土的三相指标
土的三相比例指标换算公式
土的三相比例指标换算公式
土壤的三相比例指标换算公式如下：
1.砂粉砂界限计算公式：
C_1=D_25/D_15
其中，C_1表示砂粉砂界限，D_25表示土壤颗粒通过穿透50%所需的筛孔尺寸，D_15表示土壤颗粒通过穿透15%所需的筛孔尺寸。
C_1的数值越大，表示土壤中砂的含量越高，粘性较小，渗透性较好。
2.粉砂粉土界限计算公式：
C_2=D_50/D_25
其中，C_2表示粉砂粉土界限，D_50表示土壤颗粒通过穿透50%所需的筛孔尺寸。
C_2的数值越大，表示土壤中粉砂的含量越高，颗粒较小，保水性较好。
3.粉砂砂界限计算公式：
C_3=D_75/D_25
其中，C_3表示粉砂砂界限，D_75表示土壤颗粒通过穿透75%所需的筛孔尺寸。
C_3的数值越大，表示土壤中粉砂颗粒的含量越高，保水性较差。
这些公式是根据土壤颗粒分布特征的测定结果得出的，通过测定土壤样本中不同粒径颗粒的含量百分比，可以计算出不同比例指标。
这些指标可以用来估计土壤的性质和用途，并且对于农田的土壤改良、水土保持等工作也有参考价值。
要注意的是，三相比例指标换算公式只是一种近似计算方法，实际土壤中的颗粒分布情况受到多种因素的影响，如土壤类型、风化程度、物理结构等，因此在实际应用中应结合实地调查和分析，综合考虑其他土壤性质指标，来评估土壤的综合特性和潜力。
土的三相比例指标
土的三相比例指标1. 简介土的三相比例指标是土壤学中用于描述土壤组成的一个重要参数。
它通过对土壤中固体颗粒的比例进行分析，揭示了土壤中不同颗粒所占比重的大小，从而为土地利用和农业生产提供了重要依据。
2. 土壤组成土壤是由固体颗粒、液体和气体组成的复杂体系。
其中，固体颗粒主要包括矿物质、有机质和微生物等。
2.1 矿物质矿物质是构成土壤固体颗粒的主要成分之一。
它们来源于岩石的风化、侵蚀和沉积作用，在长时间内逐渐形成了各种类型的矿物质。
常见的矿物质有石英、长石、云母等。
2.2 有机质有机质是指植物和动物残体经过分解后形成的具有碳氮化合物特征的有机物。
它在土壤中起着保持水分、改善结构和提供养分等重要作用。
有机质的含量对土壤肥力和植物生长具有重要影响。
2.3 微生物微生物是土壤中的重要组成部分，包括细菌、真菌、放线菌等。
它们通过分解有机质、固定氮气和解除土壤中的污染物等作用，对土壤质量和生态系统稳定性起着重要作用。
3. 土的三相土的三相指的是固体相、液相和气相。
它们是构成土壤体系的重要组成部分，对土壤的水分保持和气体交换起着关键作用。
3.1 固体相固体相是指土壤中固定在颗粒表面或孔隙中的固体物质。
它主要由矿物质和有机质组成。
固体相的比例可以反映土壤的结构性质，如颗粒大小、孔隙度等。
3.2 液相液相是指土壤中填充在颗粒间隙中以及吸附在颗粒表面上的水分。
液相含量直接影响着土壤的水分状况和植物生长状况。
液相的比例可以通过测定土壤含水量来进行评估。
3.3 气相气相是指土壤中填充在颗粒间隙中的气体，主要是空气。
气相含量对土壤通气性和植物根系呼吸有重要影响。
气相的比例可以通过测定土壤孔隙度来进行评估。
4. 土的三相比例指标土的三相比例指标是用于描述土壤中固体相、液相和气相之间比例关系的参数。
常见的指标有固体相含量、液相含量和气相含量等。
4.1 固体相含量固体相含量是指土壤中固体颗粒所占总体积的百分比。
它反映了土壤的结构性质和颗粒组成。
土的三相组成比例指标换算公式
土的三相组成比例指标换算公式
土壤的三相组成是指土壤中固体相、液相和气相的比例。
土壤三相组成比例可以通过下面的公式进行换算。
1.含水量（W）：表示土壤中液相（水分）的比例。
可以通过测量土壤中的水重（Ww）和土壤干重（Ws）来计算。
W=(Ww/Ws)*100%
2.含气量（G）：表示土壤中气相（空气）的比例。
可以通过测量土壤中的气孔体积（Va）和总体积（Vt）来计算。
G=(Va/Vt)*100%
3.含固量（S）：表示土壤中固体相（颗粒）的比例。
可以通过测量土壤中固体的重量（Ws）和总体积（Vt）来计算。
S=(Ws/Vt)*100%
注意：计算含水量、含气量和含固量的前提是需要进行相应的测量。
测量方法有很多种，如干燥法、重量法、孔隙度法等。
土壤三相组成比例的换算公式可以用于研究土壤的理化性质和水分保持能力等。
不同的土壤三相组成比例会对土壤的性质和功能产生不同的影响。
例如，土壤中含水量较高时，土壤的肥力可能较高，但土壤的侵蚀和渗透性能也会受到影响；土壤中含气量较高时，土壤的通气性和氧气供应能力可能较好，但对水分的保持能力较差；土壤中含固量较高时，土壤的结构和稳定性可能较好，但导水性较差。
因此，了解土壤的三相组成比例对于科学合理地管理土壤、提高土壤质量和发挥土壤功能具有重要的意义。
土力学及地基基础第2讲土的三相比例指标详解
三、换算指标
质量m
