土工试验与土力学72页PPT讲义课件
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按塑限估最优含水量，取5个不同含水量土样（2.5kg）置 于白铁皮上，用喷水器分别均匀加水，再装入袋内或密封 于盛土器内
分层击实：击实仪放在坚实地面上，取制好土样600~800 克装入筒内整平，击实25次。击时锤应自由落下， 46cm 落距，然后安装护筒，重复击直至试样高出筒顶
用修土刀沿套环内壁削挖后，扭动并取下套环，齐平击实 筒顶削平试样，拆除底板，擦净外壁称重
包权
人书友圈7.三端同步
试验原理
1、分散团粒，制成悬液；确定粒径小于0.1mm土颗粒在水 中沉降速度及其换算。
2、颗粒直径平方与沉降速度成正比，测速度大小来区分粒径 大小。试验测土粒在水中下沉距离L和时间t，用公式求d。
1800 L
d Gs Gt t
3、测L深度处悬液比重与原悬液比重，相比得小于d颗粒重 量百分数。
仪器设备：毛玻璃25×25×5cm；钢丝；电烘箱；称量盒；
感量0.1~0.001g天平 W0
记录
塑限试验操作步骤
取一小块接近塑限含水量的土样，用手搓成圆形， 再用手掌在毛玻璃板上来回轻搓
土工试验讲义PPT课件
▪ 实容积法：根据波义尔一马略特定律设计的速测含水率
仪。它是通过测定土中固相和液相的体积，取土的经验
比重值，换算出土的含水率。该法的原理是波义尔一马
略特定律，首先要求气温基本保持不变，这在填筑工地
上是很难达到的。若以标准温度为20℃，那么气温变化
±1℃，实容积的变化就达到5%，相应含水率的变化也
约5%，为此，目前很少使用。
▪ 土样经过试验之后，余土应贮存于适当容器内，并标记工 程名称及室内土样编号妥善保管，以备审核试验成果之用 。一般保存到试验报告提出1个月以后，委托单位对试验 报告未提出任何疑义时，方可处理。
▪ 处理试验余土时要考虑余土对环境的污染、卫生等要求。
13
试样制备方法及注意事项
▪ 土样和试样的制备程序是试验工作的第一个质量要求，为保 证试验成果的可靠性和试验数据的可比性，必须统一土样和 试样制备方法和程序。土样在试验前必须经过制备程序，扰 动土的土样制备包括土的风干、碾散、过筛、匀土、分样和 贮存等预备程序和击实、饱和等试样制备程序。原状土的土 样制备包括开启，切取等。这些步骤的正确与否，都直接影 响试验成果。土样制备程序视需要的试验而异，所以在土样 制备前应拟定土工试验计划。
30
▪ 酒精燃烧法：在试样中放入酒精，利用酒精在试样上燃烧， 使土中水分蒸发，将土烤干，是快速测定法中较准确的一种 ，适用于没有烘箱或土样较少的情况。由于此法难以控制105 ～110℃的恒温条件，与定义不完全符合，故一般在现场使用 ，或者在制备试样时测定风干土样的含水率，供制样参考。 酒精燃烧法测得的含水率略低于烘干法所测的含水率。
含水率 密度
颗粒密度
黏性土、粉土
原状土（筒）
扰动土
φ10cm×20cm
土工实验ppt课件
2.天平(感量0.1g)；
3. 其他：修土刀、钢丝
锯、玻璃板及圆玻璃片 等。
操作步骤
1. 按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样， 土样的直径和高度应大于环刀，整平其两端放在玻璃 板上。 2. 将环刀的刀口向下放在土面上，然后将环刀垂直下 压，边压边切削，至土样上端伸出环刀为止。削去两 端余土修平，两端盖上平滑的圆玻璃片，以免水分蒸 发。
度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称 干土的质量m2。
8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入
土深度和含水率（圆锥入土深度宜为3～4mm，7～9mm， 15～17mm）。
（五）成果整理
①含水率计算 ；
②塑限和液限确定 以含水率为横坐标，以圆锥入土深度 为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与 相应的圆锥入土深度关系曲线，如图。三 点应在一根直线上，如图中A线。 如果三点不在同一直线上，通过高含 水率的一点与其余两点连两根直线，在圆 锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水 率； 如果两个含水率的差值小于2%，用该 两含水率的平均值的点与高含水率的测点 作直线，如图中的B线，若两个含水率差 值等于、大于2%，则应补点或重做试验。
m m 1 2 100 % m m 2 0
