土力学习题及答案 平行答案版(92页).doc

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1、-土力学习题及答案 平行答案版-第 94 页土力学习题及答案第1章土的组成 第1章 土的组成一、 简答题1. 什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？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。2. 土中水按性质可以分为哪几类？【答】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

2、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，土具有三个重要特点：散粒性、多相性、自然变异性。4. 什么是土的结构？其基本类型是什么？简述每种结构土体的特点。土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075）、絮状结构（粒径10， CU10 粒度分布范围较大，土粒越不均匀，级配良好。乙土颗粒级配曲线如下：孔径(mm)留筛土质量（g）小于该孔径的土质量(g)小于该孔径的土的百分数%2010010001001000510010059595590904040999第2章土的物理性质

3、及分类 一、 简答题1. 什么是土的物理性质指标？哪些是直接测定的指标？哪些是计算指标？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r、含水量w、相对密度ds；计算指标是：孔隙比e、孔隙率n、干密度rd、饱和密度rsat、有效密度r、饱和度Sr2. 甲土的含水量大于乙土，试问甲土的饱和度是否大于乙土？答： w甲w乙，但Sr甲不一定大于Sr乙。因为Sr=wds/e，它不仅与含水量w有关，还与ds、e有关。3. 什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？【答】（1）液限w

4、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。（4）塑性指数IP 定义为土样的液限和塑限之差：IP = wLwP（5）液性指数：4. 塑性指数对地基土性质有何影向？【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。IP17为粘性土，10 IP 17为粉质粘土。5. 什么是土的冻胀性？产生机理是什么？【答】（1）当地层温度降至零摄氏度以下，土中

5、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. 说明细粒土分类塑性图的优点。【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. 按规范如何对建筑地基岩土进行分类？【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. 甲乙两土的天然重度和含水量相同，相对密度不同，饱和度哪个大？8

6、. 【答】相对密度大的，饱和度小。因为：由此看出：ds大的，Sr就小。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：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. 简述野外判别碎石土密实度方法？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. 什么

7、是土的灵敏度和触变性？试述在工程中的应用。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

8、加。12. 说明下图2-1中各图的横纵坐标，同时标出单位。（a）级配曲线 （b）击实曲线 （c）塑性图图2-112. 【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/cm3;（c）横坐标是液限，用%表示，纵坐标是塑性指数。13.影响土压实性的主要因素什么？【答】含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。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；相对应的干密度叫最大干密度，用rdma

9、x表示。wwop时，rd随w增加而减小？【答】因为含水量小于最优含水量wop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wop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. 在填方压实工程中，土体是否能压实到完全饱和状态？为什么？（华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试）【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

10、是不可能的。17.影响土击实效果的因素有哪些？【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. 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

11、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1.粘性土中含水量不同，可分别处于 、 、 、 、 四种不同的状态。其界限含水量依次是 、 、 。3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是 、 、 。4. 粘性土的不同状态的分界含水量液限、塑限、缩限分别用 、 、 测定。5. 土的触变性是指 。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

12、度又随时间而逐渐增大的性质。6. 土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越 。7. 作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土砂土、 、粘性土和人工填土。8. 碎石土是指粒径大于 mm的颗粒超过总重量50%的土。 与孔隙 之比。10. 液性指数是用来衡量粘性土的 状态。6. 越多。7. 粉土。8. 2。9. 体积、总体积。10.软硬。三、选择题1作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数Cu的关系：( ) （A）Cu大比Cu小好 (B) Cu小比Cu大好 (C) Cu与压实效果无关2.有三个同一种类土样，它们的含水率都相同，但是饱和度Sr不同，饱和度Sr越大的土，其压缩性有何变化？( )

13、(A)压缩性越大 (B) 压缩性越小 (C) 压缩性不变3.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度和含水率怎样改变？( ) (A)增加，减小 (B) 不变，不变 (C)增加，增加4.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？( ) (A)天然土的含水率最大不超过液限(B) 液限一定是天然土的饱和含水率(C)天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率5. 已知砂土的天然孔隙比为e0.303，最大孔隙比emax0.762，最小孔隙比emin0.114，则该砂土处于( )状态。（A）密实 （B） 中密 (C)松散 （D）稍密6已知