m m s m w ma
气
Vs VwVa V
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：
水
土粒
Vv e Vs
孔隙率n ：土中孔隙体积与总体积之比，用百 分数表示： •注意：e和n是反映土体密实度的重要指标；
Vv n 100 % V
一般e<0.6的土是密实的，e>1.0的土是疏松的。
d
1
d s (1 w) w
1
sat
ms VV w ( d s e) w V 1 e ( d s 1) w 1 e
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n
Sr
VV e V 1 e
sat w
Vw mw wd s VV VV w e
根据饱和度分为三种状态:
Sr≤50%稍湿； 50％＜Sr≤80%很湿； Sr＞80%饱和
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质量m
m m s m w ma
气 水 土粒
Vs VwVa V
体积V
3.不同状态下土的密度和重度 饱和密度ρsat ： 干密度ρd ：
sat ms Vv 源自w V郑州大学远程教育学院
•准备烘干的试样盒
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质量m
m m s m w ma
气 水 土粒
Vs VwVa V
体积V
3.土粒相对密度ds（土粒比重）：土粒
质量与同体积的4℃时纯水的质量之比。
ds
Vs w1
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质量m
m s mw ma
土的三项基本物理性质指标
土的三项基本物理性质指标土的物理力学基本指标知识点主要分为：质量密度；孔隙比；孔隙率；含水量；饱和度；界限含水量；液限；塑限；塑性指数；液性指数；渗透系数；内摩擦角与黏(内)聚力等。
土的物理力学基本指标土的三相(固体颗粒、水和气)组成特性，构成了其许多物理力学特性。
相同成分和结构的土中，土的三相之间具备相同的比例。
土的三相共同组成的重量和体积之间的比例关系相同，则土的重量性质(重、轻情况)、不含水性(含水程度)和孔隙性(规整程度)等基本物理性质各不相同，并随着各种条件的变化而发生改变。
比如对同一成分和结构的土，地下水位的增高或减少，都将发生改变土中水的含量;经过压实,其孔隙体积将增大。
这些情况都可以通过适当指标的具体内容数字充分反映出。
土的物理力学基本指标主要有: ①质量密度；②孔隙比；③孔隙率；④含水量；⑤饱和度；⑥界限含水量:黏性土由一种物理状态向另一种物理状态转变的界限状态所对应的含水量；⑦液限:土由流动状态转入可塑状态的界限含水量，是土的塑性上限，称为液性界限，简称液限；⑧塑限:土由可塑状态转为半固体状态时的界限含水量为塑性下限，称为塑性界限，简称塑限；⑨塑性指数:土的液限与塑限之差值；⑩液性指数:土的天然含水量与塑限差值与塑性指数之比值；⑾渗透系数:土被水透过称为土的渗透性，水在土孔隙中流动则为渗流。
在一定水力梯度下，渗流速度反映土的渗透性强弱，渗透系数是渗流速度与水力梯度成正比的比例系数；⑿内摩擦角与黏(内)聚力:土的抗剪强度由滑动面上土的黏聚力(阻挡剪切)和土的内摩阻力两部分组成，摩阻力又与法向应力成正比，其中内摩擦角反映了土的摩阻性质。
因而内摩擦角与黏聚力是土抗剪强度的两个力学指标。
土的三相比例指标及换算关系推导
土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密，是评价土的工程性质的最基本的物理性质指标，也是工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。
为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中的实际上处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－4所示的三相图。
在图1－4中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V 为土中空气的体积Va 、水的体积Vw 和土粒的体积Vs 之各；土样的质量m 为土中空气质量ma 、水的质量mw 和土粒的质量ms 之和；通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
