土力學和地基基礎習題和答案解析第2章

1、第2章土的物理性質及分類(答案在最底端)簡答題1 .什么是土的物理性質指標？哪些是直接測定的指標？哪些是計算指標？2 .【答】(1) 土的各組成部分的質量和體積之間的比例關系，用土的三相比例指標表示，稱為土的物理性質指 標，可用于評價土的物理、力學性質。n、干密(2)直接測定的指標：土的密度、含水量 、相對密度ds；計算指標是：孔隙比 e、孔隙率度d、飽和密度 sat、有效密度、飽和度Sr3 .甲土的含水量大于乙土，試問甲土的飽和度是否大于乙士？4 .什么是塑限、液限和縮限？什么是液性指數(shù)、塑性指數(shù)？5 .塑性指數(shù)對地基土性質有何影響？6 .什么是土的凍脹性？產生機理是什么？7 .說明細粒土分

2、類塑性圖的優(yōu)點。8 .按規(guī)范如何對建筑地基巖土進行分類？9 .【答】作為建筑地基的巖土，可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。10 甲乙兩土的天然重度和含水量相同，相對密度不同，飽和度哪個大?11 簡述用孔隙比e相對密實度Dr判別砂土密實度的優(yōu)缺點。12 .簡述野外判別碎石土密實度方法？13 .什么是土的靈敏度和觸變性？試述在工程中的應用。14 .說明下圖2-1中各圖的橫縱坐標，同時標出單位。(a)級配曲線(b)擊實曲線(c)塑性圖圖2-113影響土壓實性的主要因素什么？14.什么是最優(yōu)含水量和最大干密度?15.為什么含水量最優(yōu)含水量op時，干密度 d隨 增加而增大,> op

3、 時,d隨增加而減小?16.在填方壓實工程中，土體是否能壓實到完全飽和狀態(tài)？為什么？（華南理工大學2006年攻讀碩士學位研究生入學考試）17影響土擊實效果的因素有哪些？18.為什么僅用天然含水量說明不了粘性土的物理狀態(tài)，而用液性指數(shù)卻能說明？（長安大學2007年碩士研究生入學考試）二、填空題1.粘性土中含水量不同，可分別處于、 四種不同的狀態(tài)。其界限含水量依次2對砂土密實度的判別一般采用以下三種方法 、。3 .土的天然密度、土粒相對密度、含水量由室內試驗直接測定，其測定方法分別是、。4 .粘性土的不同狀態(tài)的分界含水量液限、塑限、縮限分別用 、測定。5 . 土的觸變性是指 。6 . 土的靈敏度越

4、高，其結構性越強，受擾動后土的強度降低越 。7 .作為建筑地基的土，可分為巖石、碎石土砂土、 、粘性土和人工填土。8 .碎石土是指粒徑大于 mm的顆粒超過總重量 50%的土。9 .土的飽和度為土中被水充滿的孔隙 與孔隙 之比。10 .液性指數(shù)是用來衡量粘性土的 狀態(tài)。三、選擇題1 .作為填土工程的土料，壓實效果與不均勻系數(shù)Cu的關系：（）（A） Cu大比Cu小好 （B） Cu小比Cu大好 （C） Cu與壓實效果無關2 .有三個同一種類土樣，它們的含水率W都相同，但是飽和度 Sr不同，1和度 S越大的土，其壓縮性有何變化？（）（A）壓縮性越大（B）壓縮性越?。–）壓縮性不變3 .有一非飽和土樣，

5、在荷載作用下，飽和度由 80%增加至95%。試問土樣的重度丫和含水率 W怎樣改變?（）（A） 丫增加，W減?。˙） 丫不變，H不變 （C） 丫增加，H增加4 .土的液限是指土進入流動狀態(tài)時的含水率，下述說法哪種是對的？（）（A）天然土的含水率最大不超過液限（B）液限一定是天然土的飽和含水率（C）天然土的含水率可以超過液限，所以液限不一定是天然土的飽和含水率5 .已知砂土的天然孔隙比為e= 0.303,最大孔隙比emax= 0.762,最小孔隙比 面巾=0.114,則該砂土處于（）狀態(tài)。（A）密實 （B） 中密（C）松散（D）稍密6 .已知某種土的密度p= 1.8g/cm3, 土粒相對密度 ds

