• 定义：
土中孔隙完全被水充满，土处于饱和 状态时单位体积土的质量或重量
• 表达式：
sat
ms
Vv w
V
sat
Ws
Vv V
w
sat
g
9、浮密度与浮容重
• 定义： 单位体积内土粒质量与同体积水质量
之差
• 表达式： ms Vs w
V
g
sat w
各种密度之间的比较
物理性质指标：孔隙比e（孔隙率n） 干容重d
简单方便，但只能用于同一种 土，不能反映级配的影响
emin = 0.35
相对密度：
Dr
emax e emax emin
emax与emin ：最大与最小孔隙比
emin = 0.20
粗粒土的密实状态
最大孔隙比emax: 将松散的风干土样通过长颈漏
斗轻轻地倒入容器，避免重力冲击，求得土的 最小干密度再经换算得到最大孔隙比
• 表达式：
Sr
Vw Vv
100 %
7、干密度ρd干容重γd
• 定义：单位体积内土粒的质量或重量
• 表达式：
d
ms V
d
ms g V
d
g
土的干密度或干容重是评价土密实程度的指标， 干密度或干容重越大表明土越密实，反之越疏 松。常用它来控制填土工程的施工质量。
8、饱和密度ρsat与饱和容重γsat
稠度状态与含水量有关
粘性土 含水量
较硬 变软 流动
粘性土的稠度状态
示意图
稠度状态 土中水的形态
含水量 稠度界限
强结合水 土颗粒 强结合水 弱结合水 强结合水 弱结合水
土颗粒
固态或半固态 强结合水
可塑状态 弱结合水
塑限wp
土颗粒
自由水
流动状态
自由水
w
液限wl
强结合水膜最大
出现相当数量自由水
粘性土的稠度反映土中水的形态
粗粒土的密 实度标准
Dr = 0 Dr 1/3 1/3 < Dr 2/3 Dr > 2/3
Dr = 1
最松状态 疏松状态 中密状态 密实状态
最密状态
相对密度指标主要用于人工填土，对天然 砂土层采用原位标准贯入试验法测定
粗粒土的相对密度
粘性土最主要的物理状态特征是它的稠度，稠度 是指土的软硬程度或土对外力引起变形或破坏的 抵抗能力
最小孔隙比emin : 将松散的风干土样装入金属容
器内，按规定方法振动和锤击，直至密度不再 提高，求得土的最大干密度再经换算得到最小 孔隙比
理论上的最大与最小孔隙比 在室内的测定有时很困难
粗粒土的最大与最小孔隙比
相对密度
Dr
emax e emax emin
Dr
(d dmin )dmax (dmax dmin )d
准
• 界限含水量 wP、wL
土中水形态
• 塑性指数
Ip
吸附结合水的能力
小结
土的压实性
土的压实：指通过夯打、振动、碾压等，使土体变
得密实、以提高土的强度、减小土的压缩性和渗透性 压实性：指土在一定压实能量作用下密度增长的特性
研究击实性的目的： 以最小的能量消耗获得最大的压实密度
击实方法： • 室内击实试验 • 现场试验: 夯打、振动、碾压
试验设备：击实筒V=1000cm3；击实锤w=25牛顿 试验条件：土样分层n=3层；落高d=30cm；
击数N=27/层
击实能量
sat d
孔隙比与孔隙率的关系
n Vv e V 1e
e n 1 n
干密度与湿密度和含水率的关系
m V
d
wd
1
d 1 w
d
1 w
孔隙比与比重和干密度的关系
d
ms V
s
1 e
e Gs w 1 d
饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系
Sr
Vw Vv
w s w
e
wGs e
当土饱和时，即为Sr=100％
则
e wsat Gs
wsat 饱和含水率
浮密度与比重和孔隙比的关系
ms Vs w s w Gs 1w
V
1 e
1 e
1-5 土的物理状态指标
密实度 稠度
土的物理性质指标
(三相间的比例关系)
表 示
土的物理状态
粗粒土的松密程度
影响
粘性土的软硬状态
力学特性
密实度：通常指单位体积中固体颗粒含量的多少
1.4 土的物理性质指标 (physical character indexes of soil)
土的三相草图
Vv
V
Va 气 体 ma 0
孔隙
Vw 水 mw
mv mw m
Vs 土颗粒 ms
直接测定指标（可在实验室内直接测定）： 密度（重度）、含水量、土粒比重Gs（土粒密度s）。
换算指标：其它指标均为换算指标
粘性土的稠度状态
不同的粘土，wp、wl 大小不同。对于不同 的粘土，含水量相同，稠度可能不同
液性指数：
IL
w wp wL wp
wp w
wl
IL0 坚硬(半固态)
0<IL0.25 硬塑
0.25 <IL 0.75 可塑
0.75 <IL 1
软塑
IL>1
流塑
液性指数是表征土的含水量与分界含水量之
间相对关系的指标。对重塑土较为合适。
GS
ms
Vs
s
土粒比重范围
4、土的孔隙比e
• 定义：
土中孔隙的体积与土粒的体积之比， 以小数表示
• 表达式：
e Vv Vs
5、土中孔隙率n
• 定义： 土中的孔隙的体积与土的总体积之比，以百
分数表示
• 表达式： n Vv 100% V
6、土的饱和度Sr
• 定义：
土中孔隙水的体积与孔隙体积之比， 以百分数表示
孔隙比、孔隙率、饱和度、干密度、饱和密度、浮密度
三个可以直接测定，六个可以换算，一共九个
1、土的密度和重度
密度 r = m g / cm3
V 重度 W g
V
Mg / m3
KN / m3
2、含水量（含水率）
W m 100 %
Ws ms
3、土粒比重
Gs—固体颗粒质量与同体积水(在4℃时)质量之比
土的稠度状态–液性指数
定义： Ip wL wp
大体上表示土的弱结合水含量
• 反映吸附结合水的能力，即粘性大小 • 大致反映粘土颗粒含量 • 常作为细粒土工程分类的依据
问题：反映的是全部土颗粒吸附结和合的能力，不能 充分反映粘土矿物表面活性的高低
活性指数： A Ip p活性粘土
A = 075 – 1.25 正常粘土
A > 1.25
活性粘土
粒径小于0.002mm颗粒的质量 占总土总质量的百分比
塑性指数
粗粒土的密实状态指标: 相对密度Dr
• 定义 • 判别标准
Dr
emax e emax emin
细粒土的稠度状态指标: 液性指数IL
• 定义 • 判别标
IL
w wp wL wp