土力学中ds表示土粒的相对密度,有些材料也会写成Gs。
ds(土粒的相对密度)表示土粒质量与同体积的4摄氏度时纯水的质量之比,无量纲。
一般情况下,土粒相对密度在数值上就等于土粒密度,但两者的含义不同,前者前者是两种物质密度之比,无量纲;而后者是一种物质(土粒)的质量密度,有单位。
土粒相对密度决定于土的矿物成分,一般无机矿物的相对密度为2.6~2.8;有机质为2.4~2.5;泥炭为1.5~1.8.
土粒的相对密度变化幅度很小,可在实验室内用比重瓶法测定。
原理:液体、粉末,分散剂等流动物质的密度测量,简单的测定方法:是将样品放入已知体积的容器内称重量。密度能容易地根据ρ= m/V被求得。
比重瓶对测定粉末、微粒密度是非常精确的测试方法。由于粉末和微粒有分散、飘浮和流动的特性,使用浮力和置换法无法求得精确的数据。
虽然使用比重瓶量测材料的密度比采用浮力和置换法费时,但由于准确度高所以普遍被采用。
测定粉末或微粒的体积,通常为了避免执行多次称重的操作,一般使用已知密度的液体做为辅助媒介。
ρs=m
s/Vs
比重瓶和样品表示:粉末样品的体积Vs可由下列演算求得:
V s = V glass -v fl
演算步骤:
将比重瓶完全充满液体并且测定比重瓶第一次液体的重量m 1fl。一旦这值被确定,比重瓶Vglass的体积就知道。
Vglass=m
1fl/ρfl
其次(比重瓶被倒空,被清洗,并且在需求的温度给予烘干之后)比重瓶被填装大约2/3的样品材料,这是粉末产生的重量ms。
3、用液体填装比重瓶其余的部分至满而再一次称重,哪是样品与液体的混合重量m
(fl+s)。
4、第二次液体的重量m2fl 能由下式给予计算
m2 fl = m (fl + s) -m s
产生液体的体积Vfl,在比重瓶填装水或液体
Vfl=m2
fl/ρfl
=(m (fl + s) -m s)/ ρfl
粉末样品的体积Vs是经由总体积Vglass和液体Vfl的体积之间不同所产生。
Vs=V glass-V
fl
Vs=(m1 fl/ρfl)-((m (fl + s) -m s) / ρfl)
又原始的公式ρs = m s/Vs,
体积Vs导致以下的转换式:ρs = m
s/Vs
ρs=(ρfl×ms)/(m1 fl-m (fl + s) +m s) or
ρs=(ρfl×ms)/(m1fl+ms -m (fl + s) )
V
glass:比重瓶体积
m 1fl: 比重瓶完全地填装液体的液体重量
ρfl:液体密度
V fl :液体的体积
m 2fl: 第二次液体的重量
Vs :粉末样品的体积
m
s:粉末样品的重量
ρs:粉末的密度
m(fl + s): 比重瓶内样品和液体一起的重量