6、= 2.70, 土的含水量 w= 18.0% ,則每立方土體中氣相 體積為（）（A）0.486m3（B）0.77m3（C）0.16m3 （D）0.284m37在土的三相比例指標中，直接通過室內試驗測定的是（）。（A）ds, w,e；（B） ds, w, p ； （C） ds, e, p ； （D） p , w, e。8 .有若干種粘性土，它們的液限Wl相同，但塑性指數(shù)Ip不同，Ip越大，則土的透水性有何不同（）。（湖北工業(yè)大學2005年攻讀碩士學位研究生入學考試）（A）透水性增大；（B）透水性不變；（C）透水性減小。9 .評價粘性土的物理特征指標有哪些（）。（湖北工業(yè)大學 2005年攻讀碩士學

7、位研究生入學考試）（A）天然孔隙比e,最大孔隙比emax,最小孔隙比emin；（B）最大干重度dmax,最優(yōu)含水量Wop,壓實度 c；（C）天然含水量w,塑限Wp,液限Wl。10對無粘性土的工程性質影響最大的因素是（）。（A）含水量；（B）密實度；（C）礦物成分；（D）顆粒的均勻程度。11 .處于天然狀態(tài)的砂土的密實度一般用哪一種試驗方法測定（）。（A）載荷試驗；（B）十字板剪切試驗；（C）標準貫入t驗；（D）輕便觸探試驗。12 .某粘性土的液性指數(shù) =0.6,則該土的狀態(tài)（）。（A）硬塑； （B）可塑； （C）軟塑；（D）流塑。13 .粘性土的塑性指數(shù)越大，表示土的（）。（A）含水量w越大；

8、（B）粘粒含量越高；（C）粉粒含量越高；（D）塑限Wp越高。14 .淤泥屬于（）。（A）粉土；（B）粘性土；（C）粉砂； （D）細砂。15 .粘性土的塑性指數(shù)越大，說明（）。（A） 土粒比表面積越?。唬˙） 土粒吸附能力越弱；（C） 土的可塑范圍越大；（D）粘粒、膠粒、粘土礦物含量越低。16 .不同狀態(tài)下同一種土的重度由大到小排列順序是（）。（A）力之合力,九 兒之蟲了打；（C）力之，之1 ）:；（D）力之1之了 匕附。17 .已知甲、乙兩土樣物理性質指標如表2-1:表2-1土樣叫/% /%G/%丸邑甲3220372.721.0乙2316272.661.0判斷下列結論中，正確的是()。(A)甲

9、比乙具有更多的粘粒；(B)甲比乙具有更大的密度；(C)甲比乙具有更大的干密度；(D)甲比乙具有更大的孔隙比。18 .下列敘述正確的是()。(A)口時，粘性土處于堅硬狀態(tài)；(B) L40時，粘性土處于流動狀態(tài)；(C) 時，粘性土處于堅硬狀態(tài)；(D) ： = 時，粘性土處于軟塑狀態(tài)。19 .下面有關粘性土的敘述正確的是()。(A)粘性土是指塑性指數(shù)小于或等于10的土；(B)粘性土是指塑性指數(shù)大于10的土；(C)粘性土是指塑性指數(shù)大于17的土；(D)粘性土又稱為粘土。20 .按巖土工程勘察規(guī)范( GB 50021-2001),砂土和粉土的分類界限是()。(2004年巖土工程師專業(yè)考試試題)(A)粒徑

10、大于0.075mm的顆粒質量超過總質量 50%的為粉砂，不足 50%且塑性指數(shù)IpW10的為粉土；(B)粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量50%的為粉砂，不足50%且塑性指數(shù)Ip>3的為粉土；(C)粒徑大于0.1mm的顆粒質量少于總質量75%的為粉砂，不足 75%且塑性指數(shù)Ip>3的為粉土；(D)粒徑大于0.1mm的顆粒質量少于總質量 75%的為粉砂，不足 75%且塑性指數(shù)Ip>7的為粉土。21 .某建筑物地基需要壓實填土 8000m3,控制壓實后的含水量 1=14%,飽和度S=90%;填料重度r=15.5k N/m 3,天然含水量 0=10%,相對密度 Gs=2.7

