(关于干容重、浮容重、饱和容重)土力学带公式完整版
《土力学计算公式》word版
一、 土的不均匀程度： C U =1060d d 式中 d 60——小于某粒径颗粒含量占总土质量的60%时的粒径，该粒径称为限定粒径d 10——小于某粒径颗粒含量占总土质量的10%时的粒径，该粒径称为有效粒径。
C U 小于5时表示颗粒级配不良，大于10时表示颗粒级配良好二 1、土的密度ρ和土的重力密度γ ρ=vm（t/m 3或g/cm 3） γ=ρg(KN/m 3) 一般g=10m/s 2ρ 表示土的天然密度称为土的湿密度γ 表示天然重度。
天然状态下土的密度和重度的变化范围较大，一般ρ=1.6——2.2（t/m 3），γ=16——22（KN/m 3)2、土粒比重ds (相对密度) d s =w s sv mρw ——水的密度，可取1t/m 33 土的含水量=ωsm m ω×100%换算指标4、土的孔隙比e e=svv v 5、土的孔隙率n n=%100⨯vv v6、土的饱和度SrSr=v wV V7、土的干密度ρdρd =vm s(t/m 3)γd =ρd g(KN/m 3)8、土的饱和密度ρsatρsat =vv m wv s ρ+ ( t/m 3)饱和重度9、土的有效密度ρ，和有效重度γ,ρ，=vv m wv s ρ- ( t/m 3) =ρsat –ρwγ,= ρ，g=γsat -γw土的三相比例指标换算公式10、砂的相对密度DrDr=minmax max e e ee --11、塑性指数I PI P =ωL -ωP (不要百分号)液性指数I LI L =PL Pωωωω-- ωL ——液限 ωP ——塑限12、灵敏度： S t =,uuq q q u ——原状土的无侧限抗压强度，kpa q u ,——重塑土的无侧限抗压强度，kpa13、湿陷性土δzs =oz z h hh ,-δzs ——自重湿陷系数； h 0——试样原始高度；h z ——在饱和自重压力下试样变形稳定后的高度；h z ,——在饱和自重压力作用下试样浸水湿陷变形稳定后的高度；14、达西定律Q=kLh h 21-A=kiAi=Lh h 21- v=k Lh h 21-=kiv ——渗透速度；m/d(cm/s)k ——渗透系数，与土的渗透性能有关的系数，m/d(cm/s) i ——水力坡度水头梯度，或称水头梯度；m 3/d(cm 3/s) Q ——单位时间内的渗流量， L ——渗流距离，m h 1,h 2——两测压管水头m A ——渗流过水截面积，m 2V=k(i- i 0,) i 0,——初始水力坡降15、渗透系数的测定 常水头渗透试验Q=t V =kiA=k Lh A K=tAh vL变水头试验K=122122lg )(3.2r rh h Q -πh1, h2——抽水稳定后观测井内的地下水位，m r 1,r 2——观测井至抽水井的距离，m Q ——井的涌水量 m 3/d K ——渗透系数，m/d16、渗透力J=P 1-P 2=γω(h 1-h 2)A单位渗透力j=LA J=γωL h h 21-=γωLh =γωi 临界水力坡降：i cr =1-w sat γγ=eds +-1117、土中应力（1）均质土的自重应力Q cz =z AzAA W γγ== γ——土的重度，KN/m 3 A ——土柱体的底面积 W ——土柱体的重量KN;(2)成层土的自重应力不同性质的土，各层土的自重不同，设第i 层土的厚度为h i ,重度为γi ,则第i 层底面处土的自重应力计算公式为：Q cz =γ1h 1+γ2h 2+γ3h 3+···+γn h n =∑=ni i i h 1γ地下水对自重应力的影响： 水的浮重度：Q w =γw h w此时土的自重应力为：Q cz - Q w注：不透水层对自重应力的影响：若在地下水以下埋藏有不透水层（完整的岩层或密实黏土层等），因不透水层中不存在浮力，其重度要以天然重度计，而且透水层中的范围内的水重也要作用在不透水层上，即透水层与不透水层的临界面处，自重应力发生突变，增加一个地下水的水压力。
