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1、第1章土的物理性质与工程分类一.填空题1. 颗粒级配曲线越平缓，不均匀系数越大，颗粒级配越好。为获得较大密实度，应选择级 配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。2. 粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大，亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越 多，粘土的塑性指标越大3. 塑性指标Ip = Wl - w，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反 映了粘性、可塑性等因素。因此规范规定：10 Ip 17为 粘土。4. 对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，工程上用指标金、g来衡量。5. 在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数I,。6. 决定无粘性土工程性质的好坏
2、是无粘性土的相对密度，它是用指标乌来衡量。w - w7. 粘性土的液性指标I =，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，规范L W - W按I将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。L 8.9.岩石按风化程度划分为微风化、中等风化、强风化。岩石按坚固程度划分为硬质岩石，包括花岗岩、石灰岩等；软质岩石，包括页岩、泥岩 等。10.某砂层天然饱和重度Y皿=20kN/m3, 土粒比重G = 2.68，并测得该砂土的最大干重度丫dma = 17kN/m3，最小干重度Ydmin = 15.4kN/m3，则天然孔隙比e为0.68，最大孔隙比 emax = 0.74，最小孔隙比 emin = 0.5
3、7。11. 砂粒粒径范围是0.0752mm，砂土是指大于2mm粒径累计含量不超过全重50%，而大 于0.075mm粒径累计含量超过全重50%。12. 亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组 成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子容易进入晶胞之间， 而发生膨胀。二问答题1. 概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系？答：三相组成的性质，特别是固体颗粒的性质，直接影响土的工程特性。但是，同样一种土， 密实时强度高，松散时强度低。对于细粒土，水含量少则硬，水含量多时则软。这说明土的 性质不仅决定于三相组成的性质，而且三相之间量的比例关系也
4、是一个很重要的影响因素。2. 地下水位以下一原状土样，其=28%, G = 2.70； P=1.88t/m3,计算孔隙比时，用公式e = 一1，计算得e = 0.838，用公式e =计算得e = 0.756，试Psr问该用那个公式，e为多少？另一个公式在这里为什么不能用？答：公式e =- -1该用，e = 0.838，而另一公式不能用，因为饱和度s未pr给，不能认为s = 1，实际上将e = 0.838代入e = i，得s = 0.902。rs r3. 说明三相草图中二和f的物理概念。1 + e1 + e1,， 上 , e , t ，一答：一代表单元土体中土骨架所占有的体积，一代表孔隙在单元土
5、体中所占有的1 + e1 + e体积。4. 什么是粘性土的界限含水量？它们与土中那一层水膜相对应，他们又如何确定？答：土由一种状态转到另一种状态的界限含水量称为阿太堡界限含水量。分别为缩限、 塑限和液限。分别和强结合水（吸着水）、弱结合水（薄膜水）和自由水相对应。缩限 可用收缩皿法测定，塑限可用滚搓法、液塑限联合测定法，液限可用锥式液限仪或碟式 液限仪测定。四、计算题1.某地基土样数据如下：环刀体积60cm3,湿土质量0.1204kg， 土质量0.0992kg， 土粒相对密度为2.71，试计算：天然含水量w，天然重度Y，干重度Y d，孔隙比e。Y = mg = 0，1204x10= 0.020
6、V / cm3y = 4 g = 0.0992x10=0.0165V / cm3U 60d60mW = w m s0.1024- 0.09920.0992x 100% =11.3%m = 0.0992 x 103 = 36 6质3G 271.cm3e =匕=6 = 0.639V V 36.62.若原状土样的天然密度P = 2.1t / m3,含水量w = 15%，土颗粒相对密度G s =2.71,试计算孔隙比e.答：设V = 1m3s，m = G p = 2.71 tss=0.15*2.71 = 0.407 tV = m = 2.71 + .407 = 1.484m3p2.1V V - V 1
7、.484 -1 e = tVs=0.484 13.测得沙土的天然重度Y=17.6kN / m3，含水量 w = 8.6%，土粒相对密度 G = 2.66，最小孔隙比。血广0.462，最大孔隙比emax = 0.71，试求沙土的相对密度气。答：设 V = 1cm 3则 m = V G p = 2.66 gm = wm = 0.086 x 2.66 = 0.229 gV = m = m + m = 2.66 + 0.229 = 1 641血3 =p= Y / g 商 .Cm3e =匕=U = 164k! = 0.641V V 1D =Lx - emax min.71一0.641 =0.2780.7
8、1 - 0.462第二章土的渗透性填空题1. 当土体两点之间有水头差，有渗流长度时，则渗流发生，渗流速度V =如，与水头差成 正比，与渗流长度成反比。但在黏土中，只有当水头梯度超过起始梯度时才开始渗流。2. 渗透力（即动水压力）是土对水的压力，渗透力的表达式是y，产生流砂的条件是渗 W流力克服了土体的重力。二、简答题1. 什么叫渗透力，其大小和方向如何确定？答：地下水在土体中流动时，由于受到土的阻力，而引起水头损失，从作用力与反作用 力的原理可知，水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力，单位体积土颗粒所受到 的渗流作用力称为渗透力。渗流力的大小与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致。2. 达
