[科普中國]-有效密度

簡介

有效密度，也可以稱之為浮密度，土單位體積中土粒質量與同體積水的質量之差。土的有效密度 ( 也稱水下密度)不是直接試驗測定指標，而是通過土的三項比例指標換算得到的，它在工程中的使用機率很高。 例如巖土工程與水下土體的關系密切1。有效密度用以下公式計算：

其中是指土的飽和密度，是指水的密度。土的有效重度為地下水位以下，土體單位體積的重力密度。

不足之處土體位處水下后，水在其中拌演了奇特的角色。 土粒與水相互作用是一復雜的物理化學作用，即土中水以不同的形態(tài)存在著 , 有的呈固體, 有的呈液體或氣體，有的存在于礦物的內部, 有些存在于孔隙之中。 同樣是在環(huán)境重力作用下，水對土粒既給予浮力，又同時施加重力效應。土的有效密度用土粒質量減去土粒所排除的相同體積水的質量與總體積水之比來表達，這樣做有些趨于簡單化。土體位于水下時，受到浮力作用的物質并非僅是由礦物成分構成的固相物質。 在 105℃以上的溫度烘烤后土中的固相物質確實是由礦物組成的固體顆粒，但是不可忽視天然狀態(tài)時水下土體內還潛存有一異常物體也受著水的浮力作用。該異常物體就是結合水。結合水是受電分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。 結合水的密度大于自由水的密度，它不但比自由水密度大， 而且接近或超過土的干密度。

土的有關密度飽和密度飽和密度為孔隙中充滿水時，單位體積的質量。土的飽和重度為孔隙中全部充滿水時，單位體積的重力密度。

土的干密度土的干密度為單位體積的土，將水分烘干后的質量。土的干重度為單位體積的土，將水分烘干后的重力密度。

土的工程性質土的工程性質是在設計和建造各種工程建筑物時所必須掌握的天然土體或填筑土料的工程特性。不同類別的工程，對土的物理和力學性質的研究重點和深度都各自不同。對沉降限制嚴格的建筑物，需要詳細掌握土和土層的壓縮固結特性；天然斜坡或人工邊坡工程，需要有可靠的土抗剪強度指標；土作為填筑材料時，其粒徑級配和壓密擊實性質是主要參數(shù)。土的形成年代和成因對土的工程性質有很大影響，不同成因類型的土，其力學性質會有很大差別。各種特殊土（黃土、軟土、膨脹土、多年凍土、鹽漬土和紅粘土等）又各有其獨特的工程性質。除土的粒徑級配外，土中各個組成部分（固相、液相、氣相）之間的比例，將影響到土的物理性質，如單位體積重，含水量，孔隙比，飽和度和孔隙度等。