土的物理性质指标公式
土力学孔隙比公式
土力学孔隙比公式
孔隙率、空隙率计算公式：空隙率=(1-散粒材料的堆积密度/散粒材料的表观密度）*100% 孔隙率=（1- 材料的表观密度/ 密度）*100%
土的孔隙比=孔隙体积÷固体颗粒体积孔隙度=孔隙体积÷土体总体积
空隙比e=r(s)*(1+w)/(r)-1。
r(s)为土的重度；r为土颗粒重度；r(w)水的重度；w为含水率。
一般地说，土壤质地越4102粗，如砂土1653，容重越大、而土壤总孔隙度就越小。
土壤质地越细，如黏土，容重越小，则土壤总孔隙度就越大。
同质地的土壤。
由于所在土层位置不同，则上层土壤的孔隙度大于下层土壤的孔隙度、因为上层土壤的容重小于同质地的下层土壤。
扩展资料：
孔隙比e与是土的重要物理性质指标，e可用来评价天然土层的密实程度，一般来说，e值越小，土越密实，压缩性越低；e值越大，土越疏松，压缩性越高。
土的压缩性高，表明土体的结构强度差，则土体的压缩量大。
砂土在剪力作用下体积不发生变化的孔隙比。
室内试验表明，当密实砂土受剪时，体积发生膨胀，而松散砂土在受剪时体积却发生收缩，因此任何一种砂土都有一个临界孔隙比。
如果砂土层的天然孔隙比大于此值，由于振动的作用，砂土的体积会减小，若处于不排水状态，孔隙水压就会升高，可能产生液化；反之就不会液化。
土质土力学03土的物理性质
环刀
3 土的物理性质
（3）饱和密度(重度)
sat
m Vv w s V
ma(0) mw m ms
sat sat g
A w W S
体积
Va Vw
Vv
V
Vs
volume
质量 mass
3 土的物理性质
（4）干密度（重度）
ms V
ma(0) mw m ms
d
A a W S
d sat
当土在天然状态下为干燥时，测得的密
度为干密度，饱和时（土处于地下水位 面附近及以下）为饱和密度。
3 土的物理性质
(6) 土的有效重度（浮重度） 当土浸没在水中时，其颗粒会受到浮力的作用，土体所受的 重力应扣除浮力。计算地下水位以下土层的自重应力时应当 考虑浮力的影响，此时采用有效重度计算。 有效重度是扣除浮力以后的颗粒所受重力与土的总体积之比， 用’表示，有效重度又称为浮重度（浮容重）。有效重度 除于重力加速度称为土的有效密度（浮密度），用’表示。 计算式为： m s g Vs w ' sat w V ms Vs w ' sat w sat 1
V
土的有效重度的影响因素与土的密度相同。
3 土的物理性质
2．土的含水性 土的含水性是指土的含水情况，说 明土的干湿程度。 可用土中含水的质量来表示，也可 用水充填孔隙的程度表示。
3 土的物理性质
(1) 土的天然含 水量（含水率）
ma(0) mw
mw 100% ms
用百分数表示 实测指标（烘干 法）
3 土的物理性质
土的工程性质主要指土的物理性质
第二章土的工程性质及分类
For personal use only in study and research; not for commercial use第二章土的性质及工程分类土的性质包括：物理性质、力学性质、水理性质、工程性质。
土是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系。
由于三相比例的不同，决定了土的物理性质（轻重、疏密、干湿、软硬）。
土的物理性质又决定了土的力学性质，因此土的物理性质是我们研究的主要特性之一。
本章主要介绍土的组成及土的结构土的物理性质指标无粘性土的密实度粘性土的物理特性土的渗透性及渗流土的动力特性地基(岩)土的工程分类2.1概述土是风化的产物，是由固体颗粒、水和空气组成的三相体系，下面看三相组成示意图。
在外力作用下，土体并不显示为一般固体的特性，也不表现为一般液体的特性，因此，在研究土的工程性质时，既有别于固体力学，也有别于液体力学。
2.2土的三相组成及土的结构2.2.1 土的组成一、土的固体颗粒土的固体颗粒的大小和形状，矿物成分及其组成情况，是决定土的物理力学性质的重要因素。
2.2.1.1土的矿物成分矿物成分分为原生矿物、次生矿物2.2.1.2土粒粒组自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。
土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质也相应地发生变化。
例如，土的性质随着粒径的变细，可由无粘性变化到有粘性。
因此可以将土中各种不同粒径的土粒，按适当的粒径范围，分为若干组，各个粒组，随着分界尺寸的不同而呈现一定质的变化，划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
