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土力学教案


教师授课计划(课时计划) 学 第一章 土力学 第3节 科 授课日期 班 级 13 高试 (1)

土的物理性质与工程分类 土的物理状态指标测试

13 高试 (2)

13 高试 (1)

13 高试 (2)

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教学目标

了解土的三相图;确定三相比例关系的基本试验指标及常用指标;物理性质 指标的常用换算关系。 三相简图、各项物理性质指标 计算并绘出三相简图,再根据图中的已知数求各项物理指标 教科书、计算器 讲练结合 教 学 过 程 课型 新课 附记

教学重点 教学难点 教具 教学方法

一、组织教学 二、复习 三、导入新课 四、讲授新课 五、归纳总结

第三节 土的物理状态 一、土的三相组成量上的比例特征 1. 土的三相图

在三相图中有独立的 VS(土的固体颗粒实体的体积) 、VW(水的体积) 、Va(气体体积) 、mw(水 的质量) 、ms(固体颗粒质量)五个量,只要知道其中三个独立的量,其他各量就可以从图中直接 算出。 三相草图是土力学中用以计算三相量比例关系的一种简单而又很有用的工具。 2.确定三相比例关系的基本试验指标 密度 三相草图各量中的三个指标 相对密度 含水率 ①土的密度( ? ) 土的密度定义为土在天然状态下单位体积的质量。

m ms ? mw 3 ? = v ? v ? v ( g cm ) s v
土的天然重度是在天然状态下,单位体积上所受的重力。

? ?

wt mg (ms ? mw ) g ? ? (kN m 3 ) v v v

式中:g WT

重力加速度(g=9.81m/s3,为计算方便取 g=10m/s3) 土样的总重力

重度并不是实测指标,通常是实测土的密度 ? 再算出重度 ? 0 。 密度和重度的关系式:

??

?
g

一般土的重度为 16~22 kN/m3 ②土粒相对密度 土粒的质量与同体积纯蒸馏水在 4℃时的质量之比,称为土粒相对密度。

Gs ?
左右。 土粒重度:单位体积土粒的重量。

ms ? ? s vs ? ? w ? w

土粒的相对密度变化不大,细粒土(黏性土)一般在 2.70 至 2.75 左右,砂土的为 2.65

? ?
s

ws ms g 3 ? ? Gs g (kN m ) vs vs

③土的含水量 W 土中水的质量与土粒质量之比,称为土的含水量,以百分数表示。

w?

?m ? mw m ? ms ? ? 100% ? ? 100% ? ? ? 1 ?m ? ? 100% ms ms ? s ?

干的砂类土,含水量约为 0~3%,饱和软黏土可达 70~80%。 3.确定三相量比例关系的其他常用指标 孔隙比 e ①表示土中孔隙含量的指标 孔隙比 e 孔隙度 n 孔隙体积与固体颗粒实体体积之比。

e?

vv vs

孔隙比用小数表示,孔隙比越小,土越密实;孔隙比越大,土越松散。孔隙比是表示土的 密实程度的重要物理性质指标。 孔隙度 n 孔隙体积与土体总体积之比,用百分数表示。

n?
孔隙比和孔隙度可以用下式互换:

vv ? 100 % v

n?

n e ? 100 % 或 e ? 1? n 1? e

②表示土中含水程度的指标:土的饱和度

s? ?

vw ? 100 % vv

干土的饱和度 Sr=0,饱和土的饱和度 Sr=1。 ③表示土的密度和重度的几种指标 1)饱和密度 ? sat 和饱和重度 饱和密度

? sat
ms ? vv ? w ms ? vv ? v v

孔隙完全被水充满时土的密度。

? ?
sat

?

w

即水在 4℃时单位体积土的质量

?

w

=1g/cm3

饱和重度

孔隙中完全充满水时土的重度。

?

sat

?

ms g ? vv? w (ms ? vv ) g ? (kN m3 ) v v

?

w

即 4℃水时单位体积土的重力,土工计算中取

?

w

=10kN/m3。

2)干密度 干密度

?
d

d

与干重度

?

d

?

单位体积土体中的土粒质量

? ?
d

?
1? w

干重度

?

d

单位体积土体中的土粒重力

? ?
d

?
1? w

3)土的浮重度 ? ?

单位体积土体中的土粒重力减去与土粒体积相同的水的重力。

?? ? ? ??
sat

w

板 书 设 计

第三节 土的物理状态 一、土的三相组成量上的比例特征 1. 土的三相图 2. 确定三相比例关系的基本试验指标 1) 土的密度 2) 土粒相对密度 3) 土的含水率 3. 确定三相量比关系的其他常用指标 1) 表示土中孔隙含量的指标 2) 表示土中含水程度的指标 3) 表示土的密度和重度的指标

作 业

P35 1-2、1-6 掌握并会计算土的物理性质指标。

教 学 后 记


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