题目
用体积为72cm 3 的环刀取得某原状土样重129.5g,烘干后土重121.5g,土粒相对密度为2.7,试计算该土样的含水量ω,孔隙比e,饱和度S r ,重度γ、饱和重度γ sat 浮重度γ',以及干重度γ d ,并比较各重度的数值大小(先导出公式然后求解)。
用体积为72cm 3 的环刀取得某原状土样重129.5g,烘干后土重121.5g,土粒相对密度为2.7,试计算该土样的含水量ω,孔隙比e,饱和度S r ,重度γ、饱和重度γ sat 浮重度γ',以及干重度γ d ,并比较各重度的数值大小(先导出公式然后求解)。
题目解答
答案
ω=6.6%,e=0.60,ρ=1.67g/cm 3 ,S r =27.9%,γ=18.5kN/m 3 ,γ sat =20.6kN/m 3 ,γ'=10.6kN/m 3 ,γ d =16.9g/cm 3 ,γ sat >γ>γ d >γ'
解析
步骤 1:计算含水量ω
含水量ω的计算公式为:\[ \omega = \frac{m_w}{m_s} \times 100\% \]
其中,\(m_w\)为土样中水的质量,\(m_s\)为土样中固体颗粒的质量。
步骤 2:计算孔隙比e
孔隙比e的计算公式为:\[ e = \frac{V_v}{V_s} \]
其中,\(V_v\)为土样中孔隙的体积,\(V_s\)为土样中固体颗粒的体积。
步骤 3:计算饱和度S_r
饱和度S_r的计算公式为:\[ S_r = \frac{V_w}{V_v} \times 100\% \]
其中,\(V_w\)为土样中水的体积,\(V_v\)为土样中孔隙的体积。
步骤 4:计算重度γ
重度γ的计算公式为:\[ \gamma = \frac{G}{V} \]
其中,G为土样的总重力,V为土样的总体积。
步骤 5:计算饱和重度γ_sat
饱和重度γ_sat的计算公式为:\[ \gamma_{sat} = \gamma_w(1 + e) \]
其中,\(\gamma_w\)为水的重度,e为孔隙比。
步骤 6:计算浮重度γ'
浮重度γ'的计算公式为:\[ \gamma' = \gamma - \gamma_w \]
其中,\(\gamma\)为重度,\(\gamma_w\)为水的重度。
步骤 7:计算干重度γ_d
干重度γ_d的计算公式为:\[ \gamma_d = \frac{\gamma}{1 + \omega} \]
其中,\(\gamma\)为重度,\(\omega\)为含水量。
步骤 8:比较各重度的数值大小
根据计算结果,比较各重度的数值大小。
含水量ω的计算公式为:\[ \omega = \frac{m_w}{m_s} \times 100\% \]
其中,\(m_w\)为土样中水的质量,\(m_s\)为土样中固体颗粒的质量。
步骤 2:计算孔隙比e
孔隙比e的计算公式为:\[ e = \frac{V_v}{V_s} \]
其中,\(V_v\)为土样中孔隙的体积,\(V_s\)为土样中固体颗粒的体积。
步骤 3:计算饱和度S_r
饱和度S_r的计算公式为:\[ S_r = \frac{V_w}{V_v} \times 100\% \]
其中,\(V_w\)为土样中水的体积,\(V_v\)为土样中孔隙的体积。
步骤 4:计算重度γ
重度γ的计算公式为:\[ \gamma = \frac{G}{V} \]
其中,G为土样的总重力,V为土样的总体积。
步骤 5:计算饱和重度γ_sat
饱和重度γ_sat的计算公式为:\[ \gamma_{sat} = \gamma_w(1 + e) \]
其中,\(\gamma_w\)为水的重度,e为孔隙比。
步骤 6:计算浮重度γ'
浮重度γ'的计算公式为:\[ \gamma' = \gamma - \gamma_w \]
其中,\(\gamma\)为重度,\(\gamma_w\)为水的重度。
步骤 7:计算干重度γ_d
干重度γ_d的计算公式为:\[ \gamma_d = \frac{\gamma}{1 + \omega} \]
其中,\(\gamma\)为重度,\(\omega\)为含水量。
步骤 8:比较各重度的数值大小
根据计算结果,比较各重度的数值大小。