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1、第一章 土的组成 工程学院 12 水工卓越班 余茂 一 简答题 1 什么是土的颗粒级配 什么是土的颗粒级配曲线 答 土粒的大小及其组成情况 通常以 土中各个粒组的相对含量 各粒组占土粒总量的百 分数 来表示 称为土的颗粒级配 粒度成分 根据颗分试验成果绘制的曲线 采用对 数坐标表示 横坐标为粒径 纵坐标为小于 或大于 某粒径的土重 累计百分 含量 称 为颗粒级配曲线 它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好 3 土是怎样生成的 有何工程特点 答 土是 连续 坚固的 岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒 经过不同的搬运方式 在各种自然环境中生成的沉积物 与一般建筑材料相比 土具有三个重要特
2、点 散粒性 多相性 自然变异性 7 试述毛细水的性质和对工程的影响 在那些土中毛细现象最显著 答 毛细水是存在于地下水位以上 受到水与空气交界面处表面力作用的自由水 土中 自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升 它不仅受重力作用而且还受到表面力的支 配 毛细水的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响 在 干旱地区 地下水中的可溶盐随毛细水上升后不断蒸发 盐分积聚于靠近地表处而形成盐渍 土 在粉土和砂土中毛细现象最显著 二 填空题 1 根据土的颗粒级配曲线 当颗粒级配曲线较平 缓时表示土的级配良好 5 不均匀系数Cu 曲率系数 Cc 的表达式为Cu d60 d10 Cc
3、 d 230 d 60 d10 6 砂类土样级配曲线能同时满足 Cu 5 及Cc 1 3的土才能称为级配良好的土 三 选择题 7 图粒大小及级配 通常用颗粒级配曲线表示 土的颗粒级配曲线越平缓 则表示 C A 土粒大小均匀 级配良好 B 土粒大小不均匀 级配不良 C 土粒大小不均匀 级配良好 8 由某土颗粒级配曲线获得d60 12 5mm d10 0 03mm 则该土的不均匀系数 Cu为 A A 416 7 B 4167 C 2 4 10 3 D 12 53 9 若甲 乙两种土的不均匀系数相同 则两种土的 D A 颗粒级配累计曲线相同 B 有效粒径相同 C 限定粒径相同 D 限定粒径与有效粒径
4、之比相同 10 在工程上 对于粒径分别大于0 075mm 及小于 0 075mm 的土 采用的颗粒级配试验方法 为 C A 均为筛分法 B 均为水分法 C 前者为筛分法后者为水分法 11 毛细水上升高度决定于土粒粒度 下列哪种土毛细水上升高度最大 B A 粘性土 B 粉土 C 砂土 第二章土的物理性质及分类 一 简答题 1 孔隙率和孔隙比的定义和区别 3 什么是塑限 液限和缩限 什么是液性指数 塑性指数 名词解释 答 1 液限WL 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Wp 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Ws 缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量
5、 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 9 简述用孔隙比e 相对密实度Dr判别砂土密实度的优缺点 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 不适用于级配相差较大的不同类土 2 用 Dr判断 砂土的密实度的 优点 适用于级配相差较大的不同类土考虑了土级配因 素 理论上完善 缺点 emax和 emin的测定人为因素很大 难以获得较为科学的数据 11 什么是土的灵敏度和触变性 试述在工程中的应用 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
6、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 14 什么是最优含水量和最大干密度 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Wop表示 相对应的干密度
7、叫最大干密度 用 dmax表示 18 为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态 而用液性指数却能说明 长 安大学 2007 年硕士研究生入学考试 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 一种土可能处于可 塑状态 而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状态 因此 考虑矿物成分的影 响 粘性土的软硬状态不用含水量直接判断 二 填空题
8、 9 土的饱和度为土中被水充满的孔隙 体积 与孔隙总体积之比 10 液性指数是用来衡量粘性土的软硬状态 三 选择题 5 已知砂土的天然孔隙比为e 0 303 最大孔隙比emax 0 762 最小孔隙比emin 0 114 则该砂土处于 A 状态 A 密实 B 中密 C 松散 D 稍密 7 在土的三相比例指标中 直接通过室试验测定的是 B A ds w e B ds w C ds e D w e 8 有若干种粘性土 它们的液限wL相同 但塑性指数 IP不同 IP越大 则土的透水性有何 不同 C A 透水性增大 B 透水性不变 C 透水性减小 9 评价粘性土的物理特征指标有哪些 C A 天然孔隙比
9、e 最大孔隙比 emax 最小孔隙比emin B 最大干重度rdmax 最优含水量wop 压实度c C 天然含水量w 塑限 Wp 液限 WL 10 对无粘性土的工程性质影响最大的因素是 B A 含水量 B 密实度 C 矿物成分 D 颗粒的均匀程度 13 粘性土的塑性指数越大 表示土的 B A 含水量 w 越大 B 粘粒含量越高 C 粉粒含量越高 D 塑限 Wp越高 16 不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是 A A B C D 五 计算题 1 有一完全饱和的原状土样切满于容积为21 7cm 3 的环刀 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