图1－4 土的三相图三相比例指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标通过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1． 土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V ，质量为m ，则土的密度ρ可由下式表示：1s sat dγλγ=-3(/)m g cm V ρ= （1－8a ） 土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm 3，一般土的密度为1.60～2.20 g/cm 3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以区别于其他条件下的指标，如下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2． 土粒密度是干土料的质量与基体积之比，由下式表示：3(/)s s sm g cm V ρ= （1－9） 3． 土的含水量是土中水的质量与固体（土粒）的质量之比，由下式表示：100%w sm w m =⨯ （1－10） 含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
土力学简答题（1）
土力学简答题（1）1、土的三相指标有哪些?哪些可以直接测定？如何测定？答：三相指标：土地的干密度、土的饱和密度、土的浮密度、土的孔隙比、土的孔隙率、土的饱和度直接测定：土的含水量、土的密度、土粒的的相对密度测定方法：烘干发、环刀法、比重计法。
2、流砂与管涌现象有什么区别和联系？答：区别与联系：○1流沙发生在水力梯度大于临界水力梯度；管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度的情况下；○2流沙发生的部位在渗流溢出处；管涌发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部；○3流沙发生在水流方向上；管涌没有限制。
3、在工程中，如何考虑土中应力分布规律？答：○1考虑相邻建筑物时，新老建筑物要保持一定的净距，其具体值依据原有基础荷载和地基土质而定，一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍；○2同样道理，当建筑物基础临近边坡即坡肩时，会使土坡的下滑力增加，要考虑和分析边坡的稳定性。
要求基础离开边坡有一个最小的距离a。
○3应力和应变式联系在一起的，附加应力大，地基变形也大；反之，地基变形就小，甚至可以忽略不计。
因此在计算地基最终沉降量时，“沉降计算深度Zn”用应力比法确定。
4、简述太沙基有效应力原理。
答：土的有效应力等于总应力减去孔隙水压力；土的有效应力控制了土的变形。
5、地基附加应力分布规律有哪些？答：○1附加应力不仅发生在荷载作用面积之下，而且发生在荷载作用面积之外相当大的范围之下，这就是基地附加应力的扩散分布。
○2在离基底不同深度z处各水平面上，以基底中心点以下轴线处σz值最大，随离中性轴距离增大曲线减小。
○3在荷载分布范围之下任意点沿铅垂线的σz值，随深度增大曲线减小。
○4条形荷载比相同宽度的方形荷载σz的影响深度大，在相同深度处，条形荷载在地基中的σz比相同宽度方形荷载大的多。
6、在砂土地基和软粘土地基中，建造同样的建筑物，施工期和使用期内哪些地基土的建筑物的沉降量大?为什么？答：施工期内砂土地基上建筑物的沉降量大，并能达到基本稳定；使用期内软念土地基上建筑物的沉降量大。
土的三相比例指标推导
土的三相比例指标推导土的三相比例指标土的三相物质在体积和质量上的比例关系称为三相比例指标。
三相比例指标反映了土的干燥与潮湿、疏松与紧密，是评价土的工程性质的最基本的物理性质指标，也是工程地质勘察报告中不可缺少的基本内容。
为了推导土的三相比例指标，通常把在土体中的实际上处于分散状态的三相物质理想化地分别集中在一起，构成如图1－4所示的三相图。
在图1－4中，右边注明各相图的体积，左边注明各相的质量或重力。
土样的体积V 为土中空气的体积Va 、水的体积Vw 和土粒的体积Vs 之各；土样的质量m 为土中空气质量ma 、水的质量mw 和土粒的质量ms 之和；通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量就仅为水和土料质量之各。
图1－4 土的三相图三相比例指标可分为二种，一种是试验指标；另一种是换算指标。
一、试验指标通过试验测定的指标有土的密度、土料密度和含水量。
1．土的密度是单位体积土的质量，如令土的体积为V ，质量为m ，则土的密度ρ可由下式表示：1s sat d γλγ=-3(/)mg cm Vρ= （1－8a ）土的密度常用环刀法测定，其单位是g/cm 3，一般土的密度为1.60～2.20 g/cm 3。
对天然土求得的密度称为天然密度，相应的重度称为天然重度，以区别于其他条件下的指标，如下面要讲到的干密度、饱和密度和饱和重度等。
