土壤孔隙含水量计算

1.土的含水量

土中水的质量与固体颗粒质量的比值称为土的含水量,用下式表示,即

式中 w——土的含水率;

mw——土中水的质量(kg);

ms——土中固体颗粒的质量(kg)。

土的含水量表示土的干湿程度,含水量在5％以内的土,称为干土;含水量在5％~30％的土,称为潮湿土;含水量大于30％的土,称为湿土。

在施工中,通常采用最佳含水量的土。最佳含水量是指能使填土夯实至最密实的含水量.现场判定的方法就是“手握成团,落地开花”。

含水量对于挖土的难易、施工时,边坡的稳定及回填土的夯实质量都有影响。

2.土的天然密度

土在天然状态下单位体积的质量,称为土的天然密度。土的天然密度用ρ表示,计算公式为

式中 m——土的总质量(kg);

V——土的总体积(m3)。

3.土的干密度

单位体积的土中固定颗粒的质量称为土的干密度,土的干密度用ρd表示,计算公式为

式中 ms——土中固体颗粒的质量(kg);

V——土的总体积(m3)。

土的干密度越大,表示土越密实。工程上常把土的干密度作为评定土体密实程度的标准,以控制填土工程的压实质量。

4.土的孔隙比和孔隙率

孔隙比和孔隙率反映了土的密实程度,孔隙比和孔隙率越小土越密实。孔隙比e是土中孔隙体积Vv与固体颗粒体积Vs的比值,可表示为

式中 Vv——土中孔隙体积(m3);

Vs——土中固体颗粒体积(m3)。

孔隙率n是土中孔隙体积与总体积V的比值,用百分率表示,可表示为

式中 V——土的总体积(m3)。

对于同一类土,孔隙率e越大,孔隙体积就越大,从而使土的压缩性和透水性都增大,土的强度降低,故工程上也常用孔隙比来判断土的密实程度和工程性质。

5.土的渗透性

土的渗透性是指土体被水透过的性质,通常用渗透系数K表示。渗透系数K表示单位时间内水穿透土层的能力,用m/d表示。根据渗透系数不同,土可分为透水性土(如砂土)和不透水性土(如黏土).土的渗透性影响施工降水与排水的速度.土的渗透系数参考值见表1-2。

式中 V——渗透速度(m/s);

K——渗透系数(m/d);

I——水力坡度,指两点的水位差h与渗流路径长度L之比,即I＝h/L。

表1-2 土的渗透系数参考值

6.土的可松性

土具有可松性,即自然状态下的土经开挖后,其体积因松散而增大,以后虽经回填压实,仍不能恢复其原来的体积。土的可松性系数可表示为

式中 Ks——土的最初可松性系数;

K′s——土的最后可松性系数;

V原状——土在天然状态下的体积(m3);

V松散——土挖出后在松散状态下的体积(m3);

V压实——土经回填压(夯)实后的体积(m3)。

土的可松性对确定场地设计标高、土方量的平衡调配、计算运土机具的数量、弃土坑的容积以及计算填方所需的挖方体积等均有很大影响。各类土的可松性系数见表1-3。

表1-3 土的可松性系数

【例1-1】 某基坑体积为800m3,其基础体积为200m3,试计算取土挖方的体积。如果运土车容量为5m3一车,回填后剩余土需运多少车次? 已知:Ks＝1.30,K′s＝1.15。

【解】 挖土体积:800×1.30＝1040(m3)

回填土天然体积:200/1.15＝174(m3)

回填土松散体积:174×1.30＝226.2(m3)

弃土体积:1040－226.2＝813.8(m3)

运土车次:n＝813.8/5＝163(车次)