土力学三相图公式总结
1 固体体积 Vs=1
2 孔隙体积 Vv=e
3 液体体积
=
4 固体质量
ms = Gs ρw
5 液体质量
=
=
，得
= ，即 = ，
饱和时 = ，干燥时 =0
6 孔隙率 n 7 孔隙比 e 8 天然密度 9 干密度 10 饱和密度 11 浮密度 12 饱和度
n Vv e Vv Vs 1 e
∆
=
1 11
= δ0
∆ =
=
0 1
1 0
=
ρd1 ρd0 ρd1
=
土颗粒质量（ms）不变
2
试样加水 孔隙比（e）不变 体积不
变
计算沉降∆ = 1 ， 1 =
11
11 1
=1
1
1
=
1
=
1 1=
mw
=m 1 w1
(w2
w1 )
= 1 1 （ 1）
3 黏土搅拌泥浆
4
地震密实
土颗粒质量不变 饱和状态
土颗粒质量不变 水土总质量不变
= = 1 ， = （ ） ， =
1
=
=1
=1
ρd = 1 Gs ρw = 1
，
sat
=
Gs e 1 e
w，解方程
= ρd 1 ω
ᇫ =
，泥浆为饱和状态，饱和黄土 Sr=85%
ρ'
=
Gs1 1
ρw，1
=1
1
=
1 1
，
'=
Sr
=
Vw Vv
=
mw/ρw e
=
mw ρw e
=
ω
土力学饱和度换算公式
土力学饱和度换算公式土力学饱和度是土壤中的孔隙水含量与孔隙总容积之比，是土壤中水分的重要指标之一。
在土力学和水文学领域中，土力学饱和度的计算和换算是非常重要的。
本文将介绍土力学饱和度的换算公式及其应用。
我们需要了解土力学饱和度的定义。
土力学饱和度（S）是指土壤中全饱和时孔隙水的体积与孔隙总容积之比。
通常用百分比表示。
那么，如何计算土力学饱和度呢？在土壤物理学中，有两种常用的方法计算土力学饱和度：重量法和容积法。
重量法是通过测量土壤干重和湿重来计算土力学饱和度。
首先，取一定量的土壤样品，称为干重。
然后，将土壤样品完全浸泡在水中，使其充分饱和，并去除表面多余的水分，称为湿重。
根据土壤样品的干重和湿重可以计算出土力学饱和度。
容积法是通过测量土壤样品的体积来计算土力学饱和度。
首先，取一定量的土壤样品，称为干体积。
然后，将土壤样品浸泡在水中，使其充分饱和，并去除表面多余的水分，称为湿体积。
根据土壤样品的干体积和湿体积可以计算出土力学饱和度。
土力学饱和度的换算公式如下：S = (Vw / Vt) × 100%其中，S为土力学饱和度，Vw为孔隙水体积，Vt为孔隙总容积。
在土力学饱和度的换算中，需要注意一些细节。
首先，需要准确测量孔隙水的体积和孔隙总容积。
其次，需要注意单位的统一，确保计算结果的准确性。
此外，还需要了解土壤的物理特性和水分运动规律，以更好地理解土力学饱和度的意义和应用。
土力学饱和度的计算和换算在土壤水分管理、地下水资源开发利用、土壤侵蚀研究等领域具有重要意义。
通过对土力学饱和度的研究和应用，可以更好地理解土壤水分运动规律，指导农田灌溉、水资源管理等工作，提高土壤水分利用效率，保护土壤资源。
土力学饱和度的计算和换算是土壤水分研究的重要内容之一。
通过合理应用土力学饱和度的换算公式，可以更好地理解土壤水分运动规律，指导土壤水分管理和保护工作。
希望本文对读者有所帮助，增加对土力学饱和度的认识和理解。
土力学土的物理性质指标
• 土颗粒比重：
指土体在105º-110ºC的温度下烘至恒量时的重量或
质量与土颗粒同体积的4ºC时蒸馏水的重量或质量之比。
Gs
Ws
Vs
Gs
ms
Vs
水的容重=9.81KN/m3，水的密度=1g/cm3
土颗粒的比重与土体中的水和气体无关
土颗粒比重一般介于2.65-2.75之间
• 测定方法：
比重瓶法、浮称法、虹吸筒法
