Удельный вес

Удельный вес , также известный как вес единицы (символ $γ$ , греческая буква гамма ), представляет собой объемную величину, определяемую как вес единицы объема материала.

Обычно используемым значением является удельный вес воды на Земле при температуре 4 ° C (39 ° F), который составляет 9,807 килоньютона на кубический метр или 62,43 фунта-силы на кубический фут . ^{[ 1 ]}

Определение

Удельный вес $γ$ материала определяется как произведение плотности ρ $г$ на плотность стандартную $:$ его $\gamma =\rho \,g$

Плотность . материала определяется как масса единицы объема, обычно измеряется в кг/м ³. Стандартная сила тяжести — это ускорение силы тяжести, обычно выражаемое в м/с. ², а на Земле обычно принимают за 9,81 м/с. ².

В отличие от плотности, удельный вес не является фиксированным свойством материала. Это зависит от значения гравитационного ускорения , которое меняется в зависимости от местоположения. Давление также может влиять на значения в зависимости от модуля объемного сжатия материала, но, как правило, при умеренном давлении оно оказывает менее существенное влияние, чем другие факторы. ^{[ 2 ]}

Приложения

Гидравлическая механика

В механике жидкости удельный вес представляет собой силу, действующую под действием силы тяжести на единицу объема жидкости. По этой причине единицы измерения выражаются как сила на единицу объема (например, Н/м). ³ или фунт-сила/фут ³). Удельный вес можно использовать как характеристическое свойство жидкости. ^{[ 2 ]}

Механика грунтов

Удельный вес часто используют как свойство грунта при решении земляных работ.

В механике грунтов удельный вес может относиться к:

Вес влажной единицы

Удельный вес грунта, когда пустые пространства грунта содержат как воду, так и воздух.

\gamma ={\frac {(1+w)G_{s}\gamma _{w}}{1+e}}

где

$γ$ — влажный удельный вес материала.
$γ w$ – удельный вес воды
$w$ — влажность материала
$G s$ - удельный вес твердого тела
$e$ - коэффициент пустотности

Вес сухой единицы

Удельный вес грунта, когда все пустоты грунта полностью заполнены воздухом, без воды. Формула сухого веса единицы:

\gamma _{d}={\frac {G_{s}\gamma _{w}}{1+e}}={\frac {\gamma }{1+w}}

где

$γ$ — влажный удельный вес материала.
$γ d$ – удельный вес сухого материала
$γ w$ – удельный вес воды
$w$ — влажность материала
$G s$ - удельный вес твердого тела
$e$ - коэффициент пустотности

Насыщенный вес единицы

Удельный вес грунта, когда все пустоты грунта полностью заполнены водой, без воздуха. Формула насыщенного удельного веса:

\gamma _{s}={\frac {(G_{s}+e)\gamma _{w}}{1+e}}

где

$γ s$ – насыщенная удельная масса материала
$γ w$ – удельный вес воды
$G s$ - удельный вес твердого тела
$e$ - коэффициент пустотности ^{[ 3 ]}

Вес погруженного устройства

Разница между удельным весом насыщенного вещества и удельным весом воды. ^{[ 4 ]} Его часто используют при расчете эффективного напряжения в почве. Формула для веса погруженной единицы:

\gamma '=\gamma _{s}-\gamma _{w}

где

$γ'$ — удельный вес погруженного материала.
$γ s$ – насыщенная удельная масса материала
$γ w$ – удельный вес воды

Гражданское и машиностроение

Удельный вес может использоваться в гражданском строительстве и машиностроении для определения веса конструкции, предназначенной для выдерживания определенных нагрузок, оставаясь при этом неповрежденной и оставаясь в пределах ограничений по деформации .

Удельный вес воды

Удельный вес воды при стандартном атмосферном давлении на уровне моря (метрические единицы) ^{[ 2 ]}
Температура (°С)	Удельный вес (кН/м ³)
0	9.805
5	9.807
10	9.804
15	9.798
20	9.789
25	9.777
30	9.765
40	9.731
50	9.690
60	9.642
70	9.589
80	9.530
90	9.467
100	9.399

Удельный вес воды при стандартном атмосферном давлении на уровне моря (английские единицы) ^{[ 2 ]}
Температура (°F)	Удельный вес (фунт-сила/фут ³)
32	62.42
40	62.43
50	62.41
60	62.37
70	62.30
80	62.22
90	62.11
100	62.00
110	61.86
120	61.71
130	61.55
140	61.38
150	61.20
160	61.00
170	60.80
180	60.58
190	60.36
200	60.12
212	59.83

Удельный вес воздуха

Удельный вес воздуха при стандартном атмосферном давлении на уровне моря (метрические единицы) ^{[ 2 ]}
Температура (°С)	Удельный вес (Н/м ³)
−40	14.86
−20	13.86
0	12.68
10	12.24
20	11.82
30	11.43
40	11.06
60	10.4
80	9.81
100	9.28
200	7.33

Удельный вес воздуха при стандартном атмосферном давлении на уровне моря (английские единицы) ^{[ 2 ]}
Температура (°F)	Удельный вес (фунт-сила/фут ³)
−40
−20	0.0903
0	0.08637
10	0.08453
20	0.08277
30	0.08108
40	0.07945
50	0.0779
60	0.0764
70	0.07495
80	0.07357
90	0.07223
100	0.07094
120	0.06849
140	0.0662
160	0.06407
180	0.06206
200	0.06018
250	0.05594

Ссылки

^ Национальный совет экспертов по инженерно-геодезическим работам (2005). Справочно-справочный справочник по основам инженерного дела (7-е изд.). ISBN 1-932613-00-5 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Финнемор, Дж. Э. (2002). Механика жидкости с инженерными приложениями . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-243202-0 .
^ Дас, Враджа М. (2007). Принципы геотехнической инженерии . Канада: Крис Карсон. ISBN 0-495-07316-4 .
^ Transtec Group, Inc. (2012). Основные определения и терминология почв . [1] (Страница просмотрена 7 декабря 2012 г.)

Внешние ссылки

[FE-1] Национальный совет экспертов по инженерно-геодезическим работам (2005). Справочно-справочный справочник по основам инженерного дела (7-е изд.). ISBN 1-932613-00-5 .

[fluids-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Финнемор, Дж. Э. (2002). Механика жидкости с инженерными приложениями . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-243202-0 .

[soils-3] Дас, Враджа М. (2007). Принципы геотехнической инженерии . Канада: Крис Карсон. ISBN 0-495-07316-4 .

[Intelligent_Compaction-4] Transtec Group, Inc. (2012). Основные определения и терминология почв . [1] (Страница просмотрена 7 декабря 2012 г.)

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]