14、某种土的密度/cm3，土粒相对密度ds2.70，土的含水量w18.0，则每立方土体中气相体积为( )(A)3 (B)3 (C)3 (D)37.在土的三相比例指标中，直接通过室内试验测定的是（）。(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（ ）。（湖北工业大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试） (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（ ）。（湖北工业大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试）(A)天然

15、孔隙比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lc； (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（ ）。(A)含水量； (B)密实度； (C)矿物成分； (D)颗粒的均匀程度。 11.处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验方法测定（ ）。(A)载荷试验； (B)十字板剪切试验； (C)标准贯入试验； (D)轻便触探试验。 12某粘性土的液性指数=0.6，则该土的状态（ ）。(A)硬塑； (B) 可塑； (C) 软塑； (D)流塑。13. 粘性土的塑性指数越大，表示土的（ ）。(A)含水量w越大

16、； (B)粘粒含量越高； (C) 粉粒含量越高； (D) 塑限Wp越高。14.淤泥属于（ ）。(A)粉土； (B)粘性土； (C) 粉砂； (D) 细砂。15. 粘性土的塑性指数越大，说明（）。（A）土粒比表面积越小； （B）土粒吸附能力越弱； （C）土的可塑范围越大； （D）粘粒、胶粒、粘土矿物含量越低。16.不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是（）。（A）； （B）； （C）； （D）。17. 已知甲、乙两土样物理性质指标如表2-1：表2-1土样/%/%/%甲322037乙231627判断下列结论中，正确的是（ ）。（A）甲比乙具有更多的粘粒；（B）甲比乙具有更大的密度；（C）甲比乙

17、具有更大的干密度；（D）甲比乙具有更大的孔隙比。18.下列叙述正确的是（ ）。（A）时，粘性土处于坚硬状态；（B）时，粘性土处于流动状态； （C）时，粘性土处于坚硬状态； （D）时，粘性土处于软塑状态。19.下面有关粘性土的叙述正确的是（ ）。（A）粘性土是指塑性指数小于或等于10的土；（B）粘性土是指塑性指数大于10的土； （C）粘性土是指塑性指数大于17的土； （D）粘性土又称为粘土。20.按岩土工程勘察规范（GB 50021-2001），砂土和粉土的分类界限是（ ）。(2004年岩土工程师专业考试试题)（A）粒径大于的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP10的为粉土

18、；（B）粒径大于的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP3的为粉土； （C）粒径大于的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP3的为粉土； （D）粒径大于的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP7的为粉土。8000m3，控制压实后的含水量w1=14%，饱和度Sr3，天然含水量w0=10%，相对密度GS=2.72，此时需要填料的方量最接近下列（ ）。(2004年岩土工程师专业考试试题)(A)10650 m3； (B)10850 m3； (C) 11050 m3； (D) 11250 m3。22.在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，（ ）是

19、正确的。(2004年岩土工程师专业考试试题)(A)在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度； (B) 最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关； (C)压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比； (D) 压实系数随填土深度不同可以不同。P=18%的粉质粘土作填土土料修筑告速公路路基，分层铺土碾压时，下列（ ）种含水率现对比较适合。(2005年岩土工程师专业考试试题)(A)12%； (B)17%； (C) 22% ； (D) 25%。24.对粘性土填料进行下列压实试验时，下列（ ）选项是错误的。(2005年岩土工程师专业考试试题)(A)在一定击实功作用下

20、，能使填筑土料达到最大干密度所对应的含水量； (B)与轻型击实仪比较，采用重型击实试验得到土料的最大干密度较大； (C) 填土的塑限增加，最优含水量减小；击实功增加，最优含水量增加。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）正确四、判断改错题1. 在填方工程施工中，常用土的干密度来评价填土的压实程度。2. 无论什么土，都具有可塑性。3. 用塑性指数IP可以对土进行分类。4. 相对密实度Dr主要用于比较不同砂土的密实度大小。5. 砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的。1. P。2. ，