2．土粒密度s ρ是干土料的质量s m 与基体积s V 之比，由下式表示：3(/)ss sm g cm V ρ=（1－9）3．土的含水量w 是土中水的质量w m 与固体（土粒）的质量s m 之比，由下式表示：100%wsm w m =（1－10）含水量常用烘干法测定，是描述土的干湿程度的重要指标，常以百分数表示。
土的天然含水量变化范围很大，从干砂的含水量接近于零到蒙脱土的含水量可达百分之几百。
二、换算指标除了上述三个试验指标之外，还有六个可以计算求得的指标，称为换算指标，包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。
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m s
土的含水量常用烘干法测定。
图1 土的三相图
烘干法测含水量
一 试验直接测定指标
3. 土粒比重Gs
土粒比重：土粒质量与同体 积4℃时纯水的质量之比。无 量纲。
G
m s
＝s
s V
s w1
w1
土粒比重用比重瓶法测定。
图1 土的三相图
比重瓶法测土的比重Gs
二 描述孔隙体积相对含量的指标
2.2 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。
总质量：m=ms+mw
总体积：V=Vs+Vv=Vs+Va+Vw 符号： s—soil v—void
图1 土的三相图
a—air w—water
直接测定指标（可在实验室内直接测定）： 密度、含水量、土粒比重
描述孔隙体积相对含量的指标 孔隙比、孔隙率、饱和度
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
2.1 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。
1 土的孔隙比e
土的孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数表示。 e Vv Vs
2 土的孔隙率n 土的孔隙率：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示。
n Vv 100% V
二 描述孔隙体积相对含量的指标
3 土的饱和度Sr 土的饱和度：土孔隙中水的体积与孔隙体积之比，以百
分数表示。
Sr
Vw Vv
特殊条件下的土的密度 干密度、饱和密度、浮密度
密度与重度的关系
一 试验直接测定指标
1 土的密度ρ
土的密度：土单位体积的质 量，用ρ表示，g/cm3。
m V
图1 土的三相图
土的密度常用环刀法、灌砂、灌水法测定。
土的密度ρ
▪ 测定方法：环刀法
密度：环刀法
一 试验直接测定指标
2 土的含水率w
土的含水率：土中水的质量 与土粒的质量之比，以百分 数表示。
n Vv e V 1e
e n 1 n
体积
孔隙 土粒
e 1+e
1
2.2.2 指标的转换
二 干密度与湿密度和含水率的关系
V md 1w dd(1w )
d
1 w
质量
ma 0 mw wd
ms d
体积
空气
水
1
土粒
2.2.2 指标的转换
三 孔隙比与比重和干密度的关系
100%
三 特殊条件下的土的密度
1 土的干密度ρd
土的干密度：土单位体积中固体颗粒的质量。
d
ms V
图1 土的三相图
三 特殊条件下的土的密度
2 土的饱和密度ρsat 饱和密度：土孔隙充满水时的单位体积土的质量。
satms V Vvw
图1 土的三相图
三 特殊条件下的土的密度
3 .土的浮密度ρ’
体积
质量
mw ws ms s
孔隙 土粒
Vw
ws w
e
1
土的三项图
土的浮密度是在地下水位以下，土单位体积内的土粒质 量与同体积水质量之差。
'ms Vsw
V
图1 土的三相图
四 密度与重度的关系
▪ γ= ρg
▪ 其中：ρ为质量密度单位，g/cm3
▪
γ为重力密度单位，kN/m3
sa t d'
'
sat
d
2.2.2 指标的转换
一 孔隙比和孔隙率的关系
d
ms s Gsw
V 1e 1e
孔隙
e Gsw 1
质量
d
ms s
土粒
体积
e 1+e
1
2.2.2 指标的转换
四 饱和度与含水率、比重和孔隙比的关系
ws
Sr
Vw Vv
w
e
wGs e
质量
mw ws
体积
孔隙
Vw
ws w
e
ewsaG t s
ms s
土粒
1
土的三项图
2.2.2 指标的转换
五 浮密度与比重和孔隙比的关系
' ms Vs w
V
孔隙
s w Gs 1 w
质量
1 e
1 e
ms s
土粒
体积
e 1+e
1
▪ 例题1：某原状土，测试得天然密度ρ=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。