1) 土颗粒体积
8) 浮密度
2) 孔隙体积
9) 湿密度
3) 土颗粒质量
10) 干密度
4) 水的质量
11) 孔隙率
5) 水的体积
12) 饱和度
6) 气体体积
13) 土颗粒的容重
7) 饱和密度
14) 土体的容重
• 已知，
求解-1
• 1）由
可得，
则土颗粒体积为：
• 2）孔隙体积为：
• 3）由
可得，土颗粒质量为：
Ws Vs (KN / m3 )
V
• 浮密度：指土体淹没在水下面的有效密度，这时土颗粒 受到水的浮力作用，其有效质量减小。
ms Vs (g / cm3 )
V • 浮容重与浮密度的关系：
9.81
间接测定指标-5
• 干容重：指干土的容重，这时土体的孔隙中没有水。
d
Ws V
(KN
s 9.81s
直接测定指标-3
• 土体的容重：指单位体积土体的重量。 也称湿容重、
天然容重。 W (KN / m3 )
V • 土体的密度：指单位体积土体的质量。也称湿密度、
天然密度。 m (g / cm3 )
V
• 土体的容重一般介于16.0-19.0KN/m3，
土壤容重 公式
土壤容重公式
土壤容重是由土壤孔隙和土壤固体的数量来决定的，其公式为：土壤容重=烘干土质量/体积。
在田间自然垒结状态下，单位容积土体（包括土粒和孔隙）的质量或重量（g/cm³或t/m³）与同容积水重比值（同容积水的质量与此时的土壤体积在数值上相同），称为土壤容重。
当土壤孔隙结构改变后，单位体积的烘干土便不能被称为土壤容重，应当称为干土壤密度，即土壤容重是单位体积烘干土在土壤结构处于自然状态下的特殊称呼。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅土壤学相关书籍或咨询农业专家。
土壤容重的计算公式
土壤容重的计算公式
---------------------------------------------------------------------- 土壤容重的计算公式为：
土壤容重（ρb）=烘干土样质量/环刀容积。
将一定容积(通常为100cm3) 的环刀(圆筒式金属采土器)插入土壤中采集土样，,经烘干(105~110°C，24h)后得到干土重，进一步根据采土器的容积算出单位容积的干土质量。
测量方法：
测定土壤容重的方法有环刀法、蜡封法、水银排开法、填砂法和γ射线法、挖坑法等。
环刀法适用一般土壤，对坚硬和易碎土壤不适用，因为这些土壤最易于在环刀切样时扰动土的原状结构。
为此提出一些补充测试方法，但也不都是令人满意，如蜡封法、水银排开法主要测定一些呈不规则形状的坚硬和易碎土壤的容重，但工效甚低，测试结果也极不稳定;水银排开法因水银蒸气有害人体健康较少采用。
土工试验方法标准计算公式
土工试验方法标准计算公式土工试验是土壤力学研究的重要组成部分，通过对土壤的物理性质、力学性质等进行测试，可以得到土壤的各种参数，为工程设计和施工提供依据。
在土工试验中，计算公式是非常重要的，它可以帮助工程师和研究人员准确地计算土壤的各种参数，为工程设计和施工提供准确的数据支持。
本文将介绍一些常见的土工试验方法标准计算公式，包括土壤的物理性质、力学性质等方面的计算公式，希望能够对土工试验的相关人员有所帮助。
一、土壤的物理性质计算公式。
1. 土壤的含水量计算公式。
土壤的含水量是指单位质量土壤中所含水的质量。
通常用重量法和干燥法来测定土壤的含水量。
计算公式如下：\[ w = \frac{W_w W_d}{W_d} \times 100\% \]其中，\( w \)为土壤的含水量，\( W_w \)为湿土样的质量，\( W_d \)为干燥土样的质量。
2. 土壤的容重计算公式。
土壤的容重是指单位体积土壤的质量。
通常用重量法和体积法来测定土壤的容重。