21、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. 粉土的塑性指数IP小于或等于10、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。7. 甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量一定高于乙土的含水量。8. 土在最优含水量时，压实密度最大，同一种土的压实能量越大，最优含水量越大。9. 两种不同的粘性土，其天然含水量相同，则其软硬程度相同。10.地下水位上升时，在浸湿的土层中，其颗粒相对密度和孔隙比将增大。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

22、指数相同时软硬程度才相同。10. ，保持不变。五、 计算题1. 有一完全饱和的原状土样切满于容积为3 的环刀内，称得总质量为， 经105烘干至恒重为，已知环刀质量为，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）。1. 解：2. 某原状土样的密度为/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）。2. 解：设土颗粒体积为1 由得3. 某砂土土样的密度为/cm3 ，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

23、比和相对密度，判断该砂土的密实度。3. 解：由因为1/3所以该砂土的密实度为中密。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。4.解：由 得因为10IP=1617,该粘性土应定名为粉质粘土；因为0.75IL=0.811.0,所以该粘性土的状态为软塑。5.经测定，某地下水位以下砂层的饱和密度为/cm3，土粒相对密度为2.66，最大干密度为/cm3，最小干密度为/cm3，试判断该砂土的密实程度。5.解：由得因为2/3所以该砂土的密实度为密实。6.已知某土

24、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10m3该土体需加水多少？6.解：由得 由，且，得当时，当时，故应加水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？7.解：由得，土粒体积，土粒相对密度为ds=2.69，求孔隙比e和干重度gd；当孔隙被水充满时，求饱和重度gsat和含水量w。8. 解：/cm3，土粒相对密度为2.66，颗粒分析试验表明，该土大于的颗粒占总质量的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

25、水量为18%时达到饱和，问该土此时的干密度是多少？9.解：设V=1m3，则 粗颗粒质量 细颗粒质量 粗颗粒体积 粗颗粒孔隙体积 细颗粒土的干密度 压实后的孔隙比10. 某一施工现场需要填土，基坑的体积为2000 m3，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/m3 。(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)10.解：（1） （2）填土场 取土场（）洒多少水11.某饱和土样含水

26、量为38.2%，密度为1.85 t/m3，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？11. 解： 粉质粘土加水前 可塑状态加水后 流塑状态12. 某饱和土的饱和密度为1.85 t/m3，含水量为37.04%，试求其土粒相对密度和孔隙比。12. 解：联立求解，得13.已知一土样天然密度为1.8 t/m3，干密度为1.3 t/m3，饱和重度为20 kN/m3，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？13. 解：需加水 1m3的石块，孔隙比e=0，

27、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？14. 解：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。15. 解：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)16. 解：由 得 由 得 需加水 第3章 土的渗透性及渗流 一、 简答题1. 试解释起始水力梯度产生的原因。【答】起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度0(或者说为了克服吸着水的粘滞阻力)，使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。也就是说，只要

28、有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲，起始水力梯度I0是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度0的水力梯度。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

29、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。3. 为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别？ 3. 【答】室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于试验装置和试验条件等有关，即就是和渗透系数的影响因素有关，详见上一题。4. 拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场？【答】当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时，这种渗流称为稳定渗流，而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。5

30、. 为什么流线与等势线总是正交的？【答】在稳定渗流场中，取一微单元体，并假定水体不可压缩，则根据水流连续原理，单位时间内流入和流出微元体的水量应相等，即dqe=dq0。从而得到：即为二维渗流连续方程，从中由数学知识，可知流线和等势线正交。6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系？6. 【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。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

31、导致土体内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，也可在土体内部；（3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。7. 渗透力都会引起哪些破坏？7. 【答】渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。二、 填空题2.影响渗透系数的主要因素有： 、 、 、 、 、3.一般来讲，室内渗透试验有两种，即