9、西定律的基本假定是什么？试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。答：由于土的孔隙很小，在大多数情况下水在孔隙中的流速较小，可以认为属于层流（即 水流流线相互平行的流动），那么土中的渗流规律可以认为是符合层流渗透定律。由于 达西定律只适用于层流的情况，故一般只用于中砂、细砂、粉砂等，对粗砂、砾石、卵 石等粗粒土不适合；而黏土中的渗流规律不完全符合达西定律，需进行修正。修正后为v = k （I -10）。3 渗透力是怎样引起渗透变形的？渗透变形有哪几种形式？在工程上会有什么危害？防 治渗透破坏的工程措施有哪些？答：地下水的渗流方向自下而上，已知土的有效重度为r，当向上的动水力gd与土的 有效重度相
10、等时，即G =y I =y，= y -y这时土颗粒间的压力就等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象叫流沙。在渗透水流作用下，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，渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成 贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象叫管涌。防治流土的关键在于控制溢出处的水力坡降，为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡 降，可采取以下工程措施：1。可通过做垂直防渗帷幕、水平防渗铺盖等，延长渗流途径、 降低溢出处的坡降；2。在溢出处挖减压沟或打减压井，贯穿渗透性小的黏土层，以降低作 用在粘性土层底面的渗透压力；3。在溢出
11、处加透水盖重，以防止土体被渗透力所悬浮。防 止管涌一般可从下列两方面采取措施：1。做防渗铺盖或打板桩等，降低土层内部和渗流溢 出处的渗透坡降；2。在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层。4.生管涌和流土的机理与条件是什么？与土的类别和性质有什么关系？工程上如何判断土 可能产生渗透破坏并进行分类的？答：发生管涌与流土的机理如上一题答案所诉。发生流土的条件是水力梯度i大于或等 于临界水力梯度ir。临界水力梯度与土性密切相关，研究表明，土的不均匀系数C愈大， i值愈小，土中细颗粒含量高，i值增大，土的渗透系数愈大，i值愈低。 crcrcr发生管涌首先取决于土的性质，管涌多发生在砂性土中，其特征是
12、颗粒大小差别较大， 往往缺少某种粒径，孔隙直径大且相互连同。无黏性土产生管涌的两个必备条件是：1。几 何条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，这是必要条件，一般不均匀 系数Cu 10的土才会发生管涌；2水力条件：渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动 是管涌发生的水力条件，可用管涌的水力梯度来表示。第三章地基土的应力与变形一.填空题1。附加应力引起土体压缩，有效应力影响土体的抗剪强度。2. 一般情况下，自重应力不会引起地基沉降，附加应力引起地基的沉降，在成土年代不久， 地下水位升降等情况自重应力也会引起地面沉降。3. 土中竖向附加应力。的影响深度与T相比，。的影响深度要大，T在
13、荷载两侧最大。zxzz xz 4. 应力自基础底面起算，随深度呈非线性变化，自重应力自地基表面起算，随深度呈线性 变化。5. 压缩系数a = -de/dp，压缩模量E =上匕，则土的压缩性愈高，这两个指标通过固 $ a结试验，绘制压缩曲线得到。6. 超固结比OCR指的是土层历史上所经受的先期固结压力Pc与现有覆盖土重P1之比，根据OCR的大小可把粘性土分为正常固结土，超固结土和欠固结土三大类。OCR 1的黏土属 欠固结土。7. 土的压缩实验是在侧限条件下完成的。压缩定律是。=-de/dp，其中a称为压缩系数， 它反映了单位压力增量作用下土的孔隙比的减小。5. 压缩系数a = -一M，a 表示压
14、力范围，p =地基某深度处土中自重应力，P =地P 2-P 21-21 2 -基某深度处土中自重应力与附加应力之和的压缩系数，工程上常用a2来评价土的压缩 性的高低，当a1 2 0.1MPa-1时属于低压缩性土， 当 0.1 V a1 2 0.1MPa -1 0.5MPa -1 时属中等压缩性土，当 a1 2 2 0.5MPa-1 时属 中等压缩性土。6. 用分层总和法计算沉降时，采用压缩系数指标使沉降计算值偏小，采用基础中点下附加 色力指标又使计算值偏大，相互有所补偿。10. 饱和黏土的沉降由瞬时沉降，固结沉降，次压缩沉降组成。11. 压缩试验中，环刀土样置于刚性护环中，所以称此试验为侧限压
15、缩试验，用该实验测的 压缩指标a、E称为压缩性指标，压缩试验每级荷载下压至变形稳定，所以由此试验测出 的指标可用来计算地基的沉降。二问答题1简述太沙基的有效应力原理。答：b=b + u，饱和土中任意点的总应力。总是等于有效应力。加上孔隙水压力u。2用弹性理论求解土中附加应力的基本假设是什么？答：计算地基中的附加应力时，一般假定地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在 深度和水平方向上都是无限延伸的，即把地基看成是均质的线性变形空间（半无限体），这 样就可以直接采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答。计算基底附加应力时，通常将基 底看成是柔性荷载，而不考虑基础刚度的影响。3何谓土的附加应力？计算附加应力有何工程意义？答：对一般天然土层来说，自重应力引起的压缩变形在地质历史上早已完成，不会再引起地 基的沉降，附加应力则是由于修建建筑物以后在地基内新增加的应力，因此它是使地基发生 变形，引起建筑物沉降的
