专题二十三 土的基本物理性质指标测定（课件）-河南省对口招生《地基与基础工程施工》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题二十三 土的基本物理性质指标测定 《地基与基础工程施工》（第2版）高教社 目录 考纲解读 知识点梳理和重点概念复习 真题或常考题讲解 内容归纳小结 考纲解读 1 2 3 4 常见考点 土的9项基本物理性质指标中，需明确密度、比重、含水率为实测指标，其余6项为换算指标，掌握三者的概念及测定意义。 环刀法、比重瓶法、烘干法的适用场景：如环刀法适用于细粒土，比重瓶法适用于粒径<5mm的土，烘干法为含水率测定的标准方法。 试验操作关键细节：如环刀涂凡士林的目的、比重瓶煮沸时间（砂土≥30min）、烘干法温度（105~110℃）等。 平行测定允许差值：密度≤0.03g/cm³，比重≤0.02，含水率依数值范围有±0.5%、±1%、±2%的差异。 考纲解读 能准确复述土的密度、比重、含水率的定义，及9项基本物理性质指标中实测与换算指标的划分。 1 理解环刀法、比重瓶法、烘干法的操作原理，能解释不同土样选择不同方法的原因（如细粒土用环刀法的合理性）。 2 会运用密度、干密度、含水率的计算公式进行简单计算，能根据平行测定结果判断数据有效性（如差值是否符合标准）。 3 考试要求： 考纲解读 易考题型： 选择题：多考查试验方法适用场景（如易破裂土用哪种密度测定法）、关键数值（如烘干温度）、公式应用（如含水率计算）。 简答题：常涉及试验操作步骤 实操分析题：多要求简述试验操作步骤（如环刀法测密度的步骤）或注意事项（如烘干法测含水率的注意点）。 知识点梳理和重点概念复习 知识点思维导图 知识点梳理和重点概念复习 土的基本物理性质指标共有9个：密度、干密度、有效密度、饱和密度、比重、含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。其中土的密度、比重、含水率3个指标需在试验室测定，称为实测指标；另外6个指标可以通过计算求得，称为换算指标。 一、密度的测定 土的密度是指单位体积土的质量。 测定土的密度的试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法等。对于细粒土，采用环刀法；对于易破裂土和形状不规则的坚硬土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，一般用灌水法或灌砂法。本节仅介绍环刀法。 知识点梳理和重点概念复习 1.仪器设备及用品 环刀;天平，分度值为0.1g;切土刀；凡士林等。 2.操作步骤 (1)在环刀内壁涂一薄层凡士林后称其质量，精确至0.1 g。 (2)将环刀刃口向下放在试样上，用切土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止，削去环刀两端余土并修平，取剩余的代表性土样测定含水率。 知识点梳理和重点概念复习 (3)擦净环刀外壁后称其质量，精确至0.1 g。 (4)计算土的密度和干密度 式中p——密度，g/cm³,精确至0.01 g/cm³; Pa——干密度，g/cm³,精确至0.01 g/cm³;m——湿土质量，g; m₁——环刀质量，g; m₂——环刀加湿土质量，g; V——环刀容积，cm³; w——含水率，%。 (5)本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03 g/cm³。取两次测定的算术平均值。 知识点梳理和重点概念复习 3.记录 本试验记录格式见表。 知识点梳理和重点概念复习 4.注意事项 (1)环刀要垂直土面放置，削土时，刀刃要向外倾斜。 (2)称量应精确至0.1 g,计算结果精确至0.01 g/cm³。 (3)应进行两次平行测定，且两次测定的差值不得大于0.03 g/cm³,否则应重测。 二、比重的测定 土粒比重是指土在105~110℃下烘至恒重时的质量与同体积4℃纯水质量之比。 根据土粒粒径的不同，可分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸筒法进行比重测定。 (1)对于粒径小于5 mm的土，采用比重瓶法测定。 (2)对于粒径不小于5mm的土，其中粒径大于20 mm的颗粒含量小于10%时，采用浮称法测定，粒径大于20 mm的颗粒含量大于10%时，采用虹吸筒法测定。 本节仅介绍比重瓶法。 知识点梳理和重点概念复习 1.仪器设备及用品 比重瓶(长颈),容量为100 mL;天平，分度值为0.001 g;恒温水槽；电砂浴；其他： 烘箱、孔径5 mm的筛、温度计、漏斗、滴管、纯水等。 2.