试验员

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一、土的三相组成及物理指标换算(P82)

(一)了解土的形成过程

1、土的形成过程

土是由于地壳表面的物理风化、化学风化、生物风化作用之后的产物。

(二)熟悉土的三相组成;土的物理指标及指标换算。

1、土的三相组成

土是由土颗粒(固相)、水(液相)及气体(气相)三种物质组成集合体。

1)固相物质分为无机矿物颗粒和有机质，成为土体的骨架。矿物颗粒由原生矿物和次生矿物。

2)液相：是指土孔隙中存在水。

l 水在土中以固态、液态和气态三中方式存在。

固态水：冰(是自由水的一个特殊类型)

液态水：存在于矿物内部的水即化学结构水和化学结晶水及存在于矿物表面的水，即结合水(强结合水、弱结合水)和自由水(毛细水和重力水)

气态水：水气，与空气形成气态混合物。

l 注意问题：

l 强结合水含量取决于矿物成分和粒度成分，对颗粒愈细，强结合水愈高。

l 弱结合水：土中含有弱结合水时使土具有塑性。

l 毛细水：冰冻地区造成冻胀从而使破坏道路及构造物体。

l 重力水：在地下水位很深情况下。转化为毛细水及弱结合水。

2)气相：指土孔隙中充填的气体。

与大气相连：自由气体。

与大气隔绝：封闭气体。

l 气泡的存在增加土体的弹性，减小土的渗透性。

l 土中孔隙体积大、土松，水分多、土软。

l 含气体的土称非饱和土。

2、土的物理指标

(1) 土的密度(湿密度)：是指土体单位体积的质量(一般在16-22KN/m3)。

m

ρ = ---

V

(2) 土颗粒的比重：是指土的固体颗粒的单位体积的质量与水在4℃时的单位体积质量之比。

mS/Vs

GS = ----------

mw/Vw4℃

l 土粒密度是指土的固体颗粒的单位体积的质量,取决于土的矿物成分。

mS

ρS = ---

VS

(3) 土的含水量：是指土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。

mW

w= --- ×100%

ms

(4) 干密度：是指土的固体颗粒与土的总体积之比。

mS

ρd = ---

V

l 干密度越大、土越密实。(通常作为填土压实的控制指标)

(5) 饱和密度：是指土空隙中全部被水充满时的密度。

mS+Vv·ρw

ρsat= ------------

V

(6) 浮密度(浸水密度)：是指土浸在水中受到水的浮力作用时的单位体积质量。

mS-Vs·ρw

ρ′= ------------ =ρsat-ρw

V

(7) 孔隙比：土中孔隙的体积与固体体积之比。

Vv

e = ----

Vs

(8) 孔隙率：土中孔隙的体积与总体积之比(百分数)。

Vv

n = ----×100%

V

(9) 饱和度Sr：是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比。

Vw

Sr = ----×100%

Vv

Sr=0,土完全干燥

Sr=1，土完全饱和

l 按饱和度可以把砂土划分为三种状态

0

0.5

0.8

l

l

l 通常在空隙比e一定的条件下：

饱和密度ρsat≥天然密度ρ(湿密度)>干密度>ρd >浮密度ρ、。

3、指标换算(P86)利用三相图进行换算。

利用三相图进行换算，假定V=1。

（责任编辑：中大编辑）