目前我国常用的土粒粒组划分方法，按照界限粒径的大小，将土粒分为六个组：漂石（块石）（＞200）、卵石（碎石）（200～60）、圆砾（角砾）（60～2）砂粒（2～0.075）、粉粒（0.075～0.005）和粘粒＜0.005（注漂石、卵石、圆砾是一定磨圆形状、圆形或亚圆形）土中土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配。
如何来分析土中的颗粒级配情况，通常用筛分法与水分法两种。
土力学
土力学几个基本概念1、 土：土是矿物或岩石碎屑构成的松软集合体，岩石是广义的土。
土是自然历史的产物，是岩石经风化、搬运、剥蚀、推挤形成的松散集合体。
2、 地基：支撑基础的土体或岩土称为地基，是受土木工程影响的地层。
分类：有天然地基和人工地基两种。
3、 基础：指墙、柱地面以下的延伸扩大部分。
作用：将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
根据其埋置深度可以分为浅基础和深基础。
4、 基础工程：地基与基础的统称。
5、 持力层：埋置基础，直接支撑基础的土层。
6、 下卧层：卧在持力层下方的土层。
7、 软弱下卧层：f f 软持软弱下卧层的强度远小于持力层的强度。
8、 土的工程性质1. 土的散粒性2. 土的渗透性3. 土的压缩性4. 整体强度弱5.6. 土的性质及工程分类1、土的三相组成：在天然状态下，土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成，简称三相体系。
A 、 土的固体颗粒（固相）a 、土的矿物成分土的矿物成分主要取决于母岩的成分及其所经受的风化作用。
矿物颗粒成分有两大类：原生矿物，次生矿物。
(1) 原生矿物：即岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如石英、云母、长石等。
其矿物成分于母岩相同，其抗水性和抗风化作用都强，故其工程性质比较稳定。
若级配好，则土的密度大、强度高，压缩性低。
(2) 次生矿物：原生矿物经风化作用后形成的新矿物。
如黏土矿物等。
黏土矿物主要由蒙脱石、伊利石和高岭石。
蒙脱石,它的晶胞是由两层硅氧晶片之间的夹一层铝氢氧晶片所组成称为2:1型结构单位层或三层型晶胞。
它的亲水性特强工程性质差。
伊利石它的工程性质介于蒙脱石与高岭石之间。
高岭石，它是由一层硅氧晶片和一层铝氢氧晶片组成的晶胞，属于1:1型结构单位层或者两层。
它的亲水性质差，工程性质好。
b 、土粒粒组土粒的大小称为粒度，在工程中，粒度的不同、矿物成分的不同，土的工程性质就不同，因此工程上常把大小、性质相近的土粒合并为一组，称为粒组。
第一章 土的物理性质及工程分类(定稿)
例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等 特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易膨
胀的特点
二、土中的水（液相）
土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。土中 水除了一部分以结晶水的形式吸附于固体颗粒的晶格内部 外，还存在结合水和自由水。
1.结合水
强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完 全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体。 弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电 场作用力随着与颗粒距离增大而减弱。
（3）参考答案
土的颗粒分析试验主要有筛分析法和比重计法。
筛分析法适用于粒径大于等于0.075mm，小于60mm 的粗粒土。 比重计法适用测定粒径小于0.075mm的细粒土 。
§1.2(0) 土的物理性质指标概述
土的三相比例指标 土的三相组成比例关系的指标,称为土的三相比例 指标。土中三相比例关系,反映着土的物理状态,如 干湿、软硬、松密。 土的物理性质指标 土的物理性质指标是指反映土的物理力学性质状态 的指标。如空隙比、含水量、密度等。其不仅可以 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。
五、土的构造
土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要 特征是土的成层性和裂隙性,即层理构造和裂隙构造， 二者都造成了土的不均匀性
1.层理构造：土粒在沉积过程中,由于不同阶段沉积
的物质成分、颗粒大小或颜色不同,而沿竖向呈现出 成层特征
2.裂隙构造：土体被许多不连续的小裂隙所分割,在
裂隙中常充填有各种盐类的沉淀物
d10、d30、d60对应的土粒粒径大小
2.土粒的矿物成分
矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用，可分为：
土壤相对密实度公式