操作步骤 (1)将比重瓶洗净、烘干，称比重瓶质量，精确至0.001 g。 (2)将事先煮沸并冷却的纯水注入比重瓶，注水至刻度处。 (3)将比重瓶放入恒温水槽内，直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，精确至0.001 g。 知识点梳理和重点概念复习 (4)将比重瓶烘干，将15g烘干土装入100 mL比重瓶内称量，精确至0.001 g。 (5)将纯水注入装有干土的比重瓶中至一半处，摇动比重瓶，将瓶放在电砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂土不应少于30 min,黏土、粉土不得少于1h,沸腾后应注意调节电砂浴温度，不使悬液溢出瓶外。 (6)将纯水注入已煮好的比重瓶，注水至略低于刻度处，待瓶内悬液温度稳定及悬液上部澄清后，用滴管调整液面恰至刻度处，擦干瓶外壁及瓶内壁刻度以上的水，称瓶、水、土样的总质量，精确至0.001 g,并测瓶内的水温。 知识点梳理和重点概念复习 (7)计算土粒比重。 式中G₅——土粒比重； m——干土质量，g; m₁——瓶、水总质量，g; m₂——瓶、水、干土总质量，g; Gw——T℃时纯水的比重(可查物理手册),精确至0.001。 (8)本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.02。取两次测定的算术平均值。 知识点梳理和重点概念复习 3.记录 本试验记录格式见表。 知识点梳理和重点概念复习 4.注意事项 (1)比重瓶、土样一定要完全烘干，称量时比重瓶外壁的水必须擦干净，称量应精确至0.001g。 (2)煮沸排气时，防止悬液溅出。 (3)应进行两次平行测定，且两次测定的差值不得大于0.02,否则应重测。 (4)比重的单位是1,不用写出，即比重只写数值，不用写单位。 三、含水率的测定 土的含水率是试样在105~110℃下烘到恒重时所失去的水质量和达恒重后干土质量的比值，以百分数表示。 含水率的测定方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法等，其中烘干法为室内试验的标准方法。 知识点梳理和重点概念复习 1.仪器设备及用品 烘箱;天平，分度值为0.01g;其他：干燥器、称量盒等。 2.操作步骤 (1)先称称量盒的质量，精确至0.01g。 (2)取具有代表性的试样15~30g,放入称量盒内，盖上盒盖，称量，精确至 0.01g。 (3)打开盒盖，将盒放入烘箱内，在温度105~110℃下烘至恒重。烘干时间对黏土、粉土不得少于8 h;对砂土不得少于6h。 (4)将烘干后的称量盒取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称称量盒加干土质量，精确至0.01 g。 知识点梳理和重点概念复习 (5)按式计算含水率 式中w——含水率，%,精确至0.1%; mw——水质量，g; m——干土质量，g; m——湿土质量，g。 (6)本试验应进行两次平行测定，取两次测定的算术平均值，允许平行差应符合表的规定。 知识点梳理和重点概念复习 3.记录 本试验记录格式见表。 4.注意事项 (1)土样放入称量盒内，应立即盖好盒盖，称量。 (2)称量盒要保持干燥，称量盒的盒体和盒盖要对号。 (3)土样烘干后，应盖好盒盖，再放入干燥器中。 (4)计算结果精确至0.1%。 常考习题练习与讲解--选择题 1.测定粒径≥5mm且含>20mm颗粒>10%的土的比重时，应采用的方法是（ ） A.比重瓶法 B.浮称法 C.虹吸筒法 D.烘干法 答案：C 解析：土的比重测定中，虹吸筒法适用于粒径≥5mm且>20mm颗粒>10%的土，浮称法适用于该类颗粒<10%的土，故选C。 常考习题练习与讲解--选择题 2.烘干法测定砂土含水率时，最短烘干时间为（ ） A.4h B.6h C.8h D.10h 答案：B 解析：烘干法中，砂土烘干时间不得少于6h，黏土、粉土不得少于8h，因此砂土最短需6h，选B。 常考习题练习与讲解--选择题 3.下列属于土的换算指标的是（ ） A.密度 B.含水率 C.孔隙比 D.比重 答案：C 解析：土的9项指标中，密度、比重、含水率为实测指标，孔隙比、孔隙率等6项为换算指标，故选C。 常考习题练习与讲解--选择题 4.环刀法测定密度时，削土过程中刀刃应（ ） A.向内倾斜 B.向外倾斜 C.垂直土面 D.任意角度 答案：B 解析：环刀法操作中，削土时刀刃需向外倾斜，以保证土样完整，避免环刀受损，故选B。 常考习题练习与讲解--选择题 5.土的干密度计算公式中，w代表（ ） A.湿密度 B.含水率 C.干土质量 D.土样体积 答案：B 解析：干密度公式为ρd=ρ/(1+w)，其中w为含水率（%），反映土中水分含量与干土质量的比例，故选B。 