土力学指标转换表

1∙1 土的物理性质指标计算1」」土的基本物理性质指标计算与换算1.1 土的物理性质指标计算1.1.1 土的基本物理性质指标计算与换算土由固体颗粒（固相）、水（液相）和空气（气相）三部分组成，这三部分之间的比例关系随着周围条件的变化而变化，三者相互之间的不同比例.反映出土的不同物理状态.如干燥.稍湿或很湿、密实、稍密或松殺。

这些指标是最基本的物理性质指标，对于评价土的物理力学和工程性质，进行土的工程分类具有很重要的意义。

为了研究土的物理性质）就要掌握土的三个组成部分之间的比例关系。

表达这三部分之间关系的指标，称为土的物理性质指标。

土的三相物质是混合分布的■为研究阐述和计算方便.一般用图所示三相图表示，把土的固体颗粒、水、空气各自划分开来。

气体的质量比其他两部分质但小很多，一般忽略不计。

ffll-1 土的三相給成示藏图l-±Ktt; 2—水；3—空气注 E —土的总质■ （IH a m i÷ Ww）;m.—土的固体.5IeLM质Ib 叫—土中水的质ILw. ------ 土中代体的ft*, Λt ft≡≡0∣V——土的总体积（V= V B t V w÷ V i）;v∙—土中固体L的体积；V W—土中水所占的体釈,V a——土中空气所占的体积（V.—土中空熬的体衩（V^V e4 v w>.-S土的质量密度和重力密度土的质■密度和•力密度1. 土的质最麼度单位体积土的质量称为土的质最密度.简称土的密度■用符号F 表示，其基本表达 式为；式中∙V——土的总体积；Tn --- 土的总质量O土的密度亦可用以下換算公式计算＜fP β Pd(I + S)九 τ S r e或P =I - e •"式中Pd —土的干密度(√m 3);W ---- 土的含水屋(％〉；e ---- 土的孔ffiC 比；儿——土的相对密度,S —土的饱和庚；"—蒸憎水的密度，一瑕取^ = It∕m 3C土的密度一般由试验方法(环Zi 法)直接测定.即根据特制环刀所取的土重除以环刀 的容积即得。

土的力学性质指标1．压缩系数土的压缩性通常用压缩系数（或压缩模量）来表示，其值由原状土的压缩试验确定。

压缩系数按下式计算：21211000p p e e a --⨯= （1-1） 式中 1000——单位换算系数；a ——土的压缩系数（MPa -1）；p 1、p 2——固结压力（kPa ）：e 1、e 2——相对应于p 1、p 2时的孔隙比。

评价地基压缩性时，按p 1为100kPa ，p 2为200kPa ，相应的压缩系数值以a 1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价：（1）当a 1-2＜0.1MPa -1时，为低压缩性土；（2）当0.1≤a 1-2＜0.5MPa -1时，为中压缩性土；（3）当a 1-2≥0.5MPa -1时，为高压缩性土。

2．压缩模量工程上也常用室内试验求压缩模量E s 作为土的压缩性指标。

压缩模量按下式计算：ae E s 01+= （1-2） 式中 Es ——土的压缩模量（MPa ）；e 0——土的天然（自重压力下）孔隙比；a ——从土的自重应力至土的自重加附加应力段的压缩系数（MPa -1）。

用压缩模量划分压缩性等级和评价土的压缩性可按表1-1规定。

地基土按E s 值划分压缩性等级的规定 表1-13．抗剪强度土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度，一般用室内直剪、原位直剪、三轴剪切试验、十字板剪切试验、野外标准贯入、动力触探、静力触探等试验方法进行测定。

它是评价地基承载力、边坡稳定性、计算土压力的重要指标。

（1）抗剪强度计算土的抗剪强度一般按下式计算：τf＝σ·tgφ＋c（1-3）式中τf——土的抗剪强度（kPa ）；σ——作用于剪切面上的法向应力（kPa）；φ——土的内摩擦角（°），剪切试验法向应力与剪应力曲线的切线倾斜角；c——土的粘聚力（kPa），剪切试验中土的法向应力为零时的抗剪强度，砂类土c＝0。

