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质量含水率与体积含水率间的换算

2013-01-14 15:52阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1173014150

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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