11、2,此時需要填料的方量最接近下列()。(2004年巖土工程師專業(yè)考試試題)(A)10650 m3; (B)10850 m3; (C) 11050 m3;(D) 11250 m3。22在下列關于路堤堤防填土壓實的說法中，()是正確的。(2004年巖土工程師專業(yè)考試試題 )(A)在最優(yōu)含水量下壓實可取得最經濟的壓實效果及最大干密度；(B)最優(yōu)含水率取決于土類，與進行擊實試驗儀器的類型及試驗方法無關；(C)壓實度是指實際達到的干密度與擊實試驗最大干密度之比；(D)壓實系數(shù)隨填土深度不同可以不同。23 .采用塑限含水量 Wp=18%的粉質粘土作填土土料修筑告速公路路基，分層鋪土碾壓時，下列()種含水率

12、現(xiàn)對比較適合。(2005年巖土工程師專業(yè)考試試題 )(A)12%;(B)17%;(C) 22% ;(D) 25%。24 .對粘性土填料進行下列壓實試驗時，下列()選項是錯誤的。(2005年巖土工程師專業(yè)考試試題 )(A)在一定擊實功作用下，能使填筑土料達到最大干密度所對應的含水量；(B)與輕型擊實儀比較，采用重型擊實試驗得到土料的最大干密度較大；(C)填土的塑限增加，最優(yōu)含水量減??；擊實功增加，最優(yōu)含水量增加。四、判斷改錯題1 .在填方工程施工中，常用土的干密度來評價填土的壓實程度。2 .無論什么土，都具有可塑性。3 .用塑性指數(shù)Ip可以對土進行分類。4 .相對密實度Dr主要用于比較不同砂土的

13、密實度大小。5 .砂土的分類是按顆粒級配及其形狀進行的。6 .粉土的塑性指數(shù)Ip小于或等于10、粒徑大于0.075的顆粒含量不超過全重 55%的土。7 .甲土的飽和度大于乙土的飽和度，則甲土的含水量一定高于乙土的含水量。8 . 土在最優(yōu)含水量時，壓實密度最大，同一種土的壓實能量越大，最優(yōu)含水量越大。9 .兩種不同的粘性土，其天然含水量相同，則其軟硬程度相同。10地下水位上升時，在浸濕的土層中，其顆粒相對密度和孔隙比將增大。五、 計算題1 .有一完全飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cm3的環(huán)刀內，稱得總質量為72.49g,經105c烘干至恒重為61.28g,已知環(huán)刀質量為 32.54g, 土粒

14、相對密度(比重)為2.74,試求該土樣的濕密度、含水量、干密度及孔隙比(要求按三項比例指標定義求解)。2 .某原狀土樣的密度為 1.85g/cm3、含水量為34%、土粒相對密度為 2.71,試求該土樣的飽和密度、有效 密度和有效重度(先導得公式然后求解)。3 .某砂土土樣的密度為 1.77g/cm3 ,含水量為9.8%, 土粒相對密度為 2.67,烘干后測定最小孔隙比為0.461,最大孔隙比為0.943,試求孔隙比和相對密度，判斷該砂土的密實度。4 .某一完全飽和粘性土試樣的含水量為30%, 土粒相對密度為 2.73 ,液限為33%,塑限為17%,試求孔隙比、干密度和飽和密度，并按塑性指數(shù)和液