计算公式如下：\[ \gamma = \frac{W}{V} \]其中，\( \gamma \)为土壤的容重，\( W \)为土壤的质量，\( V \)为土壤的体积。
3. 土壤的孔隙比计算公式。
土壤的孔隙比是指土壤中孔隙体积与总体积的比值。
通常用重量法和体积法来测定土壤的孔隙比。
计算公式如下：\[ e = \frac{V_v}{V} \times 100\% \]其中，\( e \)为土壤的孔隙比，\( V_v \)为土壤的孔隙体积，\( V \)为土壤的总体积。
二、土壤的力学性质计算公式。
1. 土壤的干密度计算公式。
土壤的干密度是指单位体积干燥土壤的质量。
通常用重量法和体积法来测定土壤的干密度。
计算公式如下：\[ \rho_d = \frac{W_d}{V} \]其中，\( \rho_d \)为土壤的干密度，\( W_d \)为干燥土样的质量，\( V \)为土壤的体积。
土力学饱和度换算公式
土力学饱和度换算公式
土力学饱和度是一个土壤力学中非常重要的参数，它指的是土壤中所含水分的比例。
通常用于描述土壤的工程性质和力学行为。
土力学饱和度的计算方法有很多种，其中最为常用的就是通过水分质量和干土质量的比值来计算。
土力学饱和度换算公式如下：
饱和度 = (水分质量 / 干土质量) * 100%
其中，水分质量指的是土壤中所含水分的质量，干土质量指的是土壤在干燥状态下的质量。
换算公式中的结果可以表示为百分数，也可以表示为小数。
为了更好地理解饱和度的概念，我们需要先了解一下干土和饱和土的概念。
干土指的是土壤在完全干燥的状态下的体积和质量，此时土壤中不含水分。
而饱和土则是指土壤中所含水分已经达到最大值，土壤处于完全饱和状态。
对于不同类型的土壤，其饱和度的计算方法也有所不同。
对于粘性土和砂土，其饱和度的计算方法是一致的。
首先需要将土壤样品取回实验室，然后将其在室温下干燥，得出干土质量。
接着将土壤样品放入烘箱中烘干，得出水分质量。
最后，通过公式计算饱和度。
而对于砾石土和岩石土，其饱和度的计算方法稍有不同。
因为这些土壤中的石块会影响水分的分布，使得水分不能完全渗透到土壤中。
因此，在计算砾石土和岩石土的饱和度时，需要另外考虑石块的体积
和质量。
总之，土力学饱和度作为一个重要的土壤力学参数，其计算方法非常重要。
只有通过正确的计算方法得出准确的饱和度数值，才能更好地了解土壤的工程性质和力学行为。
土的干重度和饱和度公式
土的干重度和饱和度公式
土壤干重度和饱和度是有关土壤性质的重要指标，影响着建筑的质量和安全性。
干重度是指土壤重量分数指标，其反映了土壤实心颗粒（不含水分）的比例，计算公式如下：干重度=（土壤实体重/土壤混合重）×100%。
饱和度则是指土壤中每克物质所含水分的质量百分比，计算式为：饱和度=（土壤水分重/土壤湿重）×100%。
确定土壤干重度和饱和度对建筑质量和安全性有着重要的影响。
通常来说，土
壤干重度越高，土壤的结构空隙就越大，泥土的砂比和孔隙度更大，此时的土壤具有良好的抗渗和抗拔性能和高强度，而土壤干重度过低，土壤结构将变得疏松，其强度会降低，易变形、��失抗渗性和抗拔性，从而影响建筑质量和安全性。
而饱和度太高也不利于建筑，因为它会使土粒受到水的压力，从而影响土的力学性能，特别是地基的抗渗和抗拔性，导致建筑基础受损。
因此，土壤干重度和饱和度的检测是重要的，一般在理论分析的基础上，结合
建筑的设计图，根据土壤的实际分析测定结果，便可准确确定土壤的干重度和饱和度，从而必要时根据不同要求配制土壤，使其达到适合建筑使用的要求。
此外，施工建筑前，根据土壤干重度和饱和度，采取相应控制措施，以有效保障地基和建筑物的安全。
总之，土壤干重度和饱和度的测定和控制对建筑的质量和安全性有着重要的影响，建筑设计者、施工者应当经过合理评估和科学设计，以保障地基的质量和可靠性。
土容重计算公式
