——土的三相比例指标
强度 变形 稳定
软硬
土的三相 比例关系
松密
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2.3 土的物理性质指标 ——土的三相比例指标
2.3.1 土的三相指标定义、表达式 2.3.2 土的三相指标的确定
土颗粒 土中水 土中气
固相 液相 气相
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安排
讲解 加深 习题 总结
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土的三相 比例指标
讲解
Vv V
1.土粒的矿物成分
（1）原生矿物 （2）次生矿物 （3）腐植质
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次生矿物
蒙脱石
高岭石
伊利石
伊利石
高岭石
蒙脱石
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2.土颗粒的大小与形状
基本概念 粒度——土粒的大小，通常以粒径表示 粒组——界于一定粒度范围内的土粒，称为粒组。
0.005 0.075
2
60
200
粘粒 粉粒
细粒
砂粒
圆粒
粗粒
碎石 块石
2、土的物理性质及工程分类
2.1 土的组成 2.2 土的结构构造 2.3 土的物理性质指标 2.4 土的物理状态指标 2.5 土的工程分类
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2.1 土的组成
土中气体 （气相）
固体矿物颗粒 （固相）
土中水 （液相）
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2.1.1 土的固体颗粒
土的固体颗粒是土的三相组成中的主体，是 决定土的工程性质的主要成分。
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习题三
某完全饱和粘性土的含水量为40％， 土粒相对密度为2.7，试求土的孔隙比 和干密度。
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2.4 土的物理状态指标
无粘性土——密实度 粘性土的物理特征——含水量
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2.4.1 无粘性土的密实度划分标准
（1）孔隙比e
0.6
0.75
密实
中密
稍密
0.85
松散
• 优点：简单方便 • 缺点：无法反映土的级配因素
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m w 100 % 57 . 9 % ms
Vw
Gw w
0 . 22
10
4 m 3
Sr
VW Vv
100
%
100
%
V v 0 . 22 10 4 m 3
V s V V v 0 . 23 10 4 m 3
e V v 0 . 957 Vs
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习题二
某土样重180g，饱和度Sr=90%， 相对密度为2.7，烘干后重135g。 若将该土样压密饱和，使其干密度达到 1.5g/cm3。试求压密前后土样的天然重度、 含水量、孔隙比。
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2.1.2 土中水 （1）结合水
强结合水、弱结合水
（2）自由水
重力水、毛细水
（3）气态水 （4）固态水
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双电层
• 结合水概念
强结合水、弱结合水
• 双电层概念
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2.1.3 土中气体 土中的气体存在于土孔隙中未被 水所占据的部位。
（1）自由气体 （2）封闭气体
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2.2 土的结构构造
2.2.1 土的结构
单粒结构
蜂窝结构
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絮状结构
2.2.2 土的构造
• 层状构造 • 分散构造 • 结核状构造 • 裂隙状构造
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2、土的物理性质及工程分类
2.1 土的组成 2.2 土的结构构造 2.3 土的物理性质指标 2.4 土的物理状态指标 2.5 土的工程分类
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2.3 土的物理性质指标
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m=180g ms=135g mw=180－135=45g Vs=135/2.7=50cm3 Vw=45 cm3 Vv=45/0.9=50cm3 V=50＋50=100 cm3 γ=180/100×10=18 kN/m3 w=45/135×100%=33.3% e=50/50=1 土样压密后的三相数值为： V=135/1.5=90cm3 Vv=90－50=40 cm3 Vw=40 cm3 mw=40g m=135＋40=175g γ=175/90×10=19.4 kN/m3 w=40/135×100%=30% e=40/50=0.8 Sr=40/40×100%=100%
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（2）相对密实度Dr
定义：
Dr
emaxe emaxemin
• 优点：计入土的级配因素，理论上比较
完善。
• 缺点：天然孔隙比难以获取，且
Sr
Gs
e
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加深
1、比重与密度区别？ 2、含水量、孔隙比、孔隙率与饱和 度可否超过100％或1？
3、 ρ d、 ρ 、 ρ sat、 ρ’大小？
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加深
d
Gsw
1e
1
satG1seew
Gs(1)
1e
w
/ sa t wG 1s e1w
ρ’ <ρ d<ρ<ρ sat
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习题一
已知一饱和土样，体积为0.45×10－4m3， 湿土重0.6N，烘干后干土重0.38N， 求含水量和孔隙比。
V a 气体 m a 0
Vw 水 mw
m v mw
m
V s 土颗粒 m s
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2.3.1 土的三相指标定义与表达式
土的天然密度 公式：ρ=m/v
测定：环刀法
土的含水量 公式：w= mw/ms×100％
测定：烘干法 土粒相对密度（土粒比重）
公式：Gs=ρs/ρw
测定：比重瓶法
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➢ 土的干密度 公式： ρ d=ms/V ➢ 饱和密度 公式：ρsat＝(ms+Vv×ρw)/V
➢ 土的浮密度（有效密度）
公式：ρ’= ρsat- ρw ➢ 土的孔隙比 公式： e=Vv/Vs ➢ 土的孔隙率 公式： n=Vv/V×100％ ➢ 土的饱和度 公式： Sr =Vw/Vv ×100％
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2.3.2 指标的确定
土的密度、含水量、土粒比重是通过试验测 定，其他指标可由这三个指标换算得到。
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➢ 土的孔隙比
eGs(1)w 1
➢ 土的干密度
d
Gsw
1e
1
➢ 饱和密度
satG1seew
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➢ 土的浮密度（有效密度） / sa t wG 1s e1w
➢ 土的孔隙率
n e 1 e
➢ 土的饱和度
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（3）颗粒级配的表示方法
表示方法：表格法、颗粒累计级配曲线法
10-2 2-0.05
A0
99
0.050.005
1
<0.005 0
B0
66
30
4
C 44 56
0
0
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小 于 某 粒 径 的 土
20
0 10
1
0 .1
0 .0 1
1 E -3
粒 径 /mm
巨粒
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3.土的粒径级配
（1）定义
工程中常用土中各粒组的相对含量，占 总质量的百分数来表示，称为土的粒径级配。
（2）颗粒级配的测定方法
• 筛分法（d>0.075mm的土） • 密度计法（d<0.075mm的土）
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筛分法（d>0精品.0课7件5mm的土）
密度计法（d<0.075mm的土）