土力学与地基基础主讲教师李现者土木系公开课土的物理性质指标教学目的：1、掌握土的含水率、密度、比重的概念以及试验方法；2、会试验操作和试验数据处理。教学重点：指标定义、试验步骤和试验数据处理教学难点：指标多，公式多。教学方法：多媒体教学教学手段：试验+多媒体课后追记：需要课下加强辅导。一、引入二、指标介绍三、试验授课提纲第*页土的组成：一、引入概念 物理性质指标就是表示土中三相比例关系的一些物理量。 土的物理性质指标不仅可以描述土的物理性质和它所处的状态，而且在一定程度上反映了土的力学性质。土的物理性质指标的分类 一类是可以通过试验测定的，如含水率、密度和土粒比重，称为直接指标； 一类是根据直接指标换算的，如孔隙比、孔隙率、饱和度等，称为间接指标土的三相图 理想三相图表示三相的相对含量。mV二、指标介绍直接指标1.土的密度ρ和重度γ密度单位体积土的质量，用ρ表示定义：单位：g/cm3重度？知识拓展：水的密度是多少，重度是多少？单位：KN/m3定义：单位体积土的重量，用γ表示1.土的密度ρ和重度γ 测定方法：环刀法环刀尺寸：内径6-8cm，高2-3cm1.土的密度ρ和重度γ 测定方法：灌砂法灌砂试验记录表 项目名称 杂木河杂木寺水电站施工道路工程 单项工程名称 范围 混合料名称 沙砾土 锥体内砂重 762g 标准砂密度 1.48g/m3 最大干容重（g/cm3） 1.76 最佳含水量（%） 15.6 要求压实度（%） 94 盘号 1 2 3 4 5 6 7 8 灌砂前筒+砂重（g） 6413 6581 6452 6614 6815 6351 6145 6249 灌砂后筒+砂重（g） 3845 4041 4410 3982 4111 3679 3251 3802 锥体内砂重（g） 762 762 762 762 762 762 762 762 灌入试坑砂重（g） 2568 2540 2042 2632 2704 2672 2894 2447 湿土重（g） 3471 3398 3147 3362 3582 3341 3911 3175 湿密度（cm3） 2.00 1.98 2.28 1.89 1.96 1.85 2.00 1.922.土的相对密度（比重）ds 定义：土粒的质量与同体积4℃时纯水的质量之比 表达式：4℃时纯水的密度，常取=1g/cm3知识拓展：公式推导2、土的相对密度ds土的相对密度（比重）ds 测定方法：比重瓶法，事先将比重瓶注满纯水，称瓶加水的质量m1。然后把烘干土若干克(ms)装入空比重瓶内，再加纯水至满，称瓶加水加土的质量m2，按下式计算土粒比重 含水率：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示 表达式：3.土的含水率？小拓展：1000g含水率10%的湿土，水的质量是多少？土粒的质量是多少？？小拓展：1000g含水率为10%的湿土，水的质量是多少？土粒的质量是多少？3、土的含水率 测定方法：烘干法：先称出天然湿土的质量，然后放在烘箱里，在100～105℃下烘干，称干土的质量。土的含水率 测定方法：酒精燃烧法：先称出湿土的质量，加酒精燃烧3次后，称出干土的质量。1.实验数据精度？2.数据是否合格？称盒质量（1）加土称盒+湿土质量（2）称盒+干土质量（3）加酒精，燃烧数据处理（4）-（7）平行试验二、土的间接指标1.干密度ρd干重度γd 干密度ρd 干重度γd干密度ρd干重度γd 土烘干，体积要减小，因而土的干密度不等于烘干土的密度。 土的干密度或干容重是评价土密实程度的指标，干密度或干容重越大表明土越密实，反之越疏松。常用它来控制填土工程的施工质量。2.饱和密度ρsat与饱和重度γsat 定义：土中孔隙完全被水充满，土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量 表达式：3.浮密度与浮容重 定义：指地下水位以下，土体受到水的浮力作用，扣除浮力后单位体积中土粒的有效密度（重度）。 表达式：各种密度和重度之间的比较4、孔隙比e和孔隙率n土的孔隙比e 定义：土中孔隙的体积与土粒的体积之比，以小数表示 表达式：土中孔隙率n 定义：土中的孔隙的体积与土的总体积之比，以百分数表示 表达式：5.土的饱和度Sr 定义：土中孔隙水的体积与孔隙体积之比，以百分数表示 表达式：三、土的指标的换算 常用的物理性质指标共有9个，一般说，已知其中任意3个，通过换算，可以求其余6个。干密度与湿密度和含水率的关系孔隙比与比重和干密度的关系孔隙比与孔隙率的关系饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系当土饱和时，即为Sr=100％则饱和含水率浮密度与比重和孔隙比的关系
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