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm 对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率 为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。
③塑性指数计算；
Ip L P
④液性指数计算
p IL Ip
图1-1 液限、塑限联合测定仪
（四）试验步骤
1、取原状土样或用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷
洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润 湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。
3. 其他：修土刀、钢丝
锯、玻璃板及圆玻璃片 等。
操作步骤
1. 按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样， 土样的直径和高度应大于环刀，整平其两端放在玻璃 板上。 2. 将环刀的刀口向下放在土面上，然后将环刀垂直下 压，边压边切削，至土样上端伸出环刀为止。削去两 端余土修平，两端盖上平滑的圆玻璃片，以免水分蒸 发。
度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称 干土的质量m2。
8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入
土深度和含水率（圆锥入土深度宜为3～4mm，7～9mm， 15～17mm）。
（五）成果整理
①含水率计算 ；
②塑限和液限确定 以含水率为横坐标，以圆锥入土深度 为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与 相应的圆锥入土深度关系曲线，如图。三 点应在一根直线上，如图中A线。 如果三点不在同一直线上，通过高含 水率的一点与其余两点连两根直线，在圆 锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水 率； 如果两个含水率的差值小于2%，用该 两含水率的平均值的点与高含水率的测点 作直线，如图中的B线，若两个含水率差 值等于、大于2%，则应补点或重做试验。
m m 1 2 100 % m m 2 0
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm 对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率 为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。
③塑性指数计算；
Ip L P
④液性指数计算
p IL Ip
图1-1 液限、塑限联合测定仪
（四）试验步骤
1、取原状土样或用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷
洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润 湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。
土工常规试验PPT课件
则的土可用蜡封法。
灌砂法和灌水法一般在野外应用，
适用于砂、砾等。
2021
74
2、灌砂法测密实度
概念
❖所谓灌砂法是利用已知密度的砂 灌入试坑来测得被测土样试坑的 体积，从而测定土样密度的一种 方法。
❖本法适用于测定粗粒土的密度和 压实度，也可以测定细粒土的密 度和压实度。
2021
75
密度为单位体积内物质的质量；压 实度为实测干密度与最大干密度之 百分比。
2021
46
2021
47
2021
48
四、土的击实试验
（重型击实仪法）
2021
49
目的：是要确定该 土可能达到的最大 密度、最佳含水量。
为土质路基提供压 实密度的依据，回 填土的压实密度等。
2021
50
1、试验准备
目的和适用范围 本试验分轻型击实和重型击实。试 验目的是测定土的最佳含水量及最 大干密度
②将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与 工地所挖试坑内的体积相当（可等于标定罐的容积）， 然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量 ，准确至1g。
2021
81
③不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移 至玻璃板，将开关打开，让砂流出，直到 筒内砂不再流动时，将开关关上，并细心 地取走灌砂筒。
