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《土力学》第二章习题集及详细解答.

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五、 计算题

1. 有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 的环刀内,称得总质量为72.49g, 经105℃烘干至恒重为61.28g,已知环刀质量为32.54g,土粒相对密度(比重)为2.74, 试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求按三项比例指标定义求解)。

2. 某原状土样的密度为1.85g/cm、含水量为34%、土粒相对密度为2.71,试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度(先导得公式然后求解)。

3. 某砂土土样的密度为1.77g/cm ,含水量为9.8%,土粒相对密度为2.67,烘干后测定最小孔隙比为0.461,最大孔隙比为0.943,试求孔隙比和相对密度,判断该砂土的密实度。

4. 某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%,土粒相对密度为2.73 ,液限为33%,塑限为17%,试求孔隙比、干密度和饱和密度,并按塑性指数和液性指数分别定出该粘性土的分类名称和软硬状态。

5.经测定,某地下水位以下砂层的饱和密度为1.991g/cm,土粒相对密度为2.66,最大干密度为1.67g/cm,最小干密度为1.39g/cm,试判断该砂土的密实程度。

6.已知某土样含水量为20%,土粒相对密度为2.7,孔隙率为50%,若将该土加水至完全饱和,问10m该土体需加水多少?

7.某土样,土粒相对密度为2.7,孔隙比为0.95,饱和度为37%,现要把饱和度提高到90%,则每1的该土样中应加多少水? 8.某土样孔隙体积

,土粒体积

,土粒相对密度为ds=2.69,求孔隙比e和干重度?d;当孔隙被

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水充满时,求饱和重度?sat和含水量?。

9.某土样的干密度为1.60g/cm,土粒相对密度为2.66,颗粒分析试验表明,该土大于0.5mm的颗粒占总质量的25%。假设细颗粒可以把粗颗粒间的孔隙全部填满,问该土小于0.5mm的那部分细颗粒土的干密度约是多少?若经过压实后,该土在含水量为18%时达到饱和,问该土此时的干密度是多少?

10. 某一施工现场需要填土,基坑的体积为2000 m,土方来源是从附近土丘开挖,经勘察土的相对密度为2.70,含水量为15%,孔隙比为0.60。要求填土的含水量为17%,干重度为17.6 kN/m 。 (1) 取土场的重度、干重度和饱和度是多少? (2) 应从取土场开采多少方土?

(3) 碾压时应洒多少水?填土的孔隙比是多少? (三峡大学2006年研究生入学考试试题)

11.某饱和土样含水量为38.2%,密度为1.85 t/m,塑限为27.5%,液限为42.1%。问:要制备完全饱和、含水量为50%的土样,则每立方米土应加多少水?加水前和加水后土各处于什么状态?其定名是什么? 12. 某饱和土的饱和密度为1.85 t/m,含水量为37.04%,试求其土粒相对密度和孔隙比。

13.已知一土样天然密度为1.8 t/m,干密度为1.3 t/m,饱和重度为20 kN/m,试问在1t天然状态土中,水和干土的质量各是多少?若使这些土改变成饱和状态,则需加水多少?

14.设有1m的石块,孔隙比e=0,打碎后孔隙比为e=0.6,在打碎后孔隙比为e=0.75,求第一次与第二次打碎后的体积?

15.是推导理论上所能达到的最大击实曲线(即饱和度Sr=100%的击实曲线)的表达式。

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16.配置含水量35%的土样,取天然含水量12%的土重20t,已测定土粒相对密度为2.70,问需加水多少?(同济大学1998年研究生入学考试试题)

一 填空题

1. 固态、半固态、可塑态、流动态、缩限、塑限、液限 2. 孔隙比法、相对密实度法、标准灌入法 3. 环刀法、比重瓶法、烘干法 4. 锥式液限仪、搓条法、收缩皿法

5. 粘性土的结构受到扰动时,导致强度降低,但当扰动停止后,土的强度又随时间而逐渐增大的性质。 6. 越多。 7. 粉土。 8. 2。

9. 体积、总体积。 10.软硬。

二 选择题

1.A 2.B 3.A 4.C 5.A 6.C 7.B 8.C 9.C 10.B 11.C 12.B 13.B 14.B 15.C 16.A 17.A 18.A 19.B 20.A 21.B 22.C 23.B 24.C

21题详解:压实前填料的干重度:压实后填土的干重度:

根据压实前后土体干质量相等的原则计算填料的方量V1:

答案(B)正确

三 判断改错题

1. ?。

2. ×,无粘性土不具有可塑性。 3. ×,对粉土和粘性土分类。 4. ×,是反映砂土本身的密实程度。 5. ×,去掉“及其形状”。 6. ×,将“55%”改为“50%”。 7. ×,二者没有必然联系。

