模塊一

巖石土體工程性質分析《工程巖土》

單元二

土體物理力學指標測定任務2土的物理性質指標問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測

結合前述情境，路堤填筑前需對填料進行試驗，根據(jù)試驗指標判斷是否適用，請結合以下問題完成該知識點學習：1.根據(jù)《公路路基施工技術規(guī)范》（JTG/T3610-2019），請問該填料要做哪些物理性質指標試驗？2.這些土的物理性質指標中哪幾個可以直接測定？常用測定方法是什么？3.在公路路基施工過程中，從土樣含水率把控角度，你對施工人員有何建議？為什么？4.這些物理性質指標對施工質量把控有何意義？問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測

土的物理性質指標，就是指土中固相、液相、氣相三者在體積和質量方面的相互配比的數(shù)值。問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測三項基本指標土的密度土粒比重含水率為了確定三相草圖諸量中的三個量，通常進行三個基本的物理性質試驗：土的密度試驗土粒比重試驗土的含水率試驗問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測一、

土的物理性質指標

（一）土的密度(ρ)和土的重度/容重）（γ）物理意義：指單位體積土的質量，g/cm3。常見值為1.6~2.2g/cm3。表達式：工程意義：綜合反映了土的物質組成和結構特征，是評估土的稠密程度和壓實效果的關鍵參數(shù)。

重度：土的單位體積重力，kN/m3。測定方法：環(huán)刀法、灌砂法、灌水法。問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（一）土的密度(ρ)和土的重度/容重）（γ）環(huán)刀法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（一）土的密度(ρ)和土的重度/容重）（γ）灌砂法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（一）土的密度(ρ)和土的重度/容重）（γ）灌水法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（二）土的比重（Gs）物理意義：土在105～110℃下烘至恒重時的質量與同體積4℃蒸餾水質量的比值，一般在2.65~2.75之間表達式：工程意義：了解土的密實度和強度特性，對土的承載能力和穩(wěn)定性進行評估。測定方法：比重瓶法、浮力法、浮稱法、虹吸筒法

問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（二）土的比重（Gs）比重瓶法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（二）土的比重（Gs）浮力法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（二）土的比重（Gs）浮稱法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（二）土的比重（Gs）虹吸筒法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（三）土的含水率（w）物理意義：土中水的質量mw與土粒質量ms之比。砂土的天然含水率不超過40％，多為10％～30％；黏性土為20％～50％。表達式：

工程意義：合理的含水率可以確保土的穩(wěn)定性，減少施工過程中土的沉降和變形。測定方法：烘干法、酒精燃燒法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（三）土的含水率（w）烘干法問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（三）土的含水率（w）小鋁盒質量m0；小鋁盒加濕土質量m1；小鋁盒加干土質量m2；取代表性試樣（含有機質的土和鹽漬土除外））不小于10g，放待第三次火焰熄滅后，蓋好盒蓋，稱干土和盒的質量，準確至0.01g。問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測二、土的物理性質指標換算孔隙含量指標孔隙比孔隙度含水程度指標飽和度特定條件密度干密度飽和密度水下密度問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（一）反映土的松密程度的指標1.孔隙度（孔隙率）（n）物理意義：土的單位體積中孔隙的總體積。常見值為30%～50%表達式：

工程意義：排列緊密的孔隙度小，排列松散的孔隙度大。確定方法：問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（一）反映土的松密程度的指標2.孔隙比（e）物理意義：土中孔隙的體積（Vn）與土粒的體積（Vs）的比值。常見值為砂土：e=0.5～1.0；黏性土：e=0.5～1.2。表達式：

工程意義：直接反映土的密實程度，孔隙比愈大，土愈疏松。確定方法：問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（二）反映土中含水程度的指標1.飽和度（Sr）也稱飽水系數(shù)物理意義：：土中水的體積（Vw）與土的全部孔隙的體積（Vn）的比值。表達式：

工程意義：對砂土和粉土有一定的實際意義，砂土以飽和度作為濕度劃分的標準。確定方法：問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（二）反映土中含水程度的指標1.飽和度（Sr）也稱飽水系數(shù)0＜Sr≤0.5

稍濕的；0.5＜Sr≤0.8

很濕的；0.8＜Sr≤1飽和的。

在工程地質學中將土劃分為三種濕度狀態(tài)：問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（三）特定條件下土的密度及重度1.土粒密度(ρs)和土粒重度（γs）物理意義：指固體顆粒的質量（ms）與其體積（Vs）之比。常見值在2.65～2.80g/cm3。表達式：

工程意義：僅說明土的固相部分的質量與體積的比例關系，實質上是土中各種礦物密度的加權平均值。確定方法：問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（三）特定條件下土的密度及重度2.土的干密度(ρd))和干重度（γd）物理意義：指土的孔隙中完全沒有水時的密度，即單位體積干土的質量。常見值在1.3～2.0g/cm3。表達式：

工程意義：通常用作人工填土壓實重量控制的指標。確定方法：問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（三）特定條件下土的密度及重度3.土的飽和密度(ρsat)和土粒重度（γsat）物理意義：孔隙完全被水充滿時的密度，亦指土的孔隙中全部充滿液態(tài)水時的單位體積土的質量。常見值為1.80～2.30g/cm3。表達式：

重度：土的單位體積重力，kN/m3。常見值18～23kN/m3。換算式：問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測（四）物理性質指標之間的換算指標名稱換算公式指標名稱換算公式干密度ρd和密度孔隙比e飽和度孔隙度n浮重度問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測指標之間的換算思路土的三相指標之間可以進行換算，由于三個基本指標可以實測，因此，一般用它們來換算其他指標。換算的一般思路是：1.求出土的三相組成；2.根據(jù)定義公式求其他指標。問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測指標之間的換算思路方法二方法一問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測指標之間的換算例題

某原狀土樣經試驗，實測指標為：ρ=1.70g/cm3，ρs=2.72g/cm3，w=10.0%，試求該土樣的e和Sr。，問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測指標之間的換算例題

某原狀土樣經試驗，實測指標為：ρ=1.70g/cm3，ρs=2.72g/cm3，w=10.0%，試求該土樣的e和Sr。，問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測指標之間的換算例題，解：令V=1，則m=ρ·V=1.70×1=1.7（g）問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測指標之間的換算例題

一黏土試樣，體積為29cm3,濕土質量為50g,含水率w=40%，土粒比重Gs=2.70g/cm3，求該黏土飽和度Sr。問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測指標之間的換算例題

問題導學情境描述知識講解小組學習知識小測土的物理性質指標小結

土的物理性質的各項指標，實質上就是質量與質量、質量與體積、體積與體積相互組成的不同性質的指標。

土的物理性質指標中土的密度、土粒的比重、土的含水率是通過試驗測