题目
若原状土样的天然密度p=2.1t/m3,含水量w=15%,土颗粒相对密度Gs=2.71,试计算孔隙比e。
若原状土样的天然密度p=2.1t/m3,含水量w=15%,土颗粒相对密度Gs=2.71,试计算孔隙比e。
题目解答
答案
解析
步骤 1:计算土颗粒的质量
根据土颗粒相对密度的定义,土颗粒的质量可以通过以下公式计算:
\[ m_s = G_s \cdot \rho_w \cdot V_s \]
其中,\( m_s \) 是土颗粒的质量,\( G_s \) 是土颗粒相对密度,\( \rho_w \) 是水的密度(取1 t/m³),\( V_s \) 是土颗粒的体积。假设 \( V_s = 1 m^3 \),则:
\[ m_s = 2.71 \cdot 1 \cdot 1 = 2.71 t \]
步骤 2:计算水的质量
根据含水量的定义,水的质量可以通过以下公式计算:
\[ m_w = w \cdot m_s \]
其中,\( m_w \) 是水的质量,\( w \) 是含水量。则:
\[ m_w = 0.15 \cdot 2.71 = 0.4065 t \]
步骤 3:计算总体积
根据天然密度的定义,总体积可以通过以下公式计算:
\[ V = \frac{m_s + m_w}{\rho} \]
其中,\( V \) 是总体积,\( \rho \) 是天然密度。则:
\[ V = \frac{2.71 + 0.4065}{2.1} = 1.484 m^3 \]
步骤 4:计算孔隙比
根据孔隙比的定义,孔隙比可以通过以下公式计算:
\[ e = \frac{V - V_s}{V_s} \]
其中,\( e \) 是孔隙比。则:
\[ e = \frac{1.484 - 1}{1} = 0.484 \]
根据土颗粒相对密度的定义,土颗粒的质量可以通过以下公式计算:
\[ m_s = G_s \cdot \rho_w \cdot V_s \]
其中,\( m_s \) 是土颗粒的质量,\( G_s \) 是土颗粒相对密度,\( \rho_w \) 是水的密度(取1 t/m³),\( V_s \) 是土颗粒的体积。假设 \( V_s = 1 m^3 \),则:
\[ m_s = 2.71 \cdot 1 \cdot 1 = 2.71 t \]
步骤 2:计算水的质量
根据含水量的定义,水的质量可以通过以下公式计算:
\[ m_w = w \cdot m_s \]
其中,\( m_w \) 是水的质量,\( w \) 是含水量。则:
\[ m_w = 0.15 \cdot 2.71 = 0.4065 t \]
步骤 3:计算总体积
根据天然密度的定义,总体积可以通过以下公式计算:
\[ V = \frac{m_s + m_w}{\rho} \]
其中,\( V \) 是总体积,\( \rho \) 是天然密度。则:
\[ V = \frac{2.71 + 0.4065}{2.1} = 1.484 m^3 \]
步骤 4:计算孔隙比
根据孔隙比的定义,孔隙比可以通过以下公式计算:
\[ e = \frac{V - V_s}{V_s} \]
其中,\( e \) 是孔隙比。则:
\[ e = \frac{1.484 - 1}{1} = 0.484 \]