土容重计算公式土容重是指单位体积天然状况下的土壤重量，通常用“克/立方厘米”或“千克/立方米”来表示。
那土容重的计算公式到底是怎么回事呢？咱今儿就好好唠唠。
要说土容重的计算公式，那就是：土的质量÷土的体积。
可别觉得这简单，这里面的学问大着呢！就拿前段时间我带着学生们去野外做的一次土壤测量实验来说吧。
那天天儿不错，阳光明媚的，我们一群人带着家伙事儿就奔着郊外的一片农田去了。
到了地儿，孩子们那叫一个兴奋，一个个摩拳擦掌准备大干一场。
我先给他们分组，然后详细地讲解了测量的步骤和注意事项。
孩子们小心翼翼地开始挖土，有的用小铲子，有的干脆直接上手，弄得满手是泥也不在乎，那认真劲儿，别提多可爱了。
我们先挖了一个规整的立方体土坑，这可不容易，得保证土坑的边边角角都规整，不然测量体积的时候就会有误差。
挖好坑后，我们把挖出来的土仔细地收集起来，称出了它的质量。
这称质量也有讲究，得把土表面的杂质清理干净，不然会影响结果。
在计算土容重的时候，可把有些孩子难住了。
有的小组算出来的结果偏差特别大，我就带着他们一步步重新检查，看看是挖土坑的时候尺寸没量准，还是称质量的时候出了岔子。
经过一番努力，大家终于都算出了比较准确的土容重。
这时候，有个调皮的小男孩儿嚷着：“老师，这算出来有啥用啊？”我笑着告诉他：“这用处可大啦！比如说，农民伯伯种地的时候，要知道土壤的容重，才能合理地浇水施肥；工程师盖房子的时候，也要了解地下土壤的容重，来保证地基的稳固呢！”孩子们听了，恍然大悟，眼睛里闪着光，好像一下子明白了知识的力量。
其实啊，土容重的计算在农业生产、土木工程等领域都非常重要。
在农业中，通过土容重可以判断土壤的松紧程度，从而调整耕作方式和灌溉策略。
如果土容重过大，说明土壤太紧实，不利于作物根系的生长和水分的渗透；要是土容重过小，又可能导致土壤过于疏松，保水保肥能力差。
在土木工程里，土容重直接关系到地基的承载能力和稳定性。
要是计算不准确，建筑物可能就会出现倾斜、下沉等问题，那可就麻烦大了！所以说，别看这小小的土容重计算公式，它背后可是有着大大的作用呢！咱们学习知识，就是要把这些看似简单的公式和原理，运用到实际生活中，解决实实在在的问题。
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土的三相指标
图 1-2 土的三相图
（ 1 ）土的天然密度或重度
单位体积土的质量（重量）。
（ kg/m3 ）（ 1-3a ）
（ kN/m3 ）（ 1-3b ）
且有关系
（ 1-4 ）
试验测定方法：环刀法等。
（ 2 ）土的含水量（率）w
土中水的质量（重量）与土粒质量（重量）之比，以百分数表示。
（ 1-5 ）
试验测定方法：烘干法
（ 3 ）土粒相对密度（土粒比重）G s
土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积 4oC 纯水的质量之比。
（无量纲）（ 1-6 ）
试验测定方法：比重瓶煮沸法。
由此还可得到
（ 1-7 ）
以下指标由基本指标导出。
设土颗粒的体积为 1 ，按照各指标的定义，可得到单元土的三相简图如图 1-3 所示。
图 1-3 单元土的三相简图
（ 4 ）孔隙比e
孔隙比为土中孔隙何种与土粒体积之比，用小数表示。
（ 1-8 ）
（ 5 ）孔隙率n
土中孔隙体积与土的总体积之比。
（ 1-9 ）
且有
或（ 1-10 ）
（ 6 ）饱和度Sr
土中所含水分的体积与孔隙体积之比 , 反映了土体中孔隙被水充满的程度。
（ 1-11 ）
（ 7 ）土的饱和容重和浮重度（有效重度）
饱和重度为土处于饱和状态时的重度，浮重度为土浸入水中受到浮力时的重度。
（ 1-12 ）
（ 1-13 ）
（ 8 ）干重度
土中颗粒的重量与土体积之比。
（ 1 － 14 ）
（ 9 ）各重度之间的比较
（ 1 － 15 ）
（ 10 ）最大干容重和最优含水量