土壤相对密实度公式土壤相对密实度是指土壤颗粒之间的接触程度，也是土壤的紧密程度的一个指标。
它对土壤的透水性、透气性、保水性等性质具有重要影响。
土壤相对密实度可以通过测定土壤的容重来间接反映。
土壤相对密实度与土壤颗粒的排列紧密程度有关。
当土壤颗粒之间排列松散时，土壤相对密实度较小；当土壤颗粒之间排列紧密时，土壤相对密实度较大。
土壤的相对密实度可以用以下公式来表示：相对密实度 = （容重 - 最小容重）/（最大容重 - 最小容重）× 100%其中，容重是指单位体积土壤的质量，最小容重是指土壤颗粒之间排列最松散时的容重，最大容重是指土壤颗粒之间排列最紧密时的容重。
土壤相对密实度的大小与土壤的物理性质和管理措施密切相关。
一般来说，土壤相对密实度越大，土壤的透水性、透气性和保水性越差，根系生长和土壤肥力也会受到限制。
因此，合理控制土壤的相对密实度对于提高土壤质量和农作物产量具有重要意义。
土壤相对密实度的测定可以采用不同的方法。
常用的方法有容重法和颗粒密度法。
容重法是通过测定单位体积土壤的质量来计算土壤的容重，进而计算土壤的相对密实度。
颗粒密度法是通过测定单位质量土壤中固体颗粒的体积来计算土壤的颗粒密度，然后根据颗粒密度和容重计算土壤的相对密实度。
在农业生产中，土壤的相对密实度是一个需要重视的问题。
过高的相对密实度会导致土壤的通气性差，阻碍根系生长和氧气的供应，从而影响植物的正常生长发育。
为了降低土壤的相对密实度，可以采取一些措施，如翻耕、松土、施用有机物质等。
这些措施可以破坏土壤颗粒之间的接触，增加土壤的孔隙度，提高土壤的透水性和透气性，有利于根系生长和养分的吸收利用。
土壤相对密实度是土壤的一个重要指标，对土壤的透水性、透气性、保水性和根系生长等方面具有重要影响。
合理控制土壤的相对密实度可以提高土壤质量和农作物产量，为农业生产提供有力支持。
因此，在农业生产中应重视土壤的相对密实度，并采取适当的措施来调整和改善土壤的相对密实度。
岩土力学知识汇总
1液限指数：指粘性土的天然含水量和塑性的差值与塑性指数之比。
2液性指数: IL=(ω-ωp)/(ωL-ωp)。
判断土的软硬状态的3塑性指数：塑性是表征粘性土物理性能一个重要特征，一般用塑性指数来表示；液限与塑限的差值称为塑性指数IP，即IP=WL-WP。
过去的研究表明，粘性土的许多力学特性和变形参数均与塑性指数有密切的关系。
4土的抗剪强度：指土体抵抗剪切破坏的极限能力，其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。
5岩石的长期强度：一种岩石既可发生稳定蠕变，也可发生不稳定蠕变，取决于岩石应力的大小。
超过某一临界应力时，蠕变按不稳定发展，小于此临界应力时，按稳定蠕变发展。
此临界应力叫长期强度。
6次生应力：指原岩体由于被破坏其应力平衡遭到破坏后应力发生重分布而产生的应力。
7岩石的RQD质量指标：用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示6土的孔隙比：土中孔隙体积与土粒体积之比。
7应力集中：岩石开挖破坏了岩体原有的应力平衡状态，造成应力重分布，使某些局部岩体应力增大。
8先期固结压力：天然土层在历史上受过最大的固结压力。
9分层总和法；是指将地基沉降计算深度内的土层按土质和应力变化情况划分为若干分层，分别计算各分层的压缩量，然后求其总和得出地基最终沉降量。
这是计算地基最终沉降量的基本且常用的方法。
10崩塌：岩体或土体在自重作用下，向临空面突然崩落的现象10附加应力；是指荷载在地基内引起的应力增量。
是使地基失去稳定产生变形的主要原因。
通常采用布辛涅斯克理论公式计算。
11蠕变：在常应力作用下，变形随时间的延续而缓慢增长的现象11土的压缩系数；是土在有侧限条件下受压时，在压力变化不大范围内，孔隙比的变化值（减量）与压力的变化值（增量）的比值。
12角点法：是利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法13被动土压力：挡土结构物向土体推移，致使侧压力逐渐增大至被动极限平衡状态时的土压力，它是侧压力的最大值。
土力学：第一章3(三相比例计算)
=
Vw Vv
= G⋅ω e
= 2.7 × 0.15 = 0.675 0.6
解 (2) 因填土的干重度：γd =1.76 kN/m3
填土所需的干土重量： Ws=2000×17.6=35200 (kN )
因为取土场土的干重度：γd=16.88 kN/m3
所以应挖土方量：35200÷16.88=2085.3 (m3 )
(2) 应从取土场开采多少土方？
(3) 碾压时应洒多少水？填土的孔隙比是多少？
【解】 解（1）
γ
=
γ wG(1+ ω ) 1+ e
= 10× 2.7 ×(1+ 0.15 ) 1+ 0.6
= 19.4
( kN / m3 )
γd
=γ 1+ω
