第十一講土的密度與含水率的測定主講教師：王琛艷《工程巖土》在線開放課程學習內容一土的密度計算與測定二土的含水率計算與測定土的孔隙指標計算三空氣Air三相草圖水Water固體Solidma=0mwmsm質量VaVwVsVnV體積一、土的密度計算與測定WaterAirSoilVaVwVsVnVma=0mwmsm質量體積已知關系五個:共有九個參數:

VVnVsVaVω

/msmωmam三相草圖法是一種簡單而實用的方法濕密度土粒密度飽和密度干密度浮密度定義：土單位體積的質量表達式：

單位:kg/m3

或g/cm3試驗方法：環刀法一般范圍:1.60~2.20g/cm31、土的（濕）密度

(天然密度)空氣水固體ma=0mwmsm質量VaVwVsVnV體積粘性土：r=1.8～2.0g/cm3

砂土：r=1.6～2.0g/cm3

腐殖土：

r=1.5～1.7g/cm3

測定方法：一般用“環刀法”，用一個圓環刀（刀刃向下）放在削平的原狀土樣面上，徐徐削去環刀外圍的土，邊削邊壓，使保持天然狀態的土樣壓滿環刀內，稱得環刀內土樣的質量，求得它與環刀容積之比值即為其密度。1、土的濕密度

土樣電子天平環刀定義：土粒密度是指固體顆粒的質量ms與其體積Vs之比；即土粒的單位體積質量

單位：g/cm3

土粒密度僅與組成土粒的礦物密度有關，而與土的孔隙大小和含水多少無關。實際上是土中各種礦物密度的加權平均值。砂土的土粒密度一般為：2.65g/cm3左右粉質砂土的土粒密度一般為：2.68g/cm3粉質粘土的土粒密度一般為：2.68~2.72g/cm3

粘土的土粒密度一般為：2.7-~2.75g/cm3

氣水土粒msmwmVsVwVVa質量m體積V2、土粒的密度ρs

定義：土的孔隙中完全沒有水時的密度，稱干密度；是指土單位體積中土粒的重量，即：固體顆粒的質量與土的總體積之比值。

氣水土粒msmwmVsVwVVa質量m體積V表達式：單位：g/cm3

土的干密度一般常在1.3~1.8g/cm3

在工程上常把干密度作為評定土體緊密程度的標準，以控制填土工程的施工質量。

3、土的干密度

d定義:土的孔隙完全被水充滿時的密度稱為飽和密度。即，土的孔隙中全部充滿液態水時的單位體積質量氣水土粒msmwmVsVwVVa質量m體積V單位:g/cm3

土的飽和密度的常見值為1.8~2.30g/cm34、土的飽和密度

sat

定義:土的浮密度是土單位體積中土粒質量與同體積水的質量之差.ρ’=ρsat-ρw單位:g/cm3

同一種土在體積不變的條件下，它的各種密度在數值上有如下關系：

氣水土粒msmwmVsVwVVa質量m體積V5、土的浮密度’

定義：土中水的質量與土粒質

量之比，用百分數表示表達式：單位:無量綱實驗方法：烘干法,酒精燃燒法一般范圍：變化范圍大二、土的含水率空氣水固體ma=0mwmsm質量VaVwVsVnV體積測定方法：先稱小塊原狀土樣的濕土質量m，然后置于烘箱內維持100～105℃烘至恒重，再稱干土質量ms，水的質量mw為濕土和干土質量之差。鋁盒烘箱電子天平土樣二、土的含水量W用烘干法測定砂類土：28-35%粘性土：30-50%，有的可達60-70%1、孔隙比e：土中孔隙體積與固體顆粒體積之比,為無量綱2、孔隙率(孔隙度)n：土中孔隙體積與總體積之比,用百分數表示空氣水固體ma=0mwmsm質量VaVwVsVnV體積三、土的孔隙指標計算對干土：Sr=0對飽和土：Sr=13、飽和度：土中水的體積與孔隙體積的比值飽和度表示孔隙中充滿水的程度：

三相