15、性指數(shù)分別定出該粘性土的分類名稱和軟硬狀態(tài)。5 .經測定，某地下水位以下砂層的飽和密度為1.991g/cm3, 土粒相對密度為2.66,最大干密度為1.67g/cm3,最小干密度為1.39g/cm3,試判斷該砂土的密實程度。6 .已知某土樣含水量為20%, 土粒相對密度為 2.7,孔隙率為50%,若將該土加水至完全飽和，問10m3該土體需加水多少？7 .某土樣，土粒相對密度為2.7,孔隙比為0.95,飽和度為37%,現(xiàn)要把飽和度提高到 90%,則每1的該土樣中應加多少水？8某土樣孔隙體積豆川5區(qū),土粒體積匕=4比陰1 土粒相對密度為 ds=2.69,求孔隙比e和干重度d；當 孔隙被水充滿時，求

16、飽和重度sat和含水量。9 .某土樣的干密度為1.60g/cm3, 土粒相對密度為2.66,顆粒分析試驗表明，該士大于0.5mm的顆粒占總質量的25%。假設細顆?？梢园汛诸w粒間的孔隙全部填滿，問該土小于0.5mm的那部分細顆粒土的干密度約是多少？若經過壓實后，該土在含水量為18%時達到飽和，問該土此時的干密度是多少？10 .某一施工現(xiàn)場需要填土，基坑的體積為2000 m3, 土方來源是從附近土丘開挖，經勘察土的相對密度為11 70含水量為15%,孔隙比為0.60。要求填土的含水量為17%,干重度為17.6 kN/m 3。(1)取土場的重度、干重度和飽和度是多少？(2)應從取土場開采多少方土 ？

17、(3)碾壓時應灑多少水？»土的孔隙比是多少？(三峽大學2006年研究生入學考試試題)11 .某飽和土樣含水量為38.2%,密度為1.85 t/m 3,塑PM為27.5%,液PM為42.1%。問：要制備完全飽和、含水量為50%的土樣，則每立方米土應加多少水？加水前和加水后土各處于什么狀態(tài)？其定名是什么？12 .某飽和土的飽和密度為 1.85 t/m3,含水量為37.04%,試求其土粒相對密度和孔隙比。13 .已知一土樣天然密度為 1.8 t/m3,干密度為1.3 t/m3,飽和重度為20 kN/m 3,試問在1t天然狀態(tài)土中， 水和干土的質量各是多少？若使這些土改變成飽和狀態(tài)，則需加水

18、多少？14設有1m3的石塊，孔隙比e=0,打碎后孔隙比為e=0.6,在打碎后孔隙比為 e=0.75,求第一次與第二次打 碎后的體積？15 .是推導理論上所能達到的最大擊實曲線(即飽和度Sr=100%的擊實曲線)的表達式。16 .配置含水量35%的土樣，取天然含水量12%的土重20t,已測定土粒相對密度為 2.70,問需加水多少？(同 濟大學1998年研究生入學考試試題)簡答題1 .【答】(1) 土的各組成部分的質量和體積之間的比例關系，用土的三相比例指標表示，稱為土的物理性質指標，可用于評價土的物理、力學性質。(2)直接測定的指標：土的密度、含水量 、相對密度ds；計算指標是：孔隙比 e、孔隙

19、率n、干密度d、飽和密度sat、有效密度、飽和度Sr2 .【答】甲乙，但S甲不一定大于S乙。因為Sr= ds/e ,它不僅與含水量有關，還與ds、e有關。3 .【答】(1)液限 L：液限定義為流動狀態(tài)與塑性狀態(tài)之間的界限含水量。(2)塑PM p：塑限定義為土樣從塑性進入半堅硬狀態(tài)的界限含水量。(3)縮PM s：縮限是土樣從半堅硬進入堅硬狀態(tài)的界限含水量。(4)塑性指數(shù)Ip定義為土樣的液限和塑限之差：Ip = Wl-Wp(5)液性指數(shù)：二匕4 .【答】塑性指數(shù)Ip是土的顆粒組合、礦物成分以及土中水的離子成分和濃度的指標。土顆粒越細、粘土礦物含量越多、土粒表面反離子層中低價陽離子增加，Ip變大。I