④收集并称量留在板上的砂或称量筒内的 砂，准砂至1g。玻璃板上的砂就是填满锥 体的砂 。
两点连成两条直线，找出锥入深度， 求出ac和bc的含水率。当两个含水 率差值小于2%，以平均值与a点连 成一条线，大于2%时，应重做
2021
44
2021
45
液限确定方法 在h-w图上，查的纵坐标入土深度 h=20mm所对应的横坐标的含水率w 即为该土样的液限 塑限确定方法 根据本试验求出的液限，通过液限 与塑限时入土深度的曲线，查得hp， 求出入土深度为hp时的含水率，即 为该土样的塑限
灌砂法和灌水法一般在野外应用，
适用于砂、砾等。
2021
74
2、灌砂法测密实度
概念
❖所谓灌砂法是利用已知密度的砂 灌入试坑来测得被测土样试坑的 体积，从而测定土样密度的一种 方法。
❖本法适用于测定粗粒土的密度和 压实度，也可以测定细粒土的密 度和压实度。
2021
75
密度为单位体积内物质的质量；压 实度为实测干密度与最大干密度之 百分比。
2021
46
2021
47
2021
48
四、土的击实试验
（重型击实仪法）
2021
49
目的：是要确定该 土可能达到的最大 密度、最佳含水量。
为土质路基提供压 实密度的依据，回 填土的压实密度等。
2021
50
1、试验准备
目的和适用范围 本试验分轻型击实和重型击实。试 验目的是测定土的最佳含水量及最 大干密度
②将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与 工地所挖试坑内的体积相当（可等于标定罐的容积）， 然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量 ，准确至1g。
2021
81
③不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移 至玻璃板，将开关打开，让砂流出，直到 筒内砂不再流动时，将开关关上，并细心 地取走灌砂筒。
④收集并称量留在板上的砂或称量筒内的 砂，准砂至1g。玻璃板上的砂就是填满锥 体的砂 。
两点连成两条直线，找出锥入深度， 求出ac和bc的含水率。当两个含水 率差值小于2%，以平均值与a点连 成一条线，大于2%时，应重做
2021
44
2021
45
液限确定方法 在h-w图上，查的纵坐标入土深度 h=20mm所对应的横坐标的含水率w 即为该土样的液限 塑限确定方法 根据本试验求出的液限，通过液限 与塑限时入土深度的曲线，查得hp， 求出入土深度为hp时的含水率，即 为该土样的塑限
《土力学试验》课件
土的力学性质试验
土的压缩试验
总结词
了解土的压缩性
01
总结词
确定土的压缩系数
03
总结词
分析土的压缩性对工程的影响
05
02
详细描述
通过土的压缩试验，可以了解土在不同压力 下的压缩性，从而评估土的工程性质和稳定 性。
04
详细描述
通过测量土在不同压力下的高度变化 ，可以计算出土的压缩系数，进一步 了解土的压缩性。
在进行土力学试验时，必须严格遵守操作规程， 确保试验过程的规范性和准确性。
注意安全防范措施
在试验过程中，应采取必要的安全防范措施，如 佩戴防护眼镜、手套等，确保试验人员的人身安 全。
定期校准仪器设备
为确保仪器设备的准确性，应定期对使用的仪器 设备进行校准和维护。
加强数据处理和记录的管理
数据处理和记录的管理是确保试验结果准确性的 重要环节，应加强管理和监督，确保数据的真实 性和可靠性。
利用现代技术实现试验过 程的自动化和智能化，提 高试验效率。
绿色化
减少试验过程中对环境的 影响，推广环保型试验方 法。
标准化
制定统一的试验标准和规 范，促进土力学试验的国 际化发展。
对未来研究的展望
新材料和新方法的探索
研究新型土工材料和试验方法，满足工程需求。
多学科交叉融合
加强土力学与其他学科的交叉融合，拓展研究领域。
分析土的动力性质与工程安全的关系
详细描述
在地震、交通等动力作用下，土的动力性质对工程安全性具有重要影 响，如不进行有效的处理，可能导致工程失稳、破坏等问题。
04
土力学试验数据处理与分析
数据处理方法
数据清洗
去除异常值、缺失值和重复值 ，确保数据质量。
土的压缩试验
总结词
了解土的压缩性
01
总结词
确定土的压缩系数
03
总结词
分析土的压缩性对工程的影响
05
02
详细描述
通过土的压缩试验，可以了解土在不同压力 下的压缩性，从而评估土的工程性质和稳定 性。
04
详细描述
通过测量土在不同压力下的高度变化 ，可以计算出土的压缩系数，进一步 了解土的压缩性。
在进行土力学试验时，必须严格遵守操作规程， 确保试验过程的规范性和准确性。
注意安全防范措施
在试验过程中，应采取必要的安全防范措施，如 佩戴防护眼镜、手套等，确保试验人员的人身安 全。
定期校准仪器设备
为确保仪器设备的准确性，应定期对使用的仪器 设备进行校准和维护。
