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土的物理性质在一定程度上决定了它的力学性质,其指标在工程计算中常被直接应用。
对种类繁多、性质各异的土,按一定的原则,进行分门别类,给出合适的名称,可以概略评价土的工程性质。
第一节 土的基本物理性质
第二节 粘性土的稠度与可塑性
第三节 土的透水性
第四节 土的工程分类
理解并记住土的基本物理性质指标的名称、表示符号、定义、表达式和常用单位,熟悉其取值范围;
掌握3个实测指标的测定方法;
掌握6个换算指标与3个实测指标间的换算方法;
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本章教学目的1
理解粘性土的三种稠度状态;
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理解液限和塑限的定义,记住其表示符号和测定方法;
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理解并记住液性指数、塑性指数的表示符号、计算方法和物理意义;
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掌握达西定律;
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熟悉土的工程分类的一般原则和分类及建设部的土质分类标准。
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第一节 土的基本物理性质
土的物理性质是指三相的质量与体积之间的相互比例关系及固、液二相相互作用表现出来的性质。
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前者称为土的基本物理性质,主要研究土的密实程度和干湿状况;
02
后者主要研究粘性土的可塑性、胀缩性及透水性等。
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土的三相示意图
气
水
土粒
ms
mw
m
Vs
Vw
V
Va
质量m
体积V
Vv
ma
一、土粒密度
定义:土粒密度ρs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。
表达式:
取值范围:~
土粒比重 Gs 土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4°C时的质量之比。无量纲。
表达式:
测定方法:比重瓶法
二、土的密度与重度
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。
天然密度
表达式:
(g/cm3)
测定方法:环刀法
定义:天然状态下单位体积土的质量,称天然密度,
取值范围:~,小于土粒密度值,它是一个实测指标。
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定义:土的孔隙中完全没有水时的密度,称土的干密度,指单位体积干土的质量。
表达式:
(g/cm3)
取值范围:干密度与土中含水多少无关,只取决于土的矿物成分和孔隙性。~。
定义:土的孔隙完全被水充满时的密度称为饱和密度,是指土孔隙中全部充满液态水时单位体积土的质量
表达式:
取值范围:g/cm3
干密度
饱和密度
4、重度
工程上常用重度指标,它指单位体积土的重量,kN/m3。
天然重度γ、干重度γd及饱和重度γsat
另外,处于地水位以下的有效重度常特称为土的浮重度γ′,等于土的饱和重度减去水的重度(γw),即:
对于同一种土来讲,土的天然重度、干重度、饱和重度、浮重度在数值上有如下关系:
三、土的含水性
1、含水量
定义:含水量指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。
表达式:
一般所说的含水量指的是天然含水量。
土的孔隙中全被水充满时的含水量,称为饱和含水量wsat。
饱和含水量既能反映土孔隙中全部充满水时含水多少。又能反映土的孔隙率大小。
测定方法:烘干法