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质量含水率与体积含水率间的换算

(2013-01-14 15:52:55)
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杂谈

质量含水率与体积含水率间的换算

未进行有效理论推导,在文献中查到一些关于体积含水率与质量含水率的换算关系式,以供参考。

《TDR 时域反射仪在含水率测试中的应用》一文中提到的换算关系式如下:

4 体积含水率与质量含水率的换算关系 
体积含水量 θw 是土中水的体积 υw 与土的总体积 U的比值 。 体积含水量 θw 定义可以用下式计算 
        θω =土中水的体积 υw /土的总体积 U = υω /(υs + υω + υa )× 100% (2) 
其中 υs 为固体(土粒)的体积 ;υω 为水的体积;υa 为孔隙的体积,U为土的总体积,通常以百分率表示。 如果知道试样干密度ρd ,则可求得工程上常用质量含水量(ω ) ,体积含水量(θω) 与质量含水量的关系是 : 
                                                                             θω = (ρd /ρω )*ω ,

其中 ρd 和 ρω 分别为试样的干密度和水的密度。

 《TDR技术在高塑性土路基含水率监测中的应用》一文中提到的换算关系式如下:

质量含水率和体积含水率的换算公式为:
                                                                       W质量=ρ水/ρ干×W体积(2)
式中:ρ干为土的干容重;ρ水为水的容重,通常取值为1.0 g/cm3。
根据公式(2)可知:质量含水率W质量和体积含水率W体积之间存在一个换算系数(ρ水/ρ干),理论上两者的关系应该是线性关系,且是一条通过原点的直线。室内试验的3组回归曲线很好地验证了两者的线性关系。

 《高盐分环境下TDR测试高含水率方法研究》一文中提到的换算关系式如下:

体积含水率与质量含水率的换算关系为
                                                                                 θ=ρw,(4)
式中ρ为土体的密度。θ为体积含水率,w为质量含水率。

 

存在的问题是:体积含水率=土的密度×质量含水率

这个土的密度到底是指的土的干密度还是土的天然密度呢?文献十分让人迷惑。前两篇文献均指明了为土的干密度,而后一篇文献不知道指的是什么密度。

正确的推导公式应为θ=(ρ湿)w/(ρ水)

当单位为g/cm3时,一般简化为θ=(ρ湿)w,这里的ρ湿为不同含水量下的土体的湿密度。


对于岩土工程,老规范叫含水量,后来根据岩土工程基本术语标准,认为含水率的表述更符合这个定义
所以新规范变更为“含水率”。

因此,含水量即为含水率(现规范中均改为含水率)

含水率分为质量含水率、体积含水率。

(1)

土的质量含水率为土体中水的质量与固体矿物质量的比值,用百分数表示。一般称含水率即为土的质量含水率。

质量含水率可参见GB/T 50123-1999 4 含水率试验测定

试样的含水率(%)=(湿土质量-干土质量)/干土质量×100%

(2)

含水率 岩土中水的体积与岩土体积(包括固体、水和气体的体积)之比。在工程地质学中,经常使用重量含水率(含水量),其定义是,岩土中水的重量与岩土重量之比。——参考《水文地质参数》

以容积百分数表示土壤含水量

体积含水量以土的水分容积占单位土壤容积的百分数表示,计算公式如下:

体积含水量(体积%)=水分容积/土的容积×100%=土的含水量(重量%)×土的容重 

 

参考资料:http://xiaojun0012.blog.163.com/blog/static/3983414020107179406979/

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