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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。
土的三相比例指标精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-第二节 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。
所谓土的物理性质指标就是表示土中三相比例关系的一些物理量。
土的物理性质指标可以分为两类：1．必须通过试验测定的，如含水率，密度和土粒比重2．可以根据试验测定的指标换算的，如孔隙比，孔隙率和饱和度等。
（s g ）-土粒质量 (w g )-土中水质量m (g )-土的总质量-土粒体积-土中水体积-土中气体积-土中空隙体积 V-土的总体积一、试验指标（1）土的密度（天然密度）ρ：天然状态下，单位体积土的质量，单位为3/cm g 或3/m t 即：V g=ρ天然密度变化范围较大。
一般3/0.28.1cm g -=ρ；3/0.26.1cm g -=ρ；腐殖土3/7.15.1cm g -=ρ。
天然密度一般用"环刀法"测定，用一个圆环刀（刀口向下）放在削平的原状土样面上，徐徐削去环刀外围的土，边削边压，使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内土样质量，求得它与环刀容积之比值即为其密度。
（2）土粒密度（比重）：干土粒质量s g 与其体积s V 之比，即：ss Vg s =ρ 土粒相对密度：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比，一般用s d 或s G 表示，无量纲。
即：式中s ρ－土粒密度（3/cm g ）；1w ρ－纯水在4℃时的密度（单位体积的质量），等于13/cm g 或者13/m t 。
试验测定方法：比重瓶法实际上，土粒比重在数值上就等于土粒密度，但前者无因次。
土粒比重决定于土的矿物成分，它的数值一般为－；有机质土为－。
同一种类的土，其比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶测定。
将置于比重瓶内的土样在105-110℃下烘干后冷却至室温用精密天平测其质量，用排水法测得土粒体积，并求得同体积4℃纯水的质量，土粒质量与其比值就是土粒比重。
一、土的三相组成及物性指标换算：了解：土的形成过程。
广泛分布在地壳表面的土,主要特征是分散性、复杂性和易变性。
因其组成是由固体颗粒和孔隙及存在于孔隙中的水和气体的分散体系,土颗粒之间没有或只有很弱的联结,因而土的强度低且易变形。
由于受不同自然力作用且于不同的环境下沉积,构成土的分布和性质方面的复杂性。
又因为土具有分散性,它的性质极易受到外界温度和湿度的变化而发生变化,表现出多变性。
土的这些特征无疑都将反映到它的物理、化学和力学性质中。
在工程建设中,土往往是作为不同功能的研究对象。
如在土层上修建房屋、桥梁、道路、堤坝时,土对路堤、是用来支承建筑物传来的载,这时士是被用作地基土坝等土工构筑物,土则被用作为建筑材料;对于隧道、涵洞及地下建筑物,这时土成为建筑物周围的介质或环境。
对于土的不同用途,在测试的内容上亦有所不同。
熟悉：（1）、土的三相组成。
( 一 ) 三种组成物质的基本状况1. 固相 : 土的固相物质分为元机矿物颗粒和有机质 ,成为土体的骨架。
矿物颗粒由原生矿物和次生矿物组成。
原生矿物是指岩浆在冷凝过程中形成的矿物 ,如石英、长石、云母等。
原生矿物经化学风化作用后发生化学变化而形成新的次生矿物 ,如三氧化二铁、三氧化二铝、次生二氧化硅、粘土矿物及盐类等。
次生矿物按其与水相互作用的程度,可分为可溶于水与不可溶于水的土颗粒。
溶于水的按其溶解的难易性,又可分为易溶、中等溶解和难溶的土颗粒。
次生矿物的成分和性质比较复杂,对土的工程性质影响较大。
土在风化过程中,往往有微生物参与,在土中产生有机质成分。
在土中有机质成分分解完善的 ,称为腐殖质土。
若土中有机质成分分解不完善,尚存在有残余物的称为泥炭。
有机质成分对土的工程性质产生不利影响 ,在公路工程中不应采用。
2. 液相: 土的液相是指土孔隙中存在的水。
一般把这种水看成与自由水一样 ,是无色、无味、无嗅的中性液体,其密度等于 lg/cm3, 容重为 9.81KN/m3, 在0℃时冻结 ,在100℃时沸腾。
土的三相比例指标土的三相比例指标是指土壤中的三种不同颗粒大小的比例关系，包括砂粒、粉粒和黏粒。
这些指标在土壤学和土壤力学中被广泛应用，对于土壤的分类、水分保持能力以及土壤的机械性质有重要的影响。
下面将从砂粒、粉粒和黏粒三个方面展开讨论。
砂粒是指土壤中直径在0.05mm到2mm之间的颗粒。
砂粒通常具有良好的透水性和透气性，对于土壤的渗透性和排水性能起到重要作用。
砂粒较大，其间隙较大，空气和水分容易在其中流动，使土壤保水能力较差。
因此，砂质土壤多为砂岩、砾石等构成，常用于建筑工程中的路基、基础等部位。
粉粒是指土壤中直径在0.002mm到0.05mm之间的颗粒。
粉粒比砂粒更细，粒径较小，使得土壤具有较高的比表面积。
粉粒富含细颗粒和胶结物质，能够吸附和保持水分和养分。
粉粒土壤具有较好的保水性和保肥性，适合农作物的生长。
同时，粉粒土壤也是土壤中微生物和根系活动的重要场所，有利于土壤生态系统的发展。
黏粒是指土壤中直径小于0.002mm的颗粒，主要由胶结粒子组成。
黏粒的颗粒较小，黏性较大，易于吸附水分和养分，并保持在土壤中。