同一种土，采用同一种方法压密击实时，所能达到的最大干容重与其含水量有关，达到最大干容重时所对应的含水量称为最优含水量，显然干容重最大时，填土的密实度最高。
7 ．土的物理状态
土的物理状态主要是指：
无粘性土：密实程度，疏松或密实。
粘性土：稠度，即土的软硬程度。
土的干湿软硬松密等状态。
（ 1 ）无粘性土密实程度指标
①孔隙比
孔隙比愈大，则土愈松散，反之越密实。
孔隙比仅适用于级配相近的土的密实度的比较，且取原状土样测定孔隙比比较困难。
②相对密度D r
（ 1 － 16 ）
其中，e 为原状土的孔隙比，和分别为该种土所能达到的最大、最小孔隙比。
同样，它也存在着原状土孔隙比较难测定的问题。
③标准贯入系数N 63.5
通过现场标准贯入试验确定，适用范围较广。
（ 2 ）粘性土的状态及可塑性
即粘性土的软硬程度，或称稠度状态，如图 1-4 所示。
其中：
图 1-4 粘性土的物理状态
液态：含水量较大，颗粒之间有自由水，且粒间联结很弱。
宏观上表现为粘土处于粘滞流动状态。
可塑态：颗粒之间的主要为外层间的结合水，土粒之间有一定的联结力。
宏观上表现为土的形状可任意改变而不裂不断，外力解除后，土仍保持改变后的形状，这种性能称为可塑性，是粘性土区别于无粘性土的重要特征。
半固态：颗粒间的水主要是强结合水和扩散层的内层结合水，粒间联结比较牢固，土失去可塑性。
固态：土间之水为强结合水，粒间联结非常牢固，土体积已不随含水量的减少而减少。
它有以下几个稠度界限（粘性土由一种状态变为另一状态的分界含水量）：
液限：由液性状态转变为塑性状态时的分界含水量。
由锥式（碟式）液限仪法或液塑限联合测定法确定。
塑限：由塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量。
由搓条法或液塑限联合测定法确定。
缩限：由半固态转变为固态的分界含水量。
（ 3 ）塑性指数
（ 1 － 17 ）
反映粘性土的可塑性的大小，综合反映出该种土的固有特性（指颗粒组成、矿物成分、结构性等），可作为粘性土分类的指标。
（ 4 ）液性指数
（ 1 － 18 ）
由此可判断粘性土所处的物理状态：
，半固态或固态；，可塑态；，液态
5 ．土（岩）的工程分类
以《建筑地基基础设计规范》（ GB5007 － 2002 ）为例，作为建筑地基的土( 岩 ), 可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等六类。
其中，岩石按强度、完整程度等分类，粗粒土按其级配（及颗粒是否圆滑）分类，细粒土按塑性指数分类。
（ 1 ）岩石
按强度：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。
按完整程度：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。
（ 2 ）碎石土
碎石土是指粒径大于 2mm 的颗粒含量超过总质量的 50% 的土，由大到小，包括：漂石（块石）、卵石（碎石）、圆砾（角砾）砾。
（ 3 ）砂土
砂土是指粒径大于 2mm 的颗粒含量不超过总质量的 50% ，粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过总质量的 50% 的土，由大到小，包括：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。
（ 4 ）粉土
粉土是指粒径大于 0.075mm 的颗粒含量不超过总质量的 50% 且塑性指数IP ≤ 10 的土。
（ 5 ）粘性土
粘性土是指塑性指数的土。
其中：，粉质粘土；，粘土。
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