[科普中国]-有效密度

简介

有效密度，也可以称之为浮密度，土单位体积中土粒质量与同体积水的质量之差。土的有效密度 ( 也称水下密度)不是直接试验测定指标，而是通过土的三项比例指标换算得到的，它在工程中的使用机率很高。 例如岩土工程与水下土体的关系密切1。有效密度用以下公式计算：

其中是指土的饱和密度，是指水的密度。土的有效重度为地下水位以下，土体单位体积的重力密度。

不足之处土体位处水下后，水在其中拌演了奇特的角色。 土粒与水相互作用是一复杂的物理化学作用，即土中水以不同的形态存在着 , 有的呈固体, 有的呈液体或气体，有的存在于矿物的内部, 有些存在于孔隙之中。 同样是在环境重力作用下，水对土粒既给予浮力，又同时施加重力效应。土的有效密度用土粒质量减去土粒所排除的相同体积水的质量与总体积水之比来表达，这样做有些趋于简单化。土体位于水下时，受到浮力作用的物质并非仅是由矿物成分构成的固相物质。 在 105℃以上的温度烘烤后土中的固相物质确实是由矿物组成的固体颗粒，但是不可忽视天然状态时水下土体内还潜存有一异常物体也受着水的浮力作用。该异常物体就是结合水。结合水是受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。 结合水的密度大于自由水的密度，它不但比自由水密度大， 而且接近或超过土的干密度。

土的有关密度饱和密度饱和密度为孔隙中充满水时，单位体积的质量。土的饱和重度为孔隙中全部充满水时，单位体积的重力密度。

土的干密度土的干密度为单位体积的土，将水分烘干后的质量。土的干重度为单位体积的土，将水分烘干后的重力密度。

土的工程性质土的工程性质是在设计和建造各种工程建筑物时所必须掌握的天然土体或填筑土料的工程特性。不同类别的工程，对土的物理和力学性质的研究重点和深度都各自不同。对沉降限制严格的建筑物，需要详细掌握土和土层的压缩固结特性；天然斜坡或人工边坡工程，需要有可靠的土抗剪强度指标；土作为填筑材料时，其粒径级配和压密击实性质是主要参数。土的形成年代和成因对土的工程性质有很大影响，不同成因类型的土，其力学性质会有很大差别。各种特殊土（黄土、软土、膨胀土、多年冻土、盐渍土和红粘土等）又各有其独特的工程性质。除土的粒径级配外，土中各个组成部分（固相、液相、气相）之间的比例，将影响到土的物理性质，如单位体积重，含水量，孔隙比，饱和度和孔隙度等。