= 19.4 = 16.88 ( kN / m3 ) 1.15
Sr
【解】 解（3) 需要加的水量:
ΔWw = (W2-W 1)×Ws = (0.17-0.15 )× 35200 =704 (kN )
填土的孔隙比
e = γ wG −1 γd
= 2.7 ×10 −1 17.6
= 0.534
3
w = mw ×100% ms
砂土：w=0～40％；硬粘土：w<25%；软粘土：w>60%
土的含水量试验—— 烘干法
试验主要设备: 铝盒，烘箱，天平
试验步骤：称铝盒并装土；称铝盒＋湿土重量；烘干湿土； 称铝盒＋干土重量；计算含水率
含水率计算 w = m1 − m2 × 100 % m2 − m0
m1 − 铝盒加湿土的质量 (g)； m2－铝盒加干土的质量 (g)； m0－铝盒的质量 (g)
土力学
三、饱和土体渗流固结理论
饱和土的渗流固结模型(太沙基)
u u Cv 2 z t （一）渗流固结微分方程 式中：
2
u u Cv 2 z t 中： a w
k 1 e1 其中 Cv 5 - 11 a w
Cv称为固结系数，单位为m2/a或cm2/a。 k 1 e1 5 Cv 上式称为一维固结微分方程。 - 12
三、矩形面积垂直均布荷载
•角点法：概念、原理、应用计算
•利用角点下的应力计算公式和应力 叠加原理，推求地基中任意点的附加 应力的方法称为角点法
z K s p K p
z s
中
式中
m
L z m n B B
L
n
K s f m n
z
Ks f
四、条形面积竖直均布荷载
z K p
1 3
z x
2
(
z x
2
)
2
二、土的抗剪强度 和破坏理论
（一）莫尔－库伦破坏理论 1. 破裂面上，材料的抗剪强度是法向 应力的函数，即
f f ( )
2. 当法向应力不很大时，抗剪强度 可以简化为法向应力的线性函数， 即表示为库伦公式：
f c tg
4. 压缩模量：侧限条件下受压时压应 力与相应应变的比值。
1 e0 Es a
（三）土的前期固结应力
土层在历史上曾经受过的最大 压力称为先期固结压力p。 土层目前承受的上覆自重压力s
1. p大于s ，为超固结土 2. p小于s ，为欠固结土 3. p等于s ，为正常固结土
P OCR 超固结比： S
和0 t z H z H u 0u 0 0 和 （二）固结微分方程的解析解 z 用富里叶级数，可求得满足上述边界条件 t 和0 z H u0
岩土参数计算(最新整理)
n 11i m i n ϕϕ==∑根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，表征岩土工程性质的主要参数的特征值：⑴ 岩土参数的算术平均值：根据公式： （3-∑=Φ=Φni i n m 111）⑵ 岩土参数的标准差：根据公式： （3-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∑∑=n i i i f n n 122111φφσ2）⑶ 岩土参数的变异系数：根据公式： （3-m f φσδ=3）上几式中： m -算术平均值，f -标准差，-变异系数Φσδ i——岩土的物理力学指标数据；n-参加统计的数据个数。
Φ① 先用公式（3-1）和《物理力学指标统计表》求含水比αw 、液塑比Ir 的平均值、；a w I r ② 根据，查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（用线性插值法）a w I r 得f 0；③ 根据公式（3-2）和（3-3）分别求, Ir 的标准差和变异系数； w a f σδ④ 求综合变异系数和回归修正系数，查表得第二指标的折算系数，根据δf ψξ公式：得，根据公式： 21ξδδδ+=δδψ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=2918.7884.21n n f 得。
f ψ④ 根据公式：求承载力。
fak f f ψ⨯=0ak f预估单桩竖向承载力如下：⑴ 静压预制桩：据勘察成果，按预制桩规格为450mm×450mm 的方桩，桩端进入圆砾⑥层2m 。
取ZK10号钻孔估算静压预制桩单桩竖向极限承载力Q u =4651.3kN （《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）中式D.0.1）。
p ps i sis u A q l q u Q ⋅+⋅=∑s β单桩竖向承载力特征值R a = Q u /K=2326kN （K=2）最终单桩竖向承载力应通过现场静载荷试验确定。
⑵ 钻（冲）孔灌注桩：据勘察成果，桩径按2000mm ，桩端进入泥岩⑦层1.5m 。
取ZK10号钻孔估算单桩竖向极限承载力Q u =195722kN （《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）中8.3.12条）。