2土的物理性质及分类

第2章 土的物理性质及分类

2.1 概 述

土是土粒（固体相），水（液体相）和空气（气体相）三者所组成的；土的物理性质就是研究三相的质量与体积间的相互比例关系以及固、液两相相互作用表现出来的性质。

土的物理性质指标，可分为两类：一类是必须通过试验测定的，如含水量，密度和土粒比重；另一类是可以根据试验测定的指标换算的；如孔隙比，孔隙率和饱和度等。

2.2 土的三相比例指标

反映着土的物理状态,如干湿软硬松密等。表示土的三相组成比例关系的指标,统称为土的三相比例指标。 一、土的三相图

【注意】土的三相图只是理想化地把土体中的三相分开，并不表示实际土体三相所占的比例。 二、指标的定义 1．三项基本物理性质指标

土的物理性质指标中有三个基本指标可直接通过土工试验测定,亦称直接测定指标。

① 土的密度?——土单位体积的质量（单位为g/cm或t/m）

33mV试验测定方法：环刀法

?＝ ???g

一般粘性土?=1.8～2.0g/cm；砂土?=1.6～2.0g/cm；腐殖土?=1.5～1.7g/cm； ② 土粒比重（土粒相对密度）Gs——土粒的质量与同体积4oC纯水的质量之比。

333Gs?ms?1??s，无量纲。 Vs?w1?w1?s——土粒密度（g/cm3）

33?w1——纯水在40C时的密度（单位体积的重量），等于1g/cm或1t/m。

试验测定方法：比重瓶法

实际上：土粒比重在数值上等于土粒密度，前者无因次。同一类土，其比重变化幅度很小，通常可按经验数值选用。见下表。

【课堂讨论】相对密度（比重）与天然密度（重度）的区别

注意：从公式可以看出，对于同一种土，在不同的状态（重度、含水量）下，其比重不变；

③ 土的含水量?——土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示：

??m??100% ms 一般：同一类土，当其含水量增大时，其强度就降低。 试验测定方法：烘干法（湿，干土质量之差与干土质量的比值） 【讨论】含水量能否超过100％？

——从公式可以看出，含水量可以超出100％。 2．特殊条件下土的密度

① 饱和密度和饱和重度

饱和密度?sat——（土孔隙中充满水时的单位体积质量）土体中孔隙完全被水充满时的

土的密度：?sat?饱和重度：?sat=

ms?Vv??3。 （?w??w1?1g/cm）

V。 ?satg （kN/m3）

② 干密度和干重度

ms，（kg/m3，g/cm3）。 V干重度——单位体积中土粒的重量：?d=?dg，（kN/m3）。

干密度——单位体积中土粒的质量：?d?