第2章 土的物理性质及分类主要内容：1 土的三相比例指标2 粘性土的物理特性3 无粘性土的密实度4 土的分类12.1 概述土的定义：土是岩石风化的产物。地质学观点，土是无胶结或弱胶结的松散的松散沉积体，或是三相组成的分散体。土质学观点，土是无粘性或有粘性的具有土骨架孔隙特性的三相体。土的三相组成和比例关系影响土的物理性质。2总质量：m=ms+mw总体积：V=Vs+Vv=Vs+Va+Vw 符号： ssoil vvoid aair wwater图1 土的三相图2.2 土的三相比例指标土的三相比例指标 三相图:描述土的三相组成 定义土的物理性质指标。3直接测定指标直接测定指标（可在实验室内直接测定）：（可在实验室内直接测定）： 密度、含水量、土粒比重密度、含水量、土粒比重描述孔隙体积相对含量的指标描述孔隙体积相对含量的指标 孔隙比、孔隙率、饱和度孔隙比、孔隙率、饱和度特殊条件下的土的密度特殊条件下的土的密度 干密度、饱和密度、浮密度干密度、饱和密度、浮密度密度与重度的关系密度与重度的关系41 土的密度土的密度一一一一 试验直接测定指标试验直接测定指标试验直接测定指标试验直接测定指标 土的密度土的密度：土单位体积的质：土单位体积的质量，用量，用表示，表示，g/cm3。土的密度常用环刀法、灌砂、灌水法测定。土的密度常用环刀法、灌砂、灌水法测定。图1 土的三相图5土的密度测定方法：环刀法6密度：环刀法72 土的含水率土的含水率w一一一一 试验直接测定指标试验直接测定指标试验直接测定指标试验直接测定指标 土的含水率土的含水率：土中水的质量：土中水的质量与土粒的质量之比，以百分与土粒的质量之比，以百分数表示。数表示。土的含水量常用烘干法测定。土的含水量常用烘干法测定。图1 土的三相图8烘干法测含水量93. 土粒比重土粒比重Gs一一一一 试验直接测定指标试验直接测定指标试验直接测定指标试验直接测定指标 土粒比重土粒比重：土粒质量与同体：土粒质量与同体积积4时纯水的质量之比。无时纯水的质量之比。无量纲。量纲。土粒比重用比重瓶法测定。土粒比重用比重瓶法测定。图1 土的三相图10比重瓶法测土的比重Gs11二二二二 描述孔隙体积相对含量的指标描述孔隙体积相对含量的指标描述孔隙体积相对含量的指标描述孔隙体积相对含量的指标 土的孔隙比土的孔隙比土的孔隙比土的孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示。：土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示。：土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示。：土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示。土的孔隙率土的孔隙率土的孔隙率土的孔隙率：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。2 土的孔隙率土的孔隙率n 1 土的孔隙比土的孔隙比e 12土的饱和度土的饱和度土的饱和度土的饱和度：土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百：土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百：土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百：土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百 分数表示。分数表示。分数表示。分数表示。3 土的饱和度土的饱和度Sr二二二二 描述孔隙体积相对含量的指标描述孔隙体积相对含量的指标描述孔隙体积相对含量的指标描述孔隙体积相对含量的指标 13三三 特殊条件下的土的密度特殊条件下的土的密度 1 土的干密度土的干密度d土的干密度土的干密度土的干密度土的干密度：土单位体积中固体颗粒的质量。：土单位体积中固体颗粒的质量。：土单位体积中固体颗粒的质量。：土单位体积中固体颗粒的质量。 图1 土的三相图14三三 特殊条件下的土的密度特殊条件下的土的密度 2 土的饱和密度土的饱和密度sat图1 土的三相图饱和密度饱和密度饱和密度饱和密度：土孔隙充满水时的单位体积土的质量。：土孔隙充满水时的单位体积土的质量。：土孔隙充满水时的单位体积土的质量。：土孔隙充满水时的单位体积土的质量。15三三 特殊条件下的土的密度特殊条件下的土的密度 3 .土的浮密度土的浮密度图1 土的三相图土的浮密度土的浮密度土的浮密度土的浮密度是在地下水位以下，土单位体积内的土粒质是在地下水位以下，土单位体积内的土粒质是在地下水位以下，土单位体积内的土粒质是在地下水位以下，土单位体积内的土粒质量与同体积水质量之差。量与同体积水质量之差。量与同体积水质量之差。量与同体积水质量之差。16四 密度与重度的关系= g 其中：为质量密度单位，g/cm3 为重力密度单位，kN/m317一一 孔隙比和孔隙率的关系孔隙比和孔隙率的关系 孔隙孔隙 土粒土粒 e 体积体积 1 1+e 2.2.2 2.2.2 指标的转换指标的转换18二二 干密度与湿密度和含水率的关系干密度与湿密度和含水率的关系空气空气 土粒土粒 水水 体积体积 1 质量质量 2.2.2 2.2.2 指标的转换指标的转换19三三 孔隙比与比重和干密度的关系孔隙比与比重和干密度的关系孔隙孔隙 土粒土粒 e 体积体积 1 1+e 质量质量 2.2.2 2.2.2 指标的转换指标的转换20四四 饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系土的三项图土的三项图 e 体积体积 1 质量质量 孔隙孔隙 土粒土粒 2.2.2 2.2.2 指标的转换指标的转换21五五 浮密度与比重和孔隙比的关系浮密度与比重和孔隙比的关系孔隙孔隙 土粒土粒 e 体积体积 1 1+e 质量质量 2.2.2 2.2.2 指标的转换指标的转换22例题1：某原状土，测试得天然密度=1.67g/cm3,含水量w=12.9%，土粒比重Gs=2.67，求孔隙比e、孔隙率n和饱和度Sr。土的三项图土的三项图 e 体积体积 1 质量质量 孔隙孔隙 土粒土粒 23