8、固結試驗：測土體固結性能（壓縮、固結）（、固結試驗：測土體固結性能（壓縮、固結）（有側有

25、側限抗壓強度限抗壓強度）（）（壓縮系數(shù)、壓縮模量壓縮系數(shù)、壓縮模量）9 9、直接剪切試驗：測、直接剪切試驗：測抗剪強度抗剪強度 （黏聚力、內(nèi)摩擦角黏聚力、內(nèi)摩擦角）1010、三軸剪切試驗：測、三軸剪切試驗：測抗剪強度抗剪強度 （黏聚力、內(nèi)摩擦角黏聚力、內(nèi)摩擦角） 土工試驗（試驗方法）土工試驗（試驗方法）（課本第（課本第1010章）章） 土工試驗（成果表）土工試驗（成果表）土的土的三相三相比例比例指標指標比重比重天然含水率天然含水率天然密度天然密度孔隙比孔隙比孔隙率孔隙率飽和度飽和度干密度干密度飽和密度飽和密度有效密度有效密度重度重度干重度干重度飽和重度飽和重度有效重度有效重度試驗指標試驗指標換

26、算指標換算指標 一、土的物理性質(zhì)指標（三相比例指標）一、土的物理性質(zhì)指標（三相比例指標）（課本第（課本第15-1715-17頁）頁）l土的天然密度（土的天然密度（）：土的：土的總質(zhì)量總質(zhì)量與與總體積總體積之之比。比。 單位：單位：g/cmg/cm3 3lV Vv v土中孔隙體積。土中孔隙體積。l天然密度反映土的天然密度反映土的緊密程度緊密程度，密度越大表示土，密度越大表示土的顆粒越多，即越緊密。的顆粒越多，即越緊密。l常見常見：砂土：砂土1.61.62.0g/cm2.0g/cm3 3 ，黏性土，黏性土1.81.82.0g/cm2.0g/cm3 3 。l測定方法：測定方法：環(huán)刀法環(huán)刀法。環(huán)刀的。

27、環(huán)刀的土重土重除以環(huán)刀除以環(huán)刀容積容積。vswsVVmmVm試驗指標：試驗指標：（課本第（課本第1515頁）頁）l土的天然密度（土的天然密度（）：土的：土的總質(zhì)量總質(zhì)量與與總體積總體積之之比。比。l測定方法：測定方法：環(huán)刀法環(huán)刀法。環(huán)刀的。環(huán)刀的土重土重除以環(huán)刀除以環(huán)刀容積容積。（課本第（課本第221-222221-222頁）頁） 土工試驗（巖芯）土工試驗（巖芯）環(huán)刀土樣環(huán)刀土樣環(huán)刀取樣環(huán)刀取樣環(huán)刀環(huán)刀環(huán)刀高度環(huán)刀內(nèi)徑環(huán)刀容積土總環(huán)刀環(huán)刀土總土總）（hrVVmmm2公式各部分計算過程：公式各部分計算過程：土總土總天然密度公式：Vm（課本第（課本第221-222221-222頁）頁）l土的天然含

28、水率（土的天然含水率（w w）：土中：土中水水的質(zhì)量與的質(zhì)量與土粒土粒質(zhì)質(zhì)量之比。量之比。 單位：單位：% %lm mw w水的質(zhì)量，水的質(zhì)量， m ms s土粒質(zhì)量。土粒質(zhì)量。l天然含水率標示土的天然含水率標示土的天然含水程度天然含水程度（即（即濕度濕度），），與土的種類、埋藏條件及其所處自然地理環(huán)境等與土的種類、埋藏條件及其所處自然地理環(huán)境等有關。有關。l常見常見w w：砂土：砂土101030%30%，黏土，黏土101030%30%。l測定方法：測定方法：烘干法烘干法。天然土樣稱重后，置于烘箱。天然土樣稱重后，置于烘箱內(nèi)烘干，再稱干土重。內(nèi)烘干，再稱干土重。%100%100ssswmmmm

29、mw（課本第（課本第1515頁）頁）l土的天然含水率（土的天然含水率（w w）：烘干法烘干法。天然土樣稱重后，。天然土樣稱重后，置于烘箱內(nèi)烘干，再稱干土重。置于烘箱內(nèi)烘干，再稱干土重。（課本第（課本第220-221220-221頁）頁）粗集料粗集料 細集料細集料（課本第（課本第220-221220-221頁）頁）l土的天然含水率（土的天然含水率（w w）：烘干法烘干法。天然土樣稱重后，。天然土樣稱重后，置于烘箱內(nèi)烘干，再稱干土重。置于烘箱內(nèi)烘干，再稱干土重。容器土顆粒容器土顆粒水水容器容器土顆粒土顆粒容器土顆粒容器土顆粒水烘干后所稱的質(zhì)量為烘干前所稱的質(zhì)量為mmmmmmmm公式各部分計算過程：

30、公式各部分計算過程：%100土顆粒水含水率公式：mmw（課本第（課本第220-221220-221頁）頁）l土的比重（土的比重（dsds或或G Gs s）：土粒土粒質(zhì)量與同體積質(zhì)量與同體積(4(4C) C) 純水純水的質(zhì)量之比。的質(zhì)量之比。 單位：單位：無無lm ms s固體顆粒質(zhì)量，固體顆粒質(zhì)量， V Vs s固體顆粒體積，固體顆粒體積， w w44C C時水的密度，時水的密度，1g/cm1g/cm3 3或或1t/m1t/m3 3。l土的比重取決于組成土的礦物成分。土的比重取決于組成土的礦物成分?？捎每捎帽戎仄勘戎仄糠ǚy出測出wsssVmG（課本第（課本第1515頁）頁）l土的比重（土的比

