土壤物理性质指数的计算

土壤物理性质指数是表示土壤三相在重量和体积上的相对比例关系的指标。其中，土壤的自然比重G、自然含水量ω、比重Gs是通过实验测得的，称为实测指标，其他指标(如Sr、E、N、γsat、γd、γ′)可以计算得出，称为派生指标。熟悉各项指标的定义和使用，掌握实物指标的计算方法。

1.三个衡量指标:

(1)自然重度γ:

①定义:自然状态下单位体积土的重量(单位:千牛/立方米)

②常用值:γ= 16 ~ 22kn/m3；

③测定方法:环刀法、封蜡法、灌水法、灌砂法。

(2)天然含水量ω:

①定义:自然状态下水的重量与土壤颗粒重量的比值，用百分数表示。

②常用值:砂土:0 ~ 40%；粘性土:20% ~ 60%

③测定方法:干燥法和炒干法。

讨论含水量能否超过100%。

(3)土壤颗粒的比重Gs:

①定义:土壤颗粒的重量与同体积4°C的纯水的重量之比(无量纲)。

②共同价值观:

表1:土壤颗粒比重参考值

③测定方法:比重瓶法。

2.六个出口指标:

(1)天然孔隙度比值E

①定义:自然状态下孔隙体积与土壤颗粒体积的比值(用小数表示)

②应用:孔隙比是评价土的密实度的重要物理性质指标。通用e & lt0.6%土为密实低压缩性土，e >；1.0土体松散，高压缩性。

(2)孔隙度

①定义:土壤孔隙体积占土壤总体积的比率(以百分比表示)

②常用值:粘性土30-60%，无粘性土25-45%。

孔隙度也可以用来表示同一土壤的疏松程度。

(3)饱和随机共振

①定义:土壤中所含水分的体积与孔隙体积的比值(以百分比表示)。

饱和度可以描述土壤中孔隙被水充满的程度:干燥土壤的Sr为0，完全饱和土壤的Sr为100%。

②应用:

根据饱和度，砂土可分为:Sr≤50%稍湿，50% < SR ≤ 80%极湿，SR > 80%饱和。

孔隙比、孔隙度、饱和度能否超过1或100%？

(4)干重γd

①定义:单位体积土壤中固体土壤颗粒的重量(单位:KN/m3)

②常用值:γ= 13 ~ 20kn/m3；

③应用:土壤压实质量控制指标。

(5)饱和重度γ饱和

①定义:当所有孔隙都充满水时，单位体积土的重量(单位:KN/m3)。

②常用值:γ= 18 ~ 23kn/m3；

(6)浮动重力γ’

①定义:单位体积土壤颗粒的重量减去同体积水的重量(即单位体积土壤颗粒的有效重量)。

②常用值:γ = 8 ~ 13kn/m3。

3.指标之间的转换:

有两种方法可以计算物理指标:

(1)直接用相关公式计算，但是公式很难记住。

(2)利用三相图进行计算，由已知指标计算出各相的重量和体积，再根据定义计算出所需指标。这种方法概念清晰。

在物理指标中，有很多指标是重量与体积或体积与体积的比值，所以计算时可以将分母的体积部分设为单位1，如V = 1或VS = 1，这样可以简化计算过程。

计算时要注意题干中隐含的条件。例如饱和土壤、干沙等。

土壤物理指标的计算可以直接指导工程建设。比如填筑路堤时，要求土料的含水量最好，但现场的土料可能达不到要求，所以需要配制符合要求的土，所以加水量必须通过计算确定。另外，压实填土时需要运输多少体积的土料，这是必须计算的。