常考习题练习与讲解--选择题 6.比重瓶法测定比重时，称量精度需达到（ ） A.0.1g B.0.01g C.0.001g D.0.0001g 答案：C 解析：比重瓶法要求称量精确至0.001g，包括比重瓶质量、瓶+水质量等，以保证比重计算的准确性，故选C。 常考习题练习与讲解--选择题 7.含水率为5%时，两次平行测定的允许差值为（ ） A.±0.5% B.±1% C.±2% D.±3% 答案：A 解析：含水率允许平行差中，<10%时为±0.5%，5%在此范围，因此允许差值为±0.5%，选A。 常考习题练习与讲解--选择题 8.下列试验中，不属于测定土的物理性质指标的是（ ） A.环刀法 B.比重瓶法 C.固结试验 D.烘干法 答案：C 解析：固结试验用于测定土的压缩系数等力学性质指标，其余三项均为物理性质指标测定方法，故选C。 常考习题练习与讲解--填空题 1.土的密度是指单位体积土的____。 2.比重瓶法测定冻土的比重时，测定前需将冻土置于____中融化，且融化过程中不得搅动。 1.答案：质量 解析：密度的定义为单位体积土的质量，单位通常为g/cm³，是土的基本物理性质之一。 2.答案：常温空气 解析：冻土含冰，直接加热融化会改变土的结构。规范要求在常温空气中自然融化，避免搅动，以保证土样原始状态，确保测定准确。 常考习题练习与讲解--填空题 3.干密度的计算公式为ρd=____。 4.含水率测定中，土样烘干后需放入____中冷却至室温再称量。 3.答案：ρ/(1+w) 解析：干密度是土的干质量与体积之比，等于湿密度（ρ）除以（1+含水率w），反映土的密实程度。 4.答案：干燥器 解析：烘干后的土样若直接暴露在空气中会吸收水分，放入干燥器可避免吸湿，保证干土质量测量准确。 常考习题练习与讲解--判断题 1.所有土的密度测定都可采用环刀法。（ ） 2.土的比重单位为g/cm³。（ ） 1.答案：错误 解析：环刀法仅适用于细粒土，易破裂土或形状不规则的坚硬土需用蜡封法，现场粗粒土用灌水法或灌砂法，并非所有土都适用。 2.答案：错误 解析：土的比重是土粒质量与同体积4℃纯水质量的比值，为无量纲量，单位记为1，而非g/cm³。 常考习题练习与讲解--判断题 3.含水率测定中，土样烘干至恒重后即可直接称量。（ ） 4.密度试验中，两次平行测定的差值大于0.03g/cm³时，需重新测定。（ ） 3.答案：错误 解析：烘干后的土样需先放入干燥器冷却至室温，避免因温度过高导致称量时空气中水分凝结，影响结果准确性。 4.答案：正确 解析：为保证密度测定结果可靠，规定两次平行测定差值不得大于0.03g/cm³，超出则需重测，取合格结果的平均值。 常考习题练习与讲解--简答题 1.简述比重瓶法测定土的比重时，为何要对土样进行煮沸处理？ 答案：煮沸处理是为了排除土样中的空气。土样中含有的空气会占据一定体积，导致测得的土粒体积偏小，进而使比重计算结果偏大。煮沸可使空气逸出，保证土粒体积测量准确，确保比重结果可靠。 常考习题练习与讲解--简答题 2.环刀法测定土的密度时，为何要在环刀内壁涂凡士林？ 答案：环刀内壁涂凡士林可使环刀与土样紧密接触，避免土样中的水分从环刀与土样的间隙流失，同时减少土样与环刀的摩擦，便于环刀顺利压入土中，保证所取土样的完整性和湿土质量测量的准确性。 常考习题练习与讲解--简答题 3.烘干法测定含水率时，如何判断土样已烘至恒重？ 答案：恒重指两次称量质量差不超过规定值（一般为0.01g）。操作中，在105~110℃下烘干后，取出冷却称量，再放入烘箱烘干1~2h，冷却后再次称量，若两次质量差≤0.01g，即认为已烘至恒重。 常考习题练习与讲解--简答题 4.土的实测指标与换算指标有何区别？举例说明。 答案：实测指标是需在试验室直接测定的指标，如密度、比重、含水率，需通过试验操作获取数据；换算指标是通过实测指标计算得到的，如孔隙比、饱和度等。例如，干密度可由密度和含水率通过公式ρd=ρ/(1+w)换算得出。 课堂小结 重点复习知识点： 1.核心指标区分：明确密度、比重、含水率为实测指标，其余6项为换算指标，掌握三者的定义及测定的基础作用。 2.试验方法要点：环刀法（细粒土密度）、比重瓶法（粒径<5mm土比重）、烘干法（含水率标准方法）的适用场景及关键操作（如环刀涂凡士林、煮沸时间、烘干温度）。 3.数据可靠性要求：牢记平行测定允许差值（密度≤0.03g/cm³等），理解其对试验结果准确性的意义，会判断数据有效性。 4.公式灵活应用：熟练掌握密度、干密度、含水率的计算公式，能结合试验数据进行简单计算，将理论与实际操作结合记忆。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 感谢观看 $$