[科普中國(guó)]-有效密度

簡(jiǎn)介

有效密度，也可以稱(chēng)之為浮密度，土單位體積中土粒質(zhì)量與同體積水的質(zhì)量之差。土的有效密度 ( 也稱(chēng)水下密度)不是直接試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)，而是通過(guò)土的三項(xiàng)比例指標(biāo)換算得到的，它在工程中的使用機(jī)率很高。 例如巖土工程與水下土體的關(guān)系密切1。有效密度用以下公式計(jì)算：

其中是指土的飽和密度，是指水的密度。土的有效重度為地下水位以下，土體單位體積的重力密度。

不足之處土體位處水下后，水在其中拌演了奇特的角色。 土粒與水相互作用是一復(fù)雜的物理化學(xué)作用，即土中水以不同的形態(tài)存在著 , 有的呈固體, 有的呈液體或氣體，有的存在于礦物的內(nèi)部, 有些存在于孔隙之中。 同樣是在環(huán)境重力作用下，水對(duì)土粒既給予浮力，又同時(shí)施加重力效應(yīng)。土的有效密度用土粒質(zhì)量減去土粒所排除的相同體積水的質(zhì)量與總體積水之比來(lái)表達(dá)，這樣做有些趨于簡(jiǎn)單化。土體位于水下時(shí)，受到浮力作用的物質(zhì)并非僅是由礦物成分構(gòu)成的固相物質(zhì)。 在 105℃以上的溫度烘烤后土中的固相物質(zhì)確實(shí)是由礦物組成的固體顆粒，但是不可忽視天然狀態(tài)時(shí)水下土體內(nèi)還潛存有一異常物體也受著水的浮力作用。該異常物體就是結(jié)合水。結(jié)合水是受電分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。 結(jié)合水的密度大于自由水的密度，它不但比自由水密度大， 而且接近或超過(guò)土的干密度。

土的有關(guān)密度飽和密度飽和密度為孔隙中充滿(mǎn)水時(shí)，單位體積的質(zhì)量。土的飽和重度為孔隙中全部充滿(mǎn)水時(shí)，單位體積的重力密度。

土的干密度土的干密度為單位體積的土，將水分烘干后的質(zhì)量。土的干重度為單位體積的土，將水分烘干后的重力密度。

土的工程性質(zhì)土的工程性質(zhì)是在設(shè)計(jì)和建造各種工程建筑物時(shí)所必須掌握的天然土體或填筑土料的工程特性。不同類(lèi)別的工程，對(duì)土的物理和力學(xué)性質(zhì)的研究重點(diǎn)和深度都各自不同。對(duì)沉降限制嚴(yán)格的建筑物，需要詳細(xì)掌握土和土層的壓縮固結(jié)特性；天然斜坡或人工邊坡工程，需要有可靠的土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；土作為填筑材料時(shí)，其粒徑級(jí)配和壓密擊實(shí)性質(zhì)是主要參數(shù)。土的形成年代和成因?qū)ν恋墓こ绦再|(zhì)有很大影響，不同成因類(lèi)型的土，其力學(xué)性質(zhì)會(huì)有很大差別。各種特殊土（黃土、軟土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土和紅粘土等）又各有其獨(dú)特的工程性質(zhì)。除土的粒徑級(jí)配外，土中各個(gè)組成部分（固相、液相、氣相）之間的比例，將影響到土的物理性質(zhì)，如單位體積重，含水量，孔隙比，飽和度和孔隙度等。