由于土是由固体颗粒、液体和气体三部分组成，各部分含量的比例关系直接影响土的物理性质和土的状态。例如，同样一种土，松散时强度较低，经过外力压密后，强度会提高。对于黏性土，含水量不同，其性质也有明显差别，含水量高，则软，含水量低，则硬。
在土力学中，为进一步描述土的物理和力学性质，将土的三相成分比例关系量化，用一些具体的物理量来表示，这些物理量就是土的物理性质指标，如含水量、密度、土粒比重、孔隙比、孔隙率和饱和度等。为了形象、直观地表示土的三相组成，常用三相图来表示土的三相组成，如图1.2所示。在三相图左侧，表示三相组成的质量，右侧表示三相组成的体积。
图1.2中：ms为土颗粒质量，g；mw为土中水的质量，g；m为土的总质量，g。通常认为空气的质量可以忽略，则土样的质量为水和土粒质量之和，m＝ms＋mw。
Vs为土粒体积，cm3；Vw为土中水体积，cm3；Va为土中气体体积，cm3；Vv为土中孔隙体积，Vv＝Vw＋Va；V为土的总体积，V＝Vw＋Va＋Vs。
图1.2 土的三相图
1.2.1 实测指标
通过试验测定的指标有土的密度、土粒相对密度和含水量。
1）土的密度ρ
土的密度ρ是指单位体积土的质量，在三相图中，即总质量与总体积之比。单位是g/cm3，公式如下：
黏性土的密度常用环刀法测得，即用一定容积V的环刀切取试样，称得质量m，即可求得密度ρ。ρ通常称为湿密度。天然状态下土的密度称为天然密度，天然密度的变化范围较大，一般黏性土ρ＝1.8～2.08g/cm3，砂土ρ＝1.6～2.0g/cm3，腐殖土ρ＝1.5～1.7g/cm3。
2）土粒相对密度ds
土粒相对密度ds是土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比，公式如下：
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