它是一个重要的物理性能指标，可用来评价天然土层的密实程度。一般 地， e<0.6的土是密实的低压缩性土， e>1.0的土是疏松的高压缩性土。
三相量比例关系的其它常用指标
1.土的孔隙比和孔隙率 孔隙率：土中孔隙体积与土总体积之比，以百分数计。
砂类土：28-35% 粘性土：0-50%,有的可达60-70%
1.土的密度 密度：单位体积土的质量。Mg/m3, g/cm3
m
V
粘性土 =1.8～2.0g/cm3 砂 土 =1.6～2.0g/cm3 腐殖土 =1.5～1.7g/cm3
测定方法：一般用“环刀法” ，用 一个圆环刀（刀刃向下）放在削 平的原状土样面上，徐徐削去环 刀外围的土，边削边压，使保持 天然状态的土样压满环刀内，称 得环刀内土样的质量，求得它与 环刀容积之比值即为其密度。
当研究这些量的相对比例关系时，总是取某一定数量的土体来分析， 例如，取 V = 1cm3 ，或 m =1g，或 Vs = 1cm3 等，因此又可以消去一个 未知量。这样，对于一定数量的三相土体，只要知道其中三个独立的量， 其他各个量就可从图中直接换算得到。
三相草图是土力学中用以计算三相量比例关系的一种简单而又很实 用的工具。
3 土的饱和密度和干密度
饱和密度:土中孔隙被水充满时土的密度，Mg/m3, g/cm3
sat
ms
VV w
V
干密度：单位土体积中土粒的质量 ， Mg/m3, g/cm3
d
ms V
密度与重度
重度＝密度×g
g sat sat g d d g
天然重度
饱和重度
干重度
对于地下水位以下的土体，由于受到水的浮力作用，将扣除水浮 力后单位体积土所受的重力称为土的有效重度(土浸泡在水中受到浮力
重度干重度dFra bibliotekdms V
sat
ms
Vs w V
ms Vs w V
mg g V
d
ms V
g
d
g
ms Vs w
常用换算公式
ds
Sre w
单位
常见的数值范围
粘性土：2.72~2.76 粉 土：2.70~2.71 砂类土：2.65~2.69
w
Sre ds
；w
d
1
d (1 w)
ds (1 w) 1 e
土中的土粒、水和气三部分的质量(或重力)与体积之间的比例关系， 随着各种条件的变化而改变。
土粒一般由矿物质组成，构成土的固体部分。土粒构成土的骨架。 土骨架间布满相互贯通的孔隙。这些孔隙有时完全被水充满，称为饱和 土；有时一部分孔隙被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土； 孔隙完全充满气体时，则称为。水和溶解于水的物质构成土的液体部分。 空气和其他一些气体构成土的气体部分。
w
d
(1 w)
d
ds 1 e
w
sat
ds e 1 e
w
sat w
ds 1 1 e
w
d
s (1 w) 1 e
w
d
ds 1 e
w
ds e
g/cm3
g/cm3 g/cm3 g/cm3 kN/m3 kN/m3
3
20%~60% 1.6~2.0g/cm3
1.3~1.8g/cm3 1.8~2.3g/cm3 0.8~1.3g/cm3 16~20kN/m3 13~18kN/m3
3
三相指标换算
n Vv 100% V
n e 100% 1 e
e n 1 n
2 土的饱和度 饱和度：土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。
Sr
Vw Vv
100%
砂土湿度状态的划分
砂土湿度状态 饱和度 Sr（%）
稍湿 Sr≤50
很湿 50<Sr≤80
饱和 Sr>80
砂土根据饱和土Sr的指标值分为稍湿、很湿和饱和三种湿度状态。显然， 干土的饱和度Sr =0，而完全饱和土的饱和度Sr =100%。
土样
铝盒
烘箱
电子天平
基本指标
在测定土的密度、土粒比重和土的含水量这三个基本指标后，就 可以根据三相草图计算出三相组成各自在体积上与质量上的含量。
土的密度
土粒比重 ds 土的含水量 w
三相量比例关系的其它常用指标
1.土的孔隙比和孔隙率 孔隙比:土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数记。
e Vv Vs
这三种组成部分本身的性质以及它们之间的比例关系和相互作用， 决定土的物理力学性质。因此，研究土的性质，必须研究土的固体、液 体和气体的三相组成。
一.土的三相草图
土的三相比例指标
在上述变量中ma = 0，独立的量有 Vs、Vw、 Va、 mw和 ms五个。 1 cm3 水的质量通常等于 1g ，故在数值上 Vw = mw。
w mw 100% m ms 100%
ms
ms
含水量w是标志土的湿度的一个重要物理指标。天然土层的含水量变 化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。 一般说来，对同一类土，当其含水量增大时，则其强度就降低。
测定方法：土的含水量一般用“烘干法”测定。先称小块原状土样的 湿土质量m，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土 质量ms，水的质量mw为湿土和干土质量之差。
2.土的重度 重度:单位体积土的重量，是重力的函数。kN/m3
G mg g
VV
G为土的重量，g为重力加速度，工程上为了计算方便，取g=10m/s2。
3 土粒相对密度（比重） 相对密度:土粒密度（单位体积土粒的质量）与4℃时纯水密度之比。
ds
ms V
1
w1
s / w1
w1为4℃时纯水的密度， w1=1g/cm3;s为土粒的密度，即单位体积土粒的 质量。故实用上，土粒相对密度在数值上等于土粒的密度。
土的名称 土粒相对密度
土粒相对密度参考值
砂土
粉土
粘性土
粉质粘土
粘土
2.65～2.69 2.70～2.71 2.72～2.73
2.74～2.76
测定方法：土粒相对密度或比重可在试验室内用比重瓶法测定。 由于土粒相对密度变化不大,通常可按经验数值选用。
4 土的含水量 含水量：土中水的质量与土粒质量之比，用w表示，以百分数计。
时的重度），以 ′表示，当认为水下土是饱和时，它在数值上等于饱 和重度sat。
有效重度
ms g
Vs w
V
sat
w
sat d
三相指标换算
名 称 符号
土粒比重 d s
含水量
w
密度
三相比例表达式
ds
ms Vs wl
w mw 100 % ms
m V
干密度
d
饱和密度 sat
有效密度