（2）土的内摩擦角φ和粘聚力c的求法同一土样切取不少于4个环刀进行不同垂直压力作用下的剪力试验后，用相同的比例尺在坐标纸上绘制抗剪强度τ与法向应力σ的相关直线，直线交τ值的截距却为土的粘聚力c，砂土的c=0，直线的倾斜角即为土的内摩擦角切，见图6-1。

有关土的经验参数一、原状土物理性质指标变化范围原状土物理性质指标变化范围，见表3-3-28。

注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤17二、土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。

土的平均物理、力学性质指标，见表3-3-29。

注：①平均比重采取：砂——2.66；粘砂土——2.70；砂粘土——2.71；粘土——2.74；②粗砂和中砂的E 0值适用于不均匀系数C u ==3者，当C u ＞5时应按表中所列值减少。

C u 为中间值时E 0值按内插法确定；③对于地基稳定计算，采用人摩擦角φ的计算值低于标准值2°。

三、土的压缩模量一般范围值土的压缩模量一般范围值，见表3-3-3-。

1060d d 32注：砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17四、粘性土剪强度参考值粘性土抗剪强度参考值，见表3-3-31。

注：粘砂土3＜I p≤7；砂粘土7＜I p≤7；粘土I p＞17五、土的侧压力系数（ξ）和泊松比（u）参考值注：粘土I p＞17；粉质粘土10＜I p≤17；I p≤10五、变形模量于压缩模量的关系变形模量E0是指土体在无侧限条件下应力与应变之比，其中的应变包含弹性应变和塑性应变两部分。

因此，变形模量较弹性模量E小，通常在土与基础的共同作用分析中用变形模量E。

变形模量一般是通过现场载荷试验确定，一些地方通过静力触探、标贯试验与变形模量建立了经验公式。

压缩模量Es是在侧限条件下应力与应变的比值，是通过室内试验获取的参数。

两者的关系：对于软土E0近似等于Es；较硬土层，E0=βEs，β=2～8，土愈坚硬，倍数愈大。

本试卷可能用到的公式一览1. 常用的物理性质指标之间的换算公式1d wρρ=+ 1(1)s w n G w ρρ=-+(1)s r s w wG S G w ρρρ=+- (1)1s w G w e ρρ+=-(1)(1)s sat w s G G w ρρρ-=++(1)'(1)s s G g G w ργ-=+ 2. 基底应力求解max min p P G Mlb W p ⎫+=±⎬⎭3. 单位体积的渗流力w j i γ=⨯ （顺坡出流 i = sin α)4. 渗透系数测定公式常水头试验 k ＝VL /Aht 变水头试验 1212ln ()h aLk A t t h =--平行于分层面的渗流 i iik H k H=∑∑ 垂直于分层面的渗流i iiH k H k=∑∑5. 流土型土的（竖向）临界水力梯度（针对无粘性土的表层）(1)(1)cr s i n G =--6. 单向压缩量公式111v v sa S pH m pH pH e E =∆=∆=∆+ e-p 法 1111()()lg[]1()si zi si zi cii i si si C H e σσσσσσ++++++=++ e-lgp 法 7. 关于固结/v s w C kE γ= 2/v v T C t H = 2()2221811(1,3)vm T m U e m mππ∞-==-=⋅⋅⋅∑8. 土的抗剪强度213tan (45)2tan(45)22o o f f c ϕϕσσ=++⋅+ 231tan (45)2tan(45)22o o f f c ϕϕσσ=--⋅-313[()]u B A σσσ∆=∆+∆-∆9. 土坡稳定安全系数'cos 'sin f s T W tg F T JW Jαϕα==++10. 圆弧滑动法u s c L RF W d⨯⨯=⨯静水条件下的瑞典条分法 1212('()cos ')['(')cos ']()sin (')sin i iii iiii iii iiiiis ii iiii iiiic l W u b tg c l b h h tg F W u b b h h αϕγγθϕαγγθ+-++==-+∑∑∑∑静水条件下的毕肖普条分法1['(')']'sin i iii iiiisii iic b b h X tg m F b h γϕγα++∆=∑∑ tan cos sin iii i smF ϕαα=+11. 地基承载力按照塑性开展区确定的地基承载力012p q c f bN dN cN γγγ=++太沙基极限承载力公式012u q c f bN dN cN γγγ=++建筑地基基础设计规范中确定承载力设计值的公式0(3)(0.5)a ak b d f f b d ηγηγ=+-+-。