加强数据处理和记录的管理
数据处理和记录的管理是确保试验结果准确性的 重要环节，应加强管理和监督，确保数据的真实 性和可靠性。
利用现代技术实现试验过 程的自动化和智能化，提 高试验效率。
绿色化
减少试验过程中对环境的 影响，推广环保型试验方 法。
标准化
制定统一的试验标准和规 范，促进土力学试验的国 际化发展。
对未来研究的展望
新材料和新方法的探索
研究新型土工材料和试验方法，满足工程需求。
多学科交叉融合
加强土力学与其他学科的交叉融合，拓展研究领域。
分析土的动力性质与工程安全的关系
详细描述
在地震、交通等动力作用下，土的动力性质对工程安全性具有重要影 响，如不进行有效的处理，可能导致工程失稳、破坏等问题。
04
土力学试验数据处理与分析
数据处理方法
数据清洗
去除异常值、缺失值和重复值 ，确保数据质量。
土工试验与土力学72页PPT讲义课件
▪ 土的固相包括矿物颗粒和有机质，它 们是构成土的骨架最基本的物质。
▪ 土的液相指存在于孔隙中的水，包括 结合水和自由水。
▪ 土的气相指存在于孔隙中的气体，包 括与大气联通与不联通两大类。
土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用
次要作用 重要影响
➢ 土的物理性质指标
土的物理性质指标反映了土的松密、软硬等物理状态，也间
➢ 土工试验的内容
土工试验 土的物理性质试验 土的力学性质试验 土的水理性质试验 土的动力性质试验 土的特殊性质试验
本次主要 讨论内容
介绍渗透 试验
介绍湿陷 性试验
➢ 土的物理性质试验
土的物理性质试验 含水量试验 密度试验 比重试验 界限含水量试验 颗粒分析试验 砂的相对密度试验
➢ 土的力学性质试验
碎石土的分类
土的名称
颗粒形状
颗粒级配
漂石 块石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于200mm的颗 粒含量超过全重50％
卵石 碎石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于20mm的颗粒 含量超过全重50％
圆砾 角砾
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
过试验测定的，假定土粒体积 为1，则可以根据三个基本指 标换算出其余各指标。
1+e
ds（1＋ω）ρw dsρw ωdsρw
Vs＝1
土粒
换算关系式：
e ds w 1 ds (1 )w 1
d
sat
ms
VV w
V
(ds e)w
1 e
sat
w
(ds 1)w
1 e
推导： m ds (1 )w
V
土力学与地基基础土工试验指导书PPT课件
含水量 （%）
平均含水量 （%）
二、 密度试验
土的密度指土单位体积的质量。土的密度测定方法有：环 刀 法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。
环刀法适用于一般粘性土；蜡封法适用与易破碎的土或 形状不规则的坚硬土；灌水法、灌砂法适用于现场测定原状 砂和砾质土的密度。 1．试验目的：测定土的密度，以了解土的疏密和干湿状态， 为计算土的其它换算指标以及工程设计提供必需的数据。土 的密度也是土的基本物理性质指标之一。 2．试验方法：环刀法，适用于粘性土（细粒土）。
(2)打开盒盖，放入烘箱，在105——110ºC的恒温下烘至恒 量（粘土、粉土不小于8h，砂土不少于6h）
(3)将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖。放入干燥器内冷却 至室温，称出盒加干土总质量m2，准确至0.01g。
含水量测定
环刀
透水石
5、计算公式
6．成果整理：按规定，本试验必须对两个试样进行平行 测定，测定的差值，当 w<40%时,平行差值不得大于 1%；当 w≥40%时,平行差值不得大于2%；取两次测 值的平均值，以百分数表示。
熟练掌握四个土工试验的基本原理和操作方法，学会各 项土工试验资料的整理与成果分析。
难点:试验数据的计算与处理、试验曲线和图表的绘制。
主要内容
【试验一】土的基本物理性质指标测定 【试验二】塑限、液限联合测定试验 【试验三】标准固结（压缩）试验 【试验四】直接剪切试验
【采用电热烘箱，控制温度为105——110ºC。 (2)天平: 称量200g,最小分度值0.01g。 (3)其他：称量盒、干燥器（内有硅胶或氯化钙作为干燥剂）等。
4．操作步骤：
(1)从原状土样中，选取具有代表性的试样15——30g，放入 称量盒内，盖上盒盖，称出盒加湿土的总质量 m1，准确至 0.01g。
土力学实验教学(6个常规试验)PPT课件
（3）擦净环刀外壁，称环刀与土质量m1，准确至 0.1g。