31、重（dsds或或G Gs s）：可用可用比重瓶法比重瓶法測出測出（課本第（課本第222-224222-224頁）頁）同體積液體液體土顆粒土顆粒液體同體積液體土顆粒土顆粒液體液體土顆粒土顆粒土顆粒土顆粒純水土顆粒液體液體土顆粒土顆粒純水純水土顆粒土顆粒最后換算公式：試驗換算：比重公式：mdmddmdmdVdVVdddssssssCssCCs444（課本第（課本第222-224222-224頁）頁）液體液體土顆粒土顆粒最后換算公式：mdmdss純水比重瓶容積比重瓶比重瓶滿瓶液體純水比重瓶容積滿瓶液體液體土顆粒液體比重瓶土顆粒比重瓶滿瓶液體同體積液體比重瓶比重瓶土顆粒土顆粒與土顆粒同溫度）（與土顆粒

32、同體積CCsVmmVmdmmmmmmm44公式各部分計算過程：公式各部分計算過程：（課本第（課本第222-224222-224頁）頁）l土的孔隙比（土的孔隙比（e e）：土中：土中孔隙孔隙體積與體積與土粒土粒體積之體積之比。比。 單位：單位：無無lV Vv v土中孔隙體積，土中孔隙體積， V Vs s土中土粒體積。土中土粒體積。l孔隙比反映天然土層的孔隙比反映天然土層的密實程度密實程度。 e0.6 e1.0 e1.0的土是的土是疏松疏松的的高壓縮性高壓縮性土。土。svVVe 換算指標：換算指標：（課本第（課本第1616頁）頁）l土的孔隙率（土的孔隙率（n n）：土中：土中孔隙孔隙體積與土的體積

33、與土的總總體積體積之比。之比。 單位：單位：% %lV Vv v土中孔隙體積，土中孔隙體積， V V土的總體積。土的總體積。l孔隙率也反映天然土層的孔隙率也反映天然土層的密實程度密實程度。l土的孔隙率通常為土的孔隙率通常為303050%50%。%100VVnv（課本第（課本第1616頁）頁）l土的飽和度（土的飽和度（S Sr r）：土中孔隙：土中孔隙水水的體積與孔隙的體積與孔隙總總體積之比。體積之比。 單位：單位：% %lV Vw w土中孔隙水的體積，土中孔隙水的體積， V Vv v孔隙體積。孔隙體積。l飽和度與含水率一樣，反映土的飽和度與含水率一樣，反映土的含水程度含水程度。l飽和度越大，表

34、明土中孔隙充水飽和度越大，表明土中孔隙充水越越多。多。 S Sr r的的取值范圍取值范圍在在為為0 0100%100%， 干土時干土時S Sr r=0=0，孔隙充滿水時，孔隙充滿水時S Sr r=100%=100%。%100vwrVVS（課本第（課本第1616頁）頁）l土的干密度（土的干密度（d d）：土單位體積中：土單位體積中土固體顆粒土固體顆粒的質(zhì)量。的質(zhì)量。 單位：單位：g/cmg/cm3 3lm ms s土粒的質(zhì)量，土粒的質(zhì)量， V V土的體積。土的體積。l工程上把工程上把干密度干密度作為評定土體作為評定土體緊密程度緊密程度的標準，的標準，以控制以控制填土填土工程的施工質(zhì)量。工程的施工

35、質(zhì)量。l當干密度當干密度1.6 g/cm1.6 g/cm3 3以上時，土體密實。以上時，土體密實。Vmsd（課本第（課本第1616頁）頁）l土的飽和密度（土的飽和密度（satsat）：土的孔隙：土的孔隙完全完全被水充被水充滿時的密度。滿時的密度。 單位：單位：g/cmg/cm3 3l土的飽和密度一般為：土的飽和密度一般為：1.81.82.3g/cm2.3g/cm3 3。VVmVmmwvsvssat（課本第（課本第1616頁）頁）l土的有效密度土的有效密度( (浮密度浮密度) )（）：地下水位以：地下水位以下，土單位體積中下，土單位體積中土粒土粒的質(zhì)量與同體積的質(zhì)量與同體積水水的質(zhì)的質(zhì)量之差。量

36、之差。 單位：單位：g/cmg/cm3 3同一種土同體積時：同一種土同體積時：satsatd d（課本第（課本第1717頁）頁）VVmwssl土的有效密度土的有效密度( (浮密度浮密度) )（） 單位：單位：g/cmg/cm3 3l土的飽和密度（土的飽和密度（satsat） 單位：單位：g/cmg/cm3 3l故有故有VVmwss（課本第（課本第1717頁）頁）VVmVmmwvsvssatwwsswvssatVVmVVml土的重度指標土的重度指標：即單位體積土的重量。：即單位體積土的重量。 單位：單位：kN/mkN/m3 3l重度指標分為：重度指標分為：天然重度天然重度、干重度、干重度d d、飽和、飽和重度重度satsat、有效重度、有效重度( (浮重度浮重度)。 與與天然密度天然密度、干密度、干密度d d、飽和密度、飽和密度satsat、有、有效密度效密度( (浮密度浮密度) ) 相對應。相對應。l計算公式：計算公式：lgg重力加速度，重力加速度，g=9.8m/sg=9.8m/s2 210m/s10m/s2 2ggddgsatsatg土力學中經(jīng)常土力學中經(jīng)常使用使用重度重度指標指標（課本沒有，補充知識）（課本沒有，補充知識）令令V Vs s=1=1，換算左圖的各項，換算左圖的各項質(zhì)量質(zhì)量與與體積體積，如右圖，如右圖經(jīng)過經(jīng)過土工試驗土工