干容重是土体在烘干、不含水状态下单位体积的重量,又称干重度,数值上等于土的干密度与重力加速度之积,单位为千牛每立方米。[1] 它表征土中颗粒排列的紧密程度,常用于衡量填土的压实效果,相同土料条件下干容重越大说明压得越密实。[2] 在土壤学中,与之对应的指标称为土壤容重,用于反映土壤松紧状况与孔隙结构。[3]
定义
干容重指不含水分状态下的容重,也就是土体烘干后单位体积的重量;在实验室中把某土样击实到最密实状态所得到的数值,称为最大干容重。[2] 容重本身指单位容积内物体的重量,工程上常指1立方米土体的重量,其单位为牛每立方米或者千牛每立方米。[4]
在土力学与工程地质中,这一指标通行的名称是干重度,干容重属旧称,定义为土的单位体积中固体颗粒的重量,符号为γd,单位取千牛每立方米,常见范围约为13.0~20.0 kN/m³;它等于土的干密度与重力加速度之积。[1] 干密度是单位体积土体中固体颗粒的质量,一般用克每立方厘米表示。[5]
土壤学里对应的指标是土壤容重,也叫土壤假比重,指田间自然状态下单位容积烘干土壤的质量,通常以克每立方厘米表示;按中国国家标准的表述,它是单位容积原状土壤烘干后的质量。[3]
原理
容重的基本含义是单位体积所具有的重量,写作 $\gamma=\frac{G}{V}$;重量等于质量与重力加速度的乘积,因此容重又等于密度乘以重力加速度,即 $\gamma=\rho g$。[4]
测定时先称取烘干土样的固体颗粒质量,再量出包含孔隙在内的土样总体积,二者之比即干密度 $\rho_d=\frac{m_s}{V}$,再由 $\gamma_d=\rho_d g$ 得到干容重。[6] 工程现场通常先量测湿密度与含水率再作换算:湿密度为 $\rho=\frac{m_0}{V}$,含水率以百分数计为 $\omega$ 时,干密度按 $\rho_d=\frac{\rho}{1+0.01\omega}$ 计算,干容重同式换算。[7]
击实试验中,含水率较低时土样的干密度随含水率上升而增大,含水率超过某一数值后干密度转而变小,曲线峰值对应的干密度即最大干密度,其相应含水率称为最优含水率。[8]
对砂类土,可在实验室中分别测出最松散与最紧密状态的干土单位重,并用两者与天然干容重计算相对密度 $D_r=\frac{\gamma_{d\max}(\gamma_d-\gamma_{d\min})}{\gamma_d(\gamma_{d\max}-\gamma_{d\min})}\times 100\%$,据此判断其密实程度。[6]
发展历程
早期工程与土工文献多使用“容重”“干容重”一类说法;随着土力学以重力密度体系表述土的物理指标,干重度成为通行名称,干容重被记录为该指标的旧称。[1]
中国的土工试验方法标准经历多次版本更替。1999 年 6 月 10 日发布的《土工试验方法标准》GB/T 50123-1999 自 1999 年 10 月 1 日起施行,同时废止更早的 GBJ 123-88,标准把环刀法、灌砂法、灌水法等密度试验以及砂的最小、最大干密度试验分别列出。[9] 该标准的修订由水利部会同有关部门组织,南京水利科学研究院承担具体解释工作。[9]
现行版本 GB/T 50123-2019 于 2019 年 5 月 24 日发布,2019 年 10 月 1 日实施,密度试验、相对密度试验、原位密度试验与冻土密度试验等继续保留并细化。[10] 公路系统的压实与密度检测则依据《公路土工试验规程》等标准开展。[11]
应用
土方填筑以干密度(干容重)控制压实质量:现场压实后实测的干密度与室内标准击实试验所得最大干密度之比称为压实度,是判定回填土质量的核心指标。[12] 现场检测时,细粒土用环刀法,粗粒土和碎石土用灌砂法或灌水法,最大干密度则按土质由击实试验或振动锤击法确定。[12]
干容重越大表示压实效果越好,最大干容重是实验室得到的最密实状态数值,因此人工填土、土坝和路基等压实工程常把它作为施工质量的初步控制指标。[4]
土壤学中,土壤容重除用来计算土壤总孔隙度,还可估测土壤的松紧度和结构状况,也是把质量含水量换算为绝对含水量所必需的常数。[13] 在自然状态下测得的干土壤容重,可用于衡量土壤的坚实程度与通气状况。[14]
寒区工程研究中,干容重被用作评价冻融作用的状态量。对青藏铁路沿线砂质黏土与轻亚黏土的室内冻融试验显示,经历多次冻融循环后土体干容重趋于一个与初始值无关、只与土的种类有关的定值,试验中砂质黏土稳定干容重为1.55 g/cm³,轻亚黏土为1.78 g/cm³。[4]
局限
干容重的测定结果受取样方法限制。环刀法一般只适用于细粒土,粒径较大的土以及含砾石或坚硬的土壤需改用蜡封法、填砂法等补充方法。[3] 土壤容重的数值还随土壤质地、有机质含量和耕作措施而变化,并非固定常数。[3]
对含石砾较多的粗粒土,击实试验得到的干密度—含水率曲线常呈多峰或没有明显峰值,用击实法确定的最大干密度往往低于振动压实试验的结果,因而无黏性粗粒土更适合采用振动法测定。[8]
土壤容重的测定按条件分为干土壤容重、风干土壤容重和浸水土壤容重等,条件不同,所得数值含义也不同。[14] 此外,压实质量的判定需要预先取得最大干容重,而最大干密度只能由击实试验或振动锤击法在室内确定,缺少这一基准值就无法计算压实度。[12]
参见
参考资料
- 干重度_知网阅读 . cnki.net [引用日期2026-09-29]
- 干容重_百度百科 . baidu.com [引用日期2026-09-29]
- 土壤容重_百度百科 . baidu.com [引用日期2026-09-29]
- [科普中国]-容重 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
- 土壤密实度检测 . beitest.com [引用日期2026-09-29]
- 9_file_file_1(PDF) . ncku.edu.tw [引用日期2026-09-29]
- 2 应按本标准表41.2.2的规定确定试坑尺寸,按确定的试坑直径划出坑口廓线,在轮廓线内下挖至要求的深度 . hlj.gov.cn [引用日期2026-09-29]
- 图文详情——科普中国资源服务 . kepuchina.cn [引用日期2026-09-29]
- GB/T 50123-1999 土工试验方法标准 - 搜索 关键词 / 标准名 / 标准号 . gongbiaoku.com [引用日期2026-09-29]
- GB/T50123-2019:土工试验方法标准 . chinabuilding.com.cn [引用日期2026-09-29]
- google.com 上的网页 . google.com [引用日期2026-09-29]
- 回填土的质量如何检测 . sz.gov.cn [引用日期2026-09-29]
- 下层土壤容重对玉米根际土壤微生物数量及微生物量碳、氮的影响 . cnki.net [引用日期2026-09-29]
- 土壤干容重 . cnki.com.cn [引用日期2026-09-29]
浏览次数:0 次
阅读量:0 次 · 阅读完成量:0 次
最近更新:2026-09-29T11:56:05Z
完成率 = 阅读完成量 ÷ 阅读量,分母是阅读量不是浏览次数 —— 关了 JS 的、秒退的都在浏览次数里、不在阅读量里。 详细口径在后台的「数据统计」页。