10、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 解 2 某原状土样的密度为1 85g cm 3 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 解 设土颗粒体积为1 由得 第三章土的渗透性及渗流 一 简答题 2 简述影响土的渗透性的因素主要有哪些 答 1 土的粒度成分及矿物成分 土的颗粒大小 形状及级配 影响土中孔隙大小及 其形状 因而影响土的渗透性 土颗粒越粗 越浑圆 越均匀时 渗透性就大 砂土中含有 较多粉土及粘土颗粒时 其渗透系数就大大降低 2 结合水膜厚度 粘性土中
11、若土粒的 结合水膜厚度较厚时 会阻塞土的孔隙 降低土的渗透性 3 土的结构构造 天然土层 通常不是各向同性的 在渗透性方面往往也是如此 如黄土具有竖直方向的大孔隙 所以竖 直方向的渗透系数要比水平方向大得多 层状粘土常夹有薄的粉砂层 它在水平方向的渗透 系数要比竖直方向大得多 4 水的粘滞度 水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有 关 从而也影响到土的渗透性 5 土的密实度和饱和度 6 流砂与管涌现象有什么区别和联系 答 在向上的渗流力作用下 粒间有效应力为零时 颗粒群发生悬浮 移动的现象称为 流砂 土 现象 这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细 粉砂和粉土层中 一般具有突发 性 对工程危害大
12、 在水流渗透作用下 土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动 以至流失 随着土的孔隙 不断扩大 渗流速度不断增加 较粗的颗粒也相继被水逐渐带走 最终导致土体形成贯通 的渗流管道 造成土体塌陷 这种现象称为管涌 它多发生在砂性土中 且颗粒大小差别 大 往往缺少某种粒径 其破坏有个时间发展过程 是一种渐进性质破坏 具体地再说 管涌和流砂的区别 是 1 流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度 而管涌 发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下 2 流砂发生的部位在渗流逸出处 而管涌发 生的部位可在渗流逸出处 也可在土体部 3 流砂发生在水流方向向上 而管涌没有限 制 4 流砂可发生在任何土中而管涌一般只发生在无粘
13、性土中 二 填空题 3 一般来讲 室渗透试验有两种 即常水头法和变水头法 4 渗流破坏主要有流砂 土 和管涌 两种基本形式 5 达西定律只适用于层流的情况 而反映土的透水性的比例系数 称之为土的渗透系 数 三 选择题 2 下列有关流土与管涌的概念 正确的说法是 C A 发生流土时 水流向上渗流 发生管涌时 水流向下渗流 B 流土多发生在黏性土中 而管涌多发生在无黏性土中 C 流土属突发性破坏 管涌属渐进式破坏 D 流土属渗流破坏 管涌不属渗流破坏 6 下列哪一种土样更容易发生流砂 B A 砂砾或粗砂B 细砂或粉砂 C 粉质黏土D 黏土 第四章土中应力 一 简答题 3 地下水位的升降对土中自重应
14、力有何影响 在工程实践中 有哪些问题应充分考虑其 影响 答 地下水下降使土中有效自重应力增加 使土体的固结沉降加大 故引起地表大面积沉降 地下水位上升将减少土中有效自重应力使地基承载力的减小 湿陷性土塌陷 1 若地下水位上升至基础底面以上 它对基础形成浮力使地基土的承载力下降 2 地下水位上升 如遇到湿陷性黄土造成不良后果 塌陷 3 地下水位上升 粘性土湿化抗剪强度降低 4 基底压力分布的影响因素有哪些 简化直线分布的假设条件是什么 答 基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布 基础的刚度 基础的埋置深度以及 地基土的性质等多种因素 假设条件 刚性基础 基础具有一定的埋深 依据弹性理论中的圣
15、维南原理 5 如何计算基底压力P 和基底附加压力Po 两者概念有何不同 答 基地压力P计算 中心荷载作用下 偏心荷载作用下 基地压力计算 基地压力P 为接触压力 这里的 接触 是指基础底面与地基土之间的接触 这接触面上 的压力称为基底压力 基底附加压力为作用在基础底面的净压力 是基底压力与基底处建造前土中自重应力之 差 是引起地基附加应力和变形的主要原因 二 填空题 1 土中应力按成因可分为自重应力和附加应力 2 土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙压力 4 计算土的自重应力应从 天然地面 老天然地面 算起 5 计算土的自重应力时 地下水位以下的重度应取有效重度 浮重度 三
16、 选择题 4 地下水位长时间下降 会使 A A 地基中原水位以下的自重应力增加 B 地基中原水位以上的自重应力增加 C 地基土的抗剪强度减小 D 土中孔隙水压力增大 6 某场地表层为4m 厚的粉质黏土 天然重度 18kN m 3 其下为饱和重度 sat 19 kN m 3 的 很厚的黏土层 地下水位在地表下4m 处 经计算地表以下2m 处土的竖向自重应力为 B A 72kPa B 36kPa C 16kPa D 38kPa 7 同上题 地表以下5m 处土的竖向自重应力为 B A 91kPa B 81kPa C 72kPa D 41kPa 8 某柱作用于基础顶面的荷载为800kN 从室外地面算起的基础深度为1 5m 室地面比室 外地面高0 3m 基础底面积为4m2 地基土的重度为17kN m 3 则基底压力为 C A 229 7kPa B 230 kPa C 233 kPa D 236 kPa 9 由建筑物的荷载在地基产生的应力称为 B A 自重应力 B 附加应力 C 有效应力 D 附加压力 12 计算基础及上回填土的总重量时 其平均重度一般取 C A 17 kN m 3 B 18 kN