8. ×,同一种土的压实能量越大,最优含水量越小。 9. ×,液性指数相同时软硬程度才相同。 10. ×,保持不变。 四 简答题

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1.【答】

(1)土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系,用土的三相比例指标表示,称为土的物理性质指标,可用于评价土的物理、力学性质。

(2)直接测定的指标:土的密度?、含水量?、相对密度ds;计算指标是:孔隙比e、孔隙率n、干密度?d、饱和密度?sat、有效密度?、饱和度Sr 2. 【答】

?甲>?乙,但Sr甲不一定大于Sr乙。因为Sr=?ds/e,它不仅与含水量?有关,还与ds、e有关。 3. 【答】

(1)液限?L:液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。 (2)塑限?p: 塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。 (3)缩限?s: 缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量。 (4)塑性指数IP 定义为土样的液限和塑限之差:IP = wL-wP

(5)液性指数:4. 【答】

塑性指数IP是土的颗粒组合、矿物成分以及土中水的离子成分和浓度的指标。土颗粒越细、粘土矿物含量越多、土粒表面反离子层中低价阳离子增加,IP变大。IP是粘性土的分类标准。IP>17为粘性土,10< IP ≤17为粉质粘土。 5. 【答】

(1)当地层温度降至零摄氏度以下,土中水冻结形成冻土。某些细粘粒土在冻结时,体积发生膨胀,即冻胀现象。 (2)产生机理是由于土层在结冰时,周围未冻区土中的水分向冻结区迁移积聚的结果。 6. 【答】

土的塑性指数是划分细粒土的良好指标,它既能综合反映土的颗粒组成、矿物成分以及土粒吸附阳离子成分等方面的特性,但是不同的液限、塑限可给出相同的塑性指数,而土性却很可能不一样。塑性图考虑了塑性指数和液限两个方面,因此对细粒土分类更加合理。 7. 【答】

作为建筑地基的岩土,可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 8. 【答】

相对密度大的,饱和度小。

因为:

由此看出:ds大的,Sr就小。 9. 【答】

(1)用e判断砂土的密实度的优点:应用方便,同一种土,密实砂土的空隙比一定比松散砂土的小;缺点:无法反映土的粒径级配因素。

(2)用Dr判断砂土的密实度的优点:考虑了土级配因素,理论上完善;缺点:用长颈漏斗测定emax或用振动

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叉和击实金属法测定emin因人而异,难以获得较为科学的数据。 10. 【答】

野外判别碎石土密实度的方法:根据骨架颗粒含量和排列、可挖性、可钻性,将碎石土分为密实、中密、稍密、松散四种密实状态。 11. 【答】

(1)土的灵敏度定义为原状土强度与扰动土强度之比,即: St= 原状土强度/扰动土强度。土的强度通常采用无侧限抗压强度试验测定,即:

土的灵敏度愈高,其结构性愈强,受扰动后土的强度降低就愈多。所以在基础施工中应注意保护基槽,尽量减少土结构的扰动。

(2)饱和粘性土的结构受到扰动,导致强度降低,但当扰动停止后,土的强度又随时间而逐渐增大。粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。

例如:在黏性土中打桩时,可利用土的灵敏度,桩侧土的结构受到破坏而强度降低,将桩打入土中;利用土的触变性,在停止打桩以后,土的强度逐渐恢复,桩的承载力增加。 12. 【答】

(a)横坐标是粒径,用对数表示,纵坐标是小于(或大于)某粒径的土重含量(或称累计百分含量),用%表示; (b)横坐标是含水量,用%表示,纵坐标是土的干密度,单位g/cm; (c)横坐标是液限,用%表示,纵坐标是塑性指数。 13. 【答】

含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。 14. 【答】

在一定的压实能量下使土最容易压实,并能达到最大干密度时的含水量称为土的最优含水量,用?op表示;相对应的干密度叫最大干密度,用?dmax表示。 15. 【答】

因为含水量小于最优含水量?op时,土中水主要是强结合水,颗粒间具有很大的分子引力,阻止颗粒移动,压实比较困难,干密度较小;当含水量适当增大时,土中结合水膜变厚,土粒间的连接力减弱而使粒易于移动,压实效果变好,干密度增加;当含水量继续增加时超过最优含水量?op出现了自由水,击实时水不易立即排除,阻止土粒靠近,压实效果下降,干密度又下降。 16. 【答】

粘性土渗透性很小,压实过程中含水量几乎不变,土中少量封闭气体很难全部赶走,要想击实到完全饱和状态是不可能的。 17. 【答】

含水量、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等,其中前三种影响因素是最主要的。 18. 【答】

对于粘性土,因粘土矿物含量高、颗粒细小,其物理状态与含水量关系非常密切。同一种粘性土随其含水量的不同,而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。但是由于含不同矿物成分的粘性土,即使具有相同的含水量,也未必处于同样的物理状态,因为含不同矿物成分的粘性土在同一含水量下稠度不同。在一定含水量下,

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