20、p是粘性土的分類標準。Ip>17為粘性土，10<Ip W 17為粉質粘土。5 .【答】(1)當?shù)貙訙囟冉抵亮銛z氏度以下，土中水凍結形成凍土。某些細粘粒土在凍結時，體積發(fā)生膨脹，即凍脹現(xiàn)象。(2)產生機理是由于土層在結冰時，周圍未凍區(qū)土中的水分向凍結區(qū)遷移積聚的結果。6 .【答】土的塑性指數(shù)是劃分細粒土的良好指標，它既能綜合反映土的顆粒組成、礦物成分以及土粒吸附陽離子成分等方面的特性，但是不同的液限、塑限可給出相同的塑性指數(shù)，而土性卻很可能不一樣。塑性圖考慮了塑性指數(shù)和液限兩個方面，因此對細粒土分類更加合理。7 .【答】作為建筑地基的巖土，可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工

21、填土。8 .【答】相對密度大的，飽和度小。因為：L由此看出：ds大的，Sr就小。9 .【答】(1)用e判斷砂土的密實度的優(yōu)點：應用方便，同一種土，密實砂土的空隙比一定比松散砂土的??； 缺點：無法反映土的粒徑級配因素。(2)用Dr判斷砂土的密實度的優(yōu)點：考慮了土級配因素，理論上完善；缺點：用長頸漏斗測定 emax或用振動叉和擊實金屬法測定 tn因人而異，難以獲得較為科學的數(shù)據。10 .【答】野外判別碎石土密實度的方法：根據骨架顆粒含量和排列、可挖性、可鉆性，將碎石土分為密實、中密、稍密、松散四種密實狀態(tài)。11 .【答】(1) 土的靈敏度定義為原狀土強度與擾動土強度之比，即：St=原狀土強度/擾動

22、土強度。土的強度通常采用無側限抗壓強度試驗測定，即：S產,品。土的靈敏度愈高，其結構性愈強，受擾動后土的強度降低就愈多。所以在基礎施工中應注意保護基槽，盡量減少土結構的擾動。(2)飽和粘性土的結構受到擾動，導致強度降低，但當擾動停止后，土的強度又隨時間而逐漸增大。粘性土的這種抗剪強度隨時間恢復的膠體化學性質稱為土的觸變性。例如：在黏性土中打樁時，可利用土的靈敏度，樁側土的結構受到破壞而強度降低，將樁打入土中；利用土的觸變性，在停止打樁以后，土的強度逐漸恢復，樁的承載力增加。12 .【答】(a)橫坐標是粒徑，用對數(shù)表示，縱坐標是小于(或大于)某粒徑的土重含量(或稱累計百分含量)，用表不；(b)橫

23、坐標是含水量，用 表示，縱坐標是土的干密度，單位 g/cm3;(c)橫坐標是液限，用 表示，縱坐標是塑性指數(shù)。13 .【答】含水量、擊實能量、土的顆粒級配、試驗條件。14 .【答】在一定的壓實能量下使土最容易壓實，并能達到最大干密度時的含水量稱為土的最優(yōu)含水量，用op表示；相對應的干密度叫最大干密度，用dmax表示。15 .【答】因為含水量小于最優(yōu)含水量op時，土中水主要是強結合水，顆粒間具有很大的分子引力，阻止顆粒移動，壓實比較困難，干密度較小；當含水量適當增大時，土中結合水膜變厚，土粒間的連接力減弱而使 粒易于移動，壓實效果變好，干密度增加；當含水量繼續(xù)增加時超過最優(yōu)含水量op出現(xiàn)了自由水

24、，擊實時水不易立即排除，阻止土?？拷瑝簩嵭Ч陆?，干密度又下降。16 .【答】粘性土滲透性很小，壓實過程中含水量幾乎不變，土中少量封閉氣體很難全部趕走，要想擊實到完全 飽和狀態(tài)是不可能的。17 .【答】含水量、土類及級配、擊實功能、毛細管壓力以及孔隙壓力等，其中前三種影響因素是最主要的。18 .【答】對于粘性土，因粘土礦物含量高、顆粒細小，其物理狀態(tài)與含水量關系非常密切。同一種粘性土隨其 含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)及流動狀態(tài)。但是由于含不同礦物成分的粘性土，即 使具有相同的含水量，也未必處于同樣的物理狀態(tài)，因為含不同礦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