（4）本实验须进行二次平行测定，其平行差值不 得大于0.03g/cm3，求其算术平均值。
14
四、成果整理：
按下列公式计算湿密度和干密度
式中
d
1＋0.010
——湿密度，g/cm3；
m 1
V
m 2
m 1 ——环刀与土质量，g；
m 2 ——环刀质量，g；
16
二、液限实验
1、仪器设备： 重为76g（交通部土工实验规程用100g重的
圆锥仪）的手提式或者电子自动液限仪、 秒表、铝盒、调土刀、瓷碗、吸管、吹风 机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵、凡士林 等。
17
鼓 风 干
铝 盒
燥
箱
调 土 碗 液 限 仪 修 土 刀
18
2、操作步骤：
（1）土样制备，应尽可能采用天然含水量的土样 进行测定，如为风干土时，应预先进行研碎并过 0.5mm筛，而后喷洒适量的水拌和后放在有盖玻 璃瓶中润湿静置24小时。
为了近似地模拟现场土体的剪切条件，将直剪实 验分为快剪，固结快剪和慢剪三种实验方法。本 实验只进行快剪实验。
实验性质：验证型基本实验。
38
二、仪器设备：
（1）应变控制式直剪仪。 （2）环刀：内径61.8mm，高20mm。 （3）位移量测设备：百分表：量程为10mm，分
度值为0.01mm。
0
m
' 0
V
； ，g/cm3；34
ei
——某一压力下稳定孔隙比；ei
hi hs
1
，hs
h0 1 e0
P i ——某一压力值（kPa）；
m 0 ——湿土质量，g；
（4）本实验须进行二次平行测定，其平行差值不 得大于0.03g/cm3，求其算术平均值。
14
四、成果整理：
按下列公式计算湿密度和干密度
式中
d
1＋0.010
——湿密度，g/cm3；
m 1
V
m 2
m 1 ——环刀与土质量，g；
m 2 ——环刀质量，g；
16
二、液限实验
1、仪器设备： 重为76g（交通部土工实验规程用100g重的
圆锥仪）的手提式或者电子自动液限仪、 秒表、铝盒、调土刀、瓷碗、吸管、吹风 机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵、凡士林 等。
17
鼓 风 干
铝 盒
燥
箱
调 土 碗 液 限 仪 修 土 刀
18
2、操作步骤：
（1）土样制备，应尽可能采用天然含水量的土样 进行测定，如为风干土时，应预先进行研碎并过 0.5mm筛，而后喷洒适量的水拌和后放在有盖玻 璃瓶中润湿静置24小时。
为了近似地模拟现场土体的剪切条件，将直剪实 验分为快剪，固结快剪和慢剪三种实验方法。本 实验只进行快剪实验。
实验性质：验证型基本实验。
38
二、仪器设备：
（1）应变控制式直剪仪。 （2）环刀：内径61.8mm，高20mm。 （3）位移量测设备：百分表：量程为10mm，分
度值为0.01mm。
0
m
' 0
V
； ，g/cm3；34
ei
——某一压力下稳定孔隙比；ei
hi hs
1
，hs
h0 1 e0
P i ——某一压力值（kPa）；
m 0 ——湿土质量，g；
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n Vv 100% V
Sr
V Vv
100 %
m ms mw Vs Vw Va
VV
质量m 气 水
体积V 3.不同状态下土的密度和重度 饱和密度ρsat ：土体中孔隙完全 被水充满时的土的密度。
土粒
sat
ms
Vv
V
浮密度ρ ：土单位体积内土粒
干密度ρd ：单位体积中固体颗 粒部分的质量。
质量与同体积水的质量之差。
土工试验与岩土工程
▪ 第一章 概述 ▪ 第二章 土的组成、物理性质指标与试验方法 ▪ 第三章 土的物理性质指标与土的工程分类、鉴定 ▪ 第四章 土的力学指标与试验方法 ▪ 第五章 渗透系数与试验方法 ▪ 第六章 湿陷系数与试验方法 ▪ 第七章 土的物理力学指标应用举例
第一章 概述
➢ 土工试验的意义和作用
➢ 土工试验的内容
土工试验 土的物理性质试验 土的力学性质试验 土的水理性质试验 土的动力性质试验 土的特殊性质试验
本次主要 讨论内容
介绍渗透 试验
介绍湿陷 性试验
➢ 土的物理性质试验
土的物理性质试验 含水量试验 密度试验 比重试验 界限含水量试验 颗粒分析试验 砂的相对密度试验
➢ 土的力学性质试验
粘性土 粉质粘土
粘土
2.72～2.73
2.74～2.76
m ms mw Vs Vw Va
VV
➢ 换算指标
质量m 气 水
土粒
体积V
1.孔隙比e和孔隙率n
孔隙比e ：土中孔隙体积与土粒 体积之比。
e Vv Vs
孔隙率n ：土中孔隙体积与总体 积之比，以百分数表示。
2.土的饱和度Sr ：土中孔隙水 的体积与孔隙总体积之比，以 百分数表示。
▪ 土的固相包括矿物颗粒和有机质，它 们是构成土的骨架最基本的物质。
