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干密度怎么算

干密度是指土在干燥状态下的质量与土的总体积之比,它是岩土工程中的一个重要物理指标。其计算公式及涉及到的参数如下:

计算公式

ρd=msV\rho_d = \frac{m_s}{V}

式中:

ρd \rho_d 为干密度(单位:g/cm3 g/cm^3 kg/m3 kg/m^3 );

ms m_s 为土中固体颗粒的质量(单位:g g kg kg );

V V 为土的总体积(单位:cm3 cm^3 m3 m^3 ) 。

实际计算时获取参数的方法

如果已知土的天然密度ρ \rho (土在天然状态下的质量与总体积之比)和含水率w w (土中水的质量与土中固体颗粒质量之比,通常以百分数表示),也可以通过以下推导公式计算干密度:

首先明确天然密度公式 ρ=mV \rho = \frac{m}{V} ,其中m m 是土的总质量(m=ms+mw m = m_s + m_wmwm_w 是土中水的质量)。

含水率公式 w=mwms w=\frac{m_w}{m_s} ,则 mw=w×ms m_w = w\times m_s

那么 m=ms+w×ms=ms(1+w) m = m_s + w\times m_s = m_s(1 + w)

因为 ρ=mV=ms(1+w)V \rho = \frac{m}{V} = \frac{m_s(1 + w)}{V} ,由此可推导出干密度另一个计算公式 ρd=ρ1+w \rho_d = \frac{\rho}{1 + w}

例如,已知某土样天然密度ρ=1.85g/cm3 \rho = 1.85g/cm^3 ,含水率 w=20%=0.2 w = 20\% = 0.2 ,则该土样的干密度 ρd=1.851+0.21.54g/cm3 \rho_d = \frac{1.85}{1 + 0.2} \approx 1.54g/cm^3