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γm、含水量w 以及乾單位重γd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G s ＝2.62 平均土粒孔隙比e ＝0.62 平均土粒孔隙率n ＝38.39％ 平均土粒飽和度S ＝73.60％
班級：四土三甲 組別：第七組 姓名 :李岳昇 學號：49502102 授課教師：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γm 、含水
量w 及乾單位重γd 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)Gs
土粒之單位重(γs ) 與4℃水之單位重(γw ) 比值稱為土粒比重。(一般約2.5～2.7)
其中 γw (4℃) = 1.00 g/cm = 1.00 t/m = 1000 kg/m= 9.8 KN/m = 62.4 lt/ft
土粒之比重用試驗方法直接求出之公式： G s =
W s
⨯G w
W s +W2-W 1
3
3
3
3
3
G s =
γs γw (4C)
⇒γs =Gs γw
其中 W s = 乾土重。
W 1 = 比重瓶＋乾土＋水重。 W 2 = 比重瓶＋水重。
G w = 溫度T℃蒸餾水比重。如表2－1所示。
表2-1 水之單位重與溫度之關係
(2)孔隙比(Void ratio)e
土壤內孔隙體積(Vv ) 與土粒體積(Vs)之比值稱為孔隙比，通常以百分比表示之。
V v
⨯100%V s n e=1-n
e=
(3)孔隙率(Porosity)n
土壤內所含孔隙之體積(Vv ) 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%≦n≦100%)
V v
⨯100%V e n=1+e
n=
(4)飽和度(Degree of Saturation)S
土壤內所含水之體積(Vw ) 與孔隙之體積(Vv ) 比值稱為飽和度，通常以百分比表示之。(0%≦S≦100%)
S V w
⨯100%V v
G s w e
S=
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 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 /(Ws ＋W 2－W 1) 〕×Gw ，由公式求出孔隙比，e=〔(Gs γw )/γd 〕－1由公式求出孔隙率，n= e/(1＋e) ，由公式求出飽和度，S= (Gs w)/e。
試驗結果:
試驗2-1
試驗2-2
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：γm =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（γs ）與4℃水之單位比重（γw ）比值稱為土粒比重。 （一般約為2.45~2.85）
G s =
γs γw (4C)
⇒γs =Gs γw
其中γw （4℃）=1.00g/cm3=1.00t/m3=1000 ㎏/m3=9.8KN/m3=62.4lt/ft3 土粒之比重用試驗方法直接求出之公式：
G s =
W s
⨯G w
W s +W2-W 1
其中
W S =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） W 1=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）
W 2=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）
G w =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
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。
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γm、含水量w 以及乾單位重γd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G s ＝2.62 平均土粒孔隙比e ＝0.62 平均土粒孔隙率n ＝38.39％ 平均土粒飽和度S ＝73.60％
班級：四土三甲 組別：第七組 姓名 :李岳昇 學號：49502102 授課教師：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γm 、含水
量w 及乾單位重γd 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)Gs
土粒之單位重(γs ) 與4℃水之單位重(γw ) 比值稱為土粒比重。(一般約2.5～2.7)
其中 γw (4℃) = 1.00 g/cm = 1.00 t/m = 1000 kg/m= 9.8 KN/m = 62.4 lt/ft
土粒之比重用試驗方法直接求出之公式： G s =
W s
⨯G w
W s +W2-W 1
3
3
3
3
3
G s =
γs γw (4C)
⇒γs =Gs γw
其中 W s = 乾土重。
W 1 = 比重瓶＋乾土＋水重。 W 2 = 比重瓶＋水重。
G w = 溫度T℃蒸餾水比重。如表2－1所示。
表2-1 水之單位重與溫度之關係
(2)孔隙比(Void ratio)e
土壤內孔隙體積(Vv ) 與土粒體積(Vs)之比值稱為孔隙比，通常以百分比表示之。
V v
⨯100%V s n e=1-n
e=
(3)孔隙率(Porosity)n
土壤內所含孔隙之體積(Vv ) 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%≦n≦100%)
V v
⨯100%V e n=1+e
n=
(4)飽和度(Degree of Saturation)S
土壤內所含水之體積(Vw ) 與孔隙之體積(Vv ) 比值稱為飽和度，通常以百分比表示之。(0%≦S≦100%)
S V w
⨯100%V v
G s w e
S=
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 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 /(Ws ＋W 2－W 1) 〕×Gw ，由公式求出孔隙比，e=〔(Gs γw )/γd 〕－1由公式求出孔隙率，n= e/(1＋e) ，由公式求出飽和度，S= (Gs w)/e。
試驗結果:
試驗2-1
試驗2-2
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：γm =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（γs ）與4℃水之單位比重（γw ）比值稱為土粒比重。 （一般約為2.45~2.85）
G s =
γs γw (4C)
⇒γs =Gs γw
其中γw （4℃）=1.00g/cm3=1.00t/m3=1000 ㎏/m3=9.8KN/m3=62.4lt/ft3 土粒之比重用試驗方法直接求出之公式：
G s =
W s
⨯G w
W s +W2-W 1
其中
W S =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） W 1=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）
W 2=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）
G w =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
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。