因此，黏粒土壤具有较好的保水性和保肥性，适合植物的生长。
然而，黏粒土壤容易产生粘土结构，导致土壤板结和渗透性差，限制了植物根系的生长。
土壤中的三相比例指标对土壤的性质和用途具有重要影响。
不同比例的砂粒、粉粒和黏粒组合形成了不同类型的土壤，如砂质土壤、粉质土壤和黏质土壤。
根据土壤中三相比例的不同，可以判断土壤的保水性、透水性、肥力和适用作物等特性。
土壤中的砂粒、粉粒和黏粒三相比例是土壤学和土壤力学中的重要指标。
这些指标对于土壤的分类、水分保持能力和土壤的机械性质具有重要影响。
通过对土壤中三相比例的研究和分析，可以更好地理解土壤的特性和适用性，为农业生产、土木工程等领域提供科学依据。
第二节 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。
所谓土的物理性质指标就是表示土中三相比例关系的一些物理量。
土的物理性质指标可以分为两类：1．必须通过试验测定的，如含水率，密度和土粒比重2．可以根据试验测定的指标换算的，如孔隙比，孔隙率和饱和度等。
（s g ）-土粒质量(w g )-土中水质量m (g )-土的总质量-土粒体积-土中水体积-土中气体积-土中空隙体积V-土的总体积一、试验指标（1）土的密度（天然密度）ρ：天然状态下，单位体积土的质量，单位为3/cm g 或3/m t 即：V g=ρ天然密度变化范围较大。
一般粘性土3/0.28.1cm g -=ρ；砂土3/0.26.1cm g -=ρ；腐殖土3/7.15.1cm g -=ρ。
天然密度一般用"环刀法"测定，用一个圆环刀（刀口向下）放在削平的原状土样面上，徐徐削去环刀外围的土，边削边压，使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内土样质量，求得它与环刀容积之比值即为其密度。
（2）土粒密度（比重）：干土粒质量s g 与其体积s V 之比，即：ss Vgs =ρ土粒相对密度：土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比，一般用s d 或s G 表示，无量纲。
即：式中s ρ－土粒密度（3/cm g ）；1w ρ－纯水在4℃时的密度（单位体积的质量），等于13/cm g 或者13/m t 。
试验测定方法：比重瓶法实际上，土粒比重在数值上就等于土粒密度，但前者无因次。
土粒比重决定于土的矿物成分，它的数值一般为2.6－2.8；有机质土为2.4－2.5。
同一种类的土，其比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶测定。
将置于比重瓶内的土样在105-110℃下烘干后冷却至室温用精密天平测其质量，用排水法测得土粒体积，并求得同体积4℃纯水的质量，土粒质量与其比值就是土粒比重。
由于比重变化的幅度不大，通常可按经验数值选用。
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。
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(/)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(/)s
s s
m 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%w
s
m 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。
1． 干密度d ρ是土的固相质量s m 与总体积V 之比，可由下式表示：
3(/)s
d m g cm V
ρ=
（1－11） 土的干密度越大，土越密实，强度就越高，水稳定性也好，干密度常用作填土密实度的施工控制指标。
2． 土的饱和密度是当土的孔隙中全部为水所充满时的密度，即全部充满孔隙的水的质量
w m 与固相质量s m 之和与土的总体积V 之比，由下式表示：
3(/)w s
sat m m g cm V
ρ+=
（1－12） 当用干密度或饱和密度计算重力时，也应乘以10变换为干重度和饱和重度。
3． 当土浸没在水中时，土的固相受到水的浮力作用，土体的重力也应扣除浮力。
计算地下
水位以下土层的自重应力时应当用有效重度，有效重度是扣除浮力以后的固相重力与土的总体积之比（又称为浮重度），由下式表示：
'310(/)s w s
sat w m V kN m V
γγγγ-=
=- （1－13）
式中：w γ为水的重度，纯水在4℃时的重度等于9.813
/kN m ,在工程上化整为103
/kN m 。
4． 土的孔隙比是孔隙体积v V 与固相体积s V 之比，以小数计，由下式表示：
v
s
V e V =
（1－14） 孔隙比用来评价土的紧密程度，或从孔隙比的变化推算土的压密程度，在土力学中的计算中经常用到这个指标。
5． 土的孔隙率是比比的体积v V 与土的总体积V 之比，由下式表示：
v
V n V
=
（1－15） 6． 土的饱和度是指孔隙中水的体积w V 与孔隙体积v V 之比，由下式表示：
w
r v
V S V =
（1－16）
三、三相比例指标的互相换算
土的三相比例指标之间可以互相换算，根据上述三个试验指标，可以用换算公式求得全部计算指标，也可以用某几个指标换算其他的指标。
为便于理解，可在图1－5的三相草图
V＝1，并在图上按定义得到各个部分的体积或重力，就可换算有关指标，上假定土粒体积
s
这种换算关系见表1－6。
图1－5 三相草图
三相指标的换算关系。
