1、正修科技大學土壤力學試驗試驗二 土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗摘要本試驗是測定土壤之土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度，並依照ASTMD854-92 規範來進行試驗，土樣仍取用液性限度儀旁的土壤，求土壤之土粒比重 Gs，並用試驗一土壤之濕單位重 m、含水量 w 以及乾單位重 d 三個參數，來計算孔隙比 e、孔隙率 n 以及飽和度 S，所有的試驗過程，且由試驗結果的數據，可提供土壤之一般參數，作為工程應用參考數據。試驗結果平均土粒比重 Gs2.62平均土粒孔隙比 e0.62平均土粒孔隙率 n38.39平均土粒飽和度 S73.60班級：四土三甲組別：第七組姓名 :李岳昇學號：49502102授
2、課教師：楊全成試驗日期：97/03/12成績：一、試驗目的預求土壤之土粒比重G s，並配合試驗一土壤之濕單位重 m、含水量w及乾單位重 d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。二、試驗說明基本定義：(1)土粒比重(Specific Gravity of Solid Matter)G s土粒之單位重( s)與4水之單位重( w)比值稱為土粒比重。(一般約2.52.7) ssswwG= =G(4C)A其中 w(4) = 1.00 g/cm 3 = 1.00 t/m3 = 1000 kg/m3= 9.8 KN/m3 = 62.4 lt/ft3土粒之
3、比重用試驗方法直接求出之公式：ss w21WG= +-其中 W s = 乾土重。W1 = 比重瓶乾土水重。W2 = 比重瓶水重。Gw = 溫度T蒸餾水比重。如表21所示。表2-1 水之單位重與溫度之關係溫度() 水之單位重(g/cm 3) 校正因素K18 0.9986244 1.00419 0.9984347 1.00220 0.9982343 1.00021 0.9980233 0.999822 0.9978019 0.999623 0.9975702 0.999324 0.9973286 0.999125 0.9970770 0.998926 0.9968156 0.998627 0.99
4、65451 0.998328 0.9962652 0.998029 0.9959761 0.997730 0.9956780 0.9974(2)孔隙比(Void ratio)e土壤內孔隙體積(V v)與土粒體積(Vs)之比值稱為孔隙比，通常以百分比表示之。vsVe=10%n-(3)孔隙率(Porosity)n土壤內所含孔隙之體積(V v)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%n100%)vVn=10%e+(4)飽和度(Degree of Saturation)S土壤內所含水之體積(V w)與孔隙之體積(V v)比值稱為飽和度，通常以百分比表示之。(0%S100%)wvs
5、VS=10%Ge三、試驗儀器(1)磅秤或電子秤：因未滿200克故應使用靈敏度0.01克之天平。(2)酒精燈。(3)三腳架。(4)石綿網。(5)有塞比重瓶，50cm 3及100cm 3兩種：適合土粒小於#4以下者，瓶塞中央穿孔以利空氣與水之排出，50cm 3比重瓶取土樣10克，100cm 3比重瓶取樣25克。(6)水。(7)恆溫水槽。四、試驗步驟一開始先稱乾土重為W s，然後 將乾土放置入比重瓶加水加滿後放入恆溫水槽計算10分鐘，水槽內的溫度為T，然後將比重瓶取出拿到磅秤去秤得重量為W 2，然後在放到石棉心網上用酒精燈煮沸10分鐘以上，煮沸後將比重瓶拿起在加水使比重瓶那的水量全滿，在稱其重量為W
6、 1。試驗結束在查表求出溫度T蒸餾水比重，G w， 則土粒之比重，G s=W s/(WsW 2W 1)×G w， 由公式求出孔隙比，e=(G s w )/ d1由公式求出孔隙率，n= e/(1e)，由公式求出飽和度，S= (Gs w)/e。試驗結果:試驗 2-1試 樣 編 號 No.1 No.2 No.3乾土重，W s (g) 25.04 25.14 25.16試驗時蒸餾水溫度，T () 27 27 27比重瓶乾土水重，W 1 (g) 97.06 111.09 99.81比重瓶水重，W 2 (g) 81.41 95.70 84.22溫度T蒸餾水比重，G w 0.9965451 0.9
7、965451 0.9965451土粒之比重，G s=W s/(Ws W2 W1)×G w 2.66 2.57 2.62平均土粒比重，G s = 2.62試驗 2-2試 樣 編 號 No.1乾 土 重 ， Ws (g) 25.04試 驗 時 蒸 餾 水 溫 度 ， T ( ) 27比 重 瓶 乾 土 水 重 ， W1 (g) 97.06比 重 瓶 水 重 ， W2 (g) 81.41溫 度 T蒸 餾 水 比 重 ， Gw 0.9965451土 粒 之 比 重 ， Gs= Ws/(Ws+W2-W1) ×Gw 2.62孔 隙 比 ， e=(Gs w)/ d 1 0.62孔 隙 率
8、 ， n=e/(1 e) ×100% (%) 38.39飽 和 度 ， S = (Gs w) / e×100 % (%)73.60七、問題與討論1.如何取得原狀土樣? 又如何得知濕土單位重 ?Ans：(1)原狀土樣一般係於鑽探時用薄壁鋼管取出者，亦可用取樣木箱，於工地開挖試坑而取得，但因是學校試驗課，故用人工拌合以薄管當試模製作土樣。(2)土壤之總重量(W)與土壤之總體積(V)比值稱為容積單位重，即總單位體積重，簡稱總單位重，一般常稱濕(土)單位重。其公式為：m=W/V。2.試寫出土粒比重試驗公式，並說明如何得各參數內容?答：土粒之單位重（ s）與4水之單位比重（ w）比值
9、稱為土粒比重。（一般約為2.452.85）ssswwG= =G(4C)A其中 w（4）=1.00g/cm 3=1.00t/m3=1000 /m 3=9.8KN/m3=62.4lt/ft3土粒之比重用試驗方法直接求出之公式： ss w21W +-其中 WS=乾土重， （烘乾試體土樣，將試驗土樣放入烘箱烘乾，待冷卻時再秤其重量）W1=比重瓶乾土水重， （比重瓶乾土半滿水，煮沸十分鐘，加滿水冷卻 至T蓋上蓋子，稱比重瓶乾土水重W 1）W2=比重瓶水重， （比重瓶加滿水總重於T蓋上蓋子，擦乾比重瓶，稱其比重瓶加滿水總重W 2）Gw=溫度T蒸餾水比重，如下表所示表2-1 水之單位重與溫度之關係溫度()
10、水之單位重(g/cm 3) 校正因素K18 0.9986244 1.00419 0.9984347 1.00220 0.9982343 1.00021 0.9980233 0.999822 0.9978019 0.999623 0.9975702 0.999324 0.9973286 0.999125 0.9970770 0.998926 0.9968156 0.998627 0.9965451 0.998328 0.9962652 0.998029 0.9959761 0.997730 0.9956780 0.9974八、心得這次的試驗有些微的麻煩。因為當所有試體都弄好的時候，在酒精燈煮的時候，可能會使試體因煮沸而水和試體都溢出來。溢出來的試驗就要從做。所以一開始水量的掌握和酒精燈的火燄大小要弄的非常的小心，不然可能因為一下子的沒注意，而使得整組的試驗都要從來。