▪ 土的液相指存在于孔隙中的水，包括 结合水和自由水。
▪ 土的气相指存在于孔隙中的气体，包 括与大气联通与不联通两大类。
土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用
次要作用 重要影响
➢ 土的物理性质指标
土的物理性质指标反映了土的松密、软硬等物理状态，也间
土的比重ds：土的固体颗粒质量与同体积4°C时纯水的质
量之比。
ds
ms Vs
1
w
=
s w
土的比重可在实验室采用“比重瓶法”测定。将风干碾碎 的土样注入比重瓶内，由排出同体积的水的质量原理测定 土颗粒的体积Vs。土粒相对密度变化幅度不大，一般可按 下表取值。
土的名称 比重
砂土 2.65～2.69
粉土 2.70～2.71
土的力学性质试验 压缩试验 击实试验 抗剪强度试验
➢ 问题的提出
土工试验的方法和步骤？ 为什么要严格按照土工规程的方法和步骤操作？ 土工试验得到的参数有什么物理和力学意义？ 土工测试结果对工程设计和施工有什么指导作用？
要回答这些问题，我们必须对土的组成和土力学有些基本的了解
第二章 土的组成、物理性质指标 与试验方法
m ms mw V Vs Vw Va
d
ms V
sat
ms
Vv V
ms Vs
V
e Vv Vs
常用换算式
Sre -1 ds d
ds
Sre
ds (1 )w 1 e
（d 1+）
d
ds w 1 e
1
sat
(ds e)w 1 e
(ds 1)w 1 e
▪ 土工试验为土力学计算、工程设计和施工提供可靠的参数， 是正确评价工程地质条件不可缺少的前提和依据。
▪ 土工试验是各类工程建设项目中首先必须解决的问题。 ▪ 土工试验在土力学的发展过程中占有相当重要的地位。 ▪ 原位测试代替不了室内土工试验。
因此，土工试验是每个岩土工程技术人员必须了解 和熟悉的内容！
土的密度ρ：单位体积土的质量。
m ms mw
V Vs Vw Va
工程中常用重度来表示单位体积
土的重力。
m
ms
mw
气 水
土粒
Vs V
g
重力加速度，近似取
10m/s2 土的密度一般采用“环刀法”测
定。
Vw Va Vv
土的含水量
土的含水量：土中水的质量与
气
土粒质量之比。
mw
水
m
Vs V
过试验测定的，假定土粒体积 为1，则可以根据三个基本指 标换算出其余各指标。
1+e
ds（1＋ω）ρw dsρw ωdsρw
Vs＝1
土粒
换算关系式：
e ds w 1 ds (1 )w 1
d
sat
ms
VV w
V
(ds e)w
1 e
sat
w
(ds 1)w
1 e
推导： m ds (1 )w
V
1 e
ms Vs
V
d
ms V
土的三相比例指标中的质量密度指标共有4个，土的密度ρ，饱
和密度ρsat，干密度ρd，浮密度ρ (kg/m3),相应的重度指标也有4 个，土的重度，饱和重度sat，干重度d，浮重度 (kN/m3)。
➢ 指标间的换算
质量m 气 水
Vv=e
体积V
土的三相指标中，土粒比重
ds ，含水量ω和密度ρ是通
➢ 土的三相组成
▪ 土是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体，土粒之间的空隙中 包含着水和气体，所以土是由颗粒（固体）、水（液体）、 气（气体）所组成的三相体系。随着土的三相组成物质的质 量和体积比例的不同，土的轻重、松密、干湿、软硬等一系 列物理性质和状态也随之发生改变，土的物理性质又在一定 程度上决定了其化学、力学性质。
接反映了土的工程性质。而土地松密和软硬程度主要取决于
土的三相组成，因此，要研究土的物理性质，就必须分析土
的三相比例关系，它是评价土的工程性质的最基本的物理性
质指标，也是岩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工程勘察报告中不可缺少的基本内容。
土的物理指标
三相指标
试验指标
换算指标
含水量
密度
比重
其他物理性质指标
Vw Va Vv
土的密度
d
ms V
ds w
1 e
1
n VV e V 1e
Sr
Vw VV
mw
VV W
ds
e
名称 含水量 土粒比重 密度 干密度 饱和密度 有效密度
孔隙比
孔隙率 饱和度
符号 ds d sat ’
e
n Sr
土的三相比例指标换算公式
三相比例表达式
mw 100% ms
ds
ms Vs
1 w
=
s w
mw 100%
ms
ms
土粒
含水量是标志土湿度的一个重要指标。含水量越小，土越干； 反之土很湿或饱和。一般来说，同一类土，当其含水量增大 时，则其强度及降低。土的含水量对粘性土、粉土等细粒土 的性质影响较大，对粉砂、细砂稍有影响，而对碎石土等几 乎没有影响。
土的含水量一般采用“烘干法”测定。
土的比重（相对密度）