试验二土粒比重、孔隙比

1/38楊全成編著土壤力學實驗試驗二土粒比重孔隙比孔隙率及飽和度試驗2/38試驗規範CNS5090(A3089)試驗二土粒比重孔隙比孔隙率及飽和度試驗3/38求土壤之土粒比重Gs，並配合試驗一土壤之濕單位重γm、含水量w及乾單位重γd三個參數，以計算孔隙比e、孔隙率n及飽和度S。提供土壤之一般參數，作為工程應用參考之依據。(一)試驗目的4/38孔隙比(VoidRatio)e土壤內所含孔隙之體積(Vv)與土粒之體積(Vs)比值稱為孔隙比。(0≦e≦∞)svVVe(二)試驗說明5/38孔隙率(Porosity)n土壤內所含孔隙之體積(Vv)與土壤之總體積(V)比值稱為孔隙率，通常以百分比表示之。(0%≦n≦100%)%100VVnv6/38飽和度(DegreeofSaturation)S土壤內所含水之體積(Vw)與孔隙之體積(Vv)比值稱為飽和度，通常以百分比表示之。(0%≦S≦100%)%100VVSvw7/38土粒單位重(UnitWeightofSolidMatter)γs土壤內所含土粒之重量(Ws)與土粒之體積(Vs)比值稱為土粒單位重。sssVW8/38土粒比重(SpecificGravityofSolidMatter)Gs土粒之單位重(γs)與4ºC水之單位重(γw)比值稱為土粒比重。(一般約為2.45~2.85))C4(Gwss==wssG其中γw(4ºC)=1.00g/cm3=1.00t/m3=1000kg/m3=9.8KN/m3=62.4#/ft39/38土粒之比重用試驗方法直接求出之公式：w12sssG其中Ws=乾土重。W1=比重瓶+乾土+水重。W2=比重瓶+水重。Gw=溫度TºC蒸餾水比重。如表1-3所示。10/38土壤天然性質間之基本關係(一)e1en(二)n1ne(三)wGeSs11/38水之單位重與溫度之關係溫度(ºC)水之單位重(g/cm3)校正因素K180.99862441.0040190.99843471.0020200.99823431.0000210.99802330.9998220.99780190.9996230.99757020.9993240.99732860.9991250.99707700.9989260.99681560.9986270.99654510.9983280.99626520.9980290.99597610.9977300.99567800.997412/38(1)磅秤或電子秤。(2)酒精燈。(3)三腳架。(4)石綿網。(5)有塞比重瓶。(三)試驗儀器13/38(6)蒸餾水。(7)溫度計。(8)恆溫水槽。(9)恆溫烘箱。14/38比重試驗設備_精度0.01g之電子秤15/38比重試驗設備_酒精燈、比重瓶16/38比重試驗設備-恆溫水槽17/38土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗有塞比重瓶，50cm3及100cm3兩種：適合土粒小於#4篩以下者，瓶塞中央穿孔以利空氣與水之排出，50cm3比重瓶取土樣10g，100cm3比重瓶取樣25g，試驗示意圖如下圖所示。乾土重，Ws比重瓶+水重，W2比重瓶+乾土+水重，W118/38比重試驗示圖乾土重，Ws比重瓶+水重，W2比重瓶+乾土+水重，W1土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗19/38土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗流程圖(四)試驗步驟20/38土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗流程圖21/38稱土粒乾重Ws22/3850、100CC比重瓶23/38恆溫記讀24/38比重瓶與水重稱重前_恆溫中25/38稱比重瓶與水重W226/38用煮沸法驅除氣泡27/38煮沸時勿使土粒逸出28/38(比重瓶+土粒+水重)稱重前_亦需恆溫29/38稱(比重瓶+土粒+水重)W130/38土粒乾重Ws比重瓶+水重W2比重瓶+水+土粒重W1比重Gs={Ws/(Ws+W2-W1)}Gw31/38土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗例試樣編號No.1No.2No.3乾土重，Ws(g)25.0025.00試驗時蒸餾水溫度，T°C(ºC)2725比重瓶+乾土+水重，W1(g)151.97152.05比重瓶+水重，W2(g)136.37136.39溫度T°C蒸餾水比重，Gw0.9965()土粒之比重，Gs=〔Ws/(Ws+W2-W1)〕×Gw2.650()孔隙比，e=〔(Gsγw)/γd〕-10.66()孔隙率，n=e/(1+e)(%)39.76()飽和度，S=(Gsw)/e(%)79.22()土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗之實例解說，如下表所示：(五)試驗用表及結果整理範例32/38(容積)比重單人操作兩組試驗差值0.02533/382－1土粒比重試驗時用煮沸法將土樣內之空氣驅除時，有塞比重瓶之瓶塞應：(1)塞緊(2)取出(3)均可。2－2土粒比重試驗時稱比重瓶＋水重時，有塞比重瓶之瓶塞應：(1)塞緊(2)取出(3)均可。(六)試驗問題34/382－3土粒比重試驗時稱比重瓶＋乾土＋水重時，有塞比重瓶之瓶塞應：(1)塞緊(2)取出(3)均可。2－4土粒比重之公式下列何者為誤：WsGs=────────×GwWs＋W2－W1(1)Ws=濕土重(2)W1=比重瓶＋乾土＋水重(3)W2=比重瓶＋水重。35/382－5已知水單位重=1g/cm3，土壤乾單位重=1.8g/cm3，飽和單位重=2.0g/cm3，則該土壤之孔隙比為：(1)0.45(2)0.35(3)0.25。2－6已知水單位重=1g/cm3，土壤濕單位重=1.94g/cm3，飽和度=67%，含水量=14%，則該土壤之孔隙比為：(1)0.56(2)0.46(3)0.36。2－7孔隙率為39%之借土材料320000m3，問可築成孔隙比0.39的填方多少m3?(1)261337(2)271337(3)281337m3。36/382－8若Gs=土粒比重、γw=水單位重、γd=乾土單位重、e=孔隙比，則其關係式為：(1)e=〔(Gsγw)/γd〕－1(2)e=〔(Gsγw)/γd〕(3)e=〔(Gsγw)×γd〕－1。2－9若Gs=土粒比重、w=含水量、e=孔隙比、S=飽和度，則其關係式為：(1)S=(Gs)(100w)/e×100%(2)S=(Gsw)/e×100%(3)S=(Gsw)e。2－10不擾動土樣之濕單位重為2.20g/cm3，含水量為15.4%，飽和度為100%，則孔隙率為：(1)29.4%(2)39.4%(3)49.4%。試驗二【答】：(2)(1)(1)(1)(3)(1)(2)(1)(2)(1)37/381.如何求得原狀土樣之飽和度及孔隙比?2.試寫出土粒比重試驗公式，並說明如何得各參數內容?3.已知水單位重=1g/cm3，土壤濕單位重=1.94g/cm3，飽和度=67%，含水量=14%，則該土壤之孔隙比為：(1)0.56(2)0.46(3)0.36。wsme1SeGSe=Gsw以以上兩個聯立方程式解e及Gs(七)試驗討論問題[解:]38/38敬請指教