25、，一種土可能處于可塑狀態(tài)，而含不同礦物顆粒的另一種粘性土可能處于流動狀態(tài)。 因此，考慮礦物成分的影響，粘性土的軟硬狀態(tài)不用含水量直接判斷。二、填空題1 .固態(tài)、半固態(tài)、可塑態(tài)、流動態(tài)、縮限、塑限、液限2 .孔隙比法、相對密實度法、標準灌入法3 .環(huán)刀法、比重瓶法、烘干法4 .錐式液限儀、搓條法、收縮皿法5 .粘性土的結構受到擾動時，導致強度降低，但當擾動停止后，土的強度又隨時間而逐漸增大的性質。6 .越多。7 .粉土。8 . 2。9 .體積、總體積。10 .軟硬。三、選擇題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

26、15.C 16.A 17.A 18.A 19.B 20.A 21.B 22.C23.B 24.Cy 15 5y.,=一=14 09 1 N/"21題詳解：壓實前填料的干重度：.141 + 0.1產=聞八=" "2 "皿=19掠Mm壓實后填土的干重度：.-'I2.解：設土顆粒體積為 1根據壓實前后土體干質量相等的原則計算填料的方量Vi：以”即見xl' 1=1哈14 6M力L力114.09答案（B）正確四、判斷改錯題1. 。2. X,無粘性土不具有可塑性。3. x ,對粉土和粘性土分類。4. X,是反映砂士本身的密實程度。5. X ,去掉“及

27、其形狀”。6. X ,將 “55%” 改為 “ 50%”。7. X ,二者沒有必然聯(lián)系。8. X,同一種土的壓實能量越大，最優(yōu)含水量越小。9. X,液性指數(shù)相同時軟硬程度才相同。10. X,保持不變。五、 計算題1.解：用= 7249-3254 = 3"5g用產 61,28-3254 = 28.7%用/用-用產 39.95-28,74 = 1121g二21常7, = = = 11,21VV-Vv = 2 7-U,21 = 10.W m 2995 1M , 下;而二的E/加11,21 n noi= = 39.0%科 22.74用，28.74V 21.7= L324g/c"至.

28、以1+慮 g = d述+= 0 963由 y 1+。 得 p口 _也& 色甘叵_吐叫 132g V l + e 1 + 0.5630-Kq_0-1)q "I-1V 1+e1+0963-0.871g/1WQ +同凡 i 2.67(1+0.098)i3.解：由 9177e=洪”)"=口姐PD = %7 = ° 蛇=口胱=口冽'0.543-0.461因為1/3< SPAN>所以該砂土的密實度為中密。4=± =區(qū)=空=4.解：由1 1得：- ' 1 ':， '科誥普島小W4+0l+e2.73+0 819'

29、;】p.= 1 95g cm1%1 + 0.8196;1 =%-% = 33-17=16 ，工 產r G 一 印,G 一加, 30 17 n nti. = = U.ol叫一田, p 16因為10<Ip=16<17,該粘性土應定名為粉質粘土;因為0.75<Il=0.81<1.0,所以該粘性土的狀態(tài)為軟塑。5解:由一啊 + 匕_ (*+辦 e = %一& = 1乎2?嗎=o,6751 + 0 得 1-%1-1,期0,二一_:-n aL% _ AniJ _ 1.6(1.免2 - L?)_ 0 彳也為舊皿-由' 1察167-1可因為2/3< SPAN>所以該砂土的密實度為密實。n = _xl00%=50%,16.解：由 1+。得曰二1由 =%=匕,且6 +匕=10由得:叫=5期d9 20% x 2.7 .g 1當 3.=加時，匕=%=0.54x5 = 27"當月700%時，匕噫匕=1作城故應加水一 -/''<- L： 一'7.解：由 % y 1+百得.1+gAF = > 2211 X(0.9 - 0 37) = 0.25&?1 1 + /1 + 0.95 I '