A W S
体积
Va Vw
Vv
V
W /V
（2）重力密度（重度、 容重 unit weight）
ms
Vs
(Ws Ww ) /(Vs Vv ) m g / V g 9.81 (kN / m )
3
质量 mass
volume
分析：密度和重度综合反映了土 的物质组成与结构
（3）饱和重度（密度） （saturated unit weight）
砂土的密实度分类
砂土按相对密度Ｄｒ分类(p17)
Ｄｒ １Dr>0.67 0.67Dr>0.33 0.33Dr>0 砂土密实程度 密实的 中密的 疏松的
四 土的物理性质指标的测定及指 标之间的换算
1、土的物理性质指标与土的物质组 成、结构的关系 2、指标的测定与计算 3、各指标间的换算
1、土的物理性质指标与土的物质组成、结 构的关系
A W S
体积
Va Vw
Vv
V
Vs
水体积 Vw
土粒体积 Vs 总体积 V=Vv +Vs 孔隙体积 Vv
质量 mass volume
土的三相图 Three phase diagram
一、土的质量和重量
1 土粒的比重 （specific gravity）
ma(0) mw
m ms
A W S
体积
Va Vw
第三节
土的物理性质指标及其换算
土的物理性质是表征土的物理状态的一系 列性质
如:重量、含水性、孔隙性等
土的物理性质指标是评价和判断土的工程 性质的重要依据。
A W S
以质量计： 空气质量 ma 0 水质量 mw
ma(0) mw m ms
土粒质量 ms
总质量 m= mw + ms 或以重量计：W=mg 以体积计： 空气体积 Va
Vv
V
Gs
ms Vs w4C
Vs
土粒质量与同体积 4°C水的质量之比
质量 mass
volume
[无量纲]
土的三相图 Three phase diagram
2 土的密度 （1）质量密度 （density）
ma(0) mw
m/v
(ms mw ) /(Vs Vv ) m ( g / cm3 )
砂土的密实度分类
砂土按孔隙比e的密实度分类
密实度 密实 中密 稍密 松散 土名 砾砂，粗砂， e <0.6 0.6e0.75 0.75<e0.85 e>0.85 中砂 细砂，粉砂 e<0.70 0.7e0.85 0.85<e0.95 e>0.95 粉土 e<0.75 0.75e0.9 e>0.90
重 量 孔隙性 含水性
1.土的孔隙性直接反映土 的结构
2.土的结构与土粒的矿物成 分和水的相互作用有关 3.土的含水性因孔隙性和水 的数量而变 4.土的重量取决于矿物和孔 隙中充填水的重量
结 构
矿 物 水
孔隙性对土的含水性和重量具有决定性意义
2、指标的测定与计算
土的基本物理性质指标：
Gs、（ ）、w、e、n、Sr、 d（d） 三个基本实测指标： Gs、（ ）、w 四个基本导出指标： e、n、Sr、 d（d）
ma(0) mw
m s Vv w sat g V sat g
（4）干重度（密度） （dry unit weight）
m ms
A W S
体积
Va Vw
Vv
V
Vs
ms d g V d g
质量 mass
volume
干密度是表征结构松密程度的指标
（5）水下重度（浮重 度）（submerged unit weight， buoyant unit weight）
ms mw g V m s ms w g V ms (1 w) g d (1 w) V
2. e
Gs w
d
1
Vv V Vs V e 1 Vs Vs Vs
ms d , V
V
ms
d
ms ms Gs , Vs Vs w Gs w
三、土的孔隙性及其指标
1、孔隙度(porosity) Vv n 100% V Va V w 100% V
2、孔隙比(void ratio)
A W S
体积
Va Vw
Vv
V
Vs
Vv e VS
volume
土的三相图 Three phase diagram
孔隙比与孔隙度换算
n e 1 n
e n 100 % 1 e
3、砂土的相对密度Dr (relative density)
最紧密
天然
最松散
e增大
emin
d max
e
d
emax
d min
emax e Dr emax emin
d max ( d d min ) d ( d max d min )
3、各指标间的换算
（1）各指标之间的关系
d
w 一定
e(n)
Sr
Sr一定
Gs

w
反比关系
正比关系
（2）几个常用的重要关系
1. d
2.e

1 w
1
Gs w
d
3. S r e Gs w
n 4. e 1 n
e n 100 % 1 e
1. d

1 w
m g V
Va
Vv Vw
V
mw w 100% m s 土中水的质量 100% 土中颗粒的质量
ms
Vs
体积 volume
质量 mass
土的三相图 Three phase diagram
• 含水量的影响因素 土层所处的自然条件 土的空隙体积数量等 • 含水量的测定方法 烘干法 酒精燃烧法 炒干法
ma(0) mw mA W S源自体积Va VwVv
V
m s Vs w ' g V sat w
ms
Vs
质量 mass
volume
土的三相图 Three phase diagram
二、 土的含水性及其指标
1 土的含水量（water content）
ma(0)
mw m
A W S
2 土的饱和度（degree of saturation）
ma(0) mw
m Vw Sr 100% V V ms 土中水的体积 100% 土中孔隙体积
质量 mass
A W S
体积
Va Vw
Vv
V
Vs
volume
反映土中孔隙的充水程度
• 砂土湿度按饱和度分类 Sr50% 稍湿的 50%Sr80% 湿的 Sr>80% 饱和的
Vv V Vs V Gs w d e 1 1 1 ms Vs Vs Vs d Gs w
ms
3. S r e Gs w
Vw Vv Sr , e Vv Vs
ms mw Gs ,w Vs w ms