材料计算题.pdf

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1、1/9 1、做击实试验进行备料，已知土的天然含水量为 3.5%，今预制备试样干质量为1800g，含水量分别为 9%、11%、13%、15%、17%的湿土样，则每个试样称取多少湿土？湿土内应加多少水？解：湿土为：1800（1+3.5%）=1863g 分别加水为：1800（9%-3.5%）=99g 1800（11%-3.5%）=135g 1800（13%-3.5%）=171g 1800（15%-3.5%）=207g 1800（17%-3.5%）=243g 2、已知某土土颗粒容重3/5.26cmKNs，含水量%23w，土的容重3/47.18cmKN，求该土饱和容重sat及饱和度rS。设总体积为 1，

2、解题示意图如 总质量为：18.47KN 08.0 土粒重量为：15.02KN 水的重量为：3.45KN 1 35.0 土粒体积为：0.57 水的体积为：0.35 饱和容重：3/23.1902.1581.943.0cmKNsat 57.0 饱和度为：81.043.0/35.0/VWrVVS 3、土的 CBR 值试验时，泡水测膨胀量结果表 1，试填表计算试件的膨胀量及吸水量？试件编号 1 2 3 泡水前试件高度（mm）120 120 120 泡水后试件高度（mm）128.6 136.5 133 膨胀量（%）7.167 13.75 10.83 泡水前筒+试件和质量（g）1 0 泡水后筒+试件和质量（

3、g）1 90 吸水量（g）630 600 600 4、用比重瓶法测土的相对密度时，做两次平行试验，结果如表 2，试填表计算土的相对密度？两次平行试验结果 液体相对密度 干 土 质 量（g）瓶、液体总质量（g）瓶、液体、总质量（g）相对密度 平均值 0.999 14.945 134.714 144.225 2.746 2.744 0.999 14.940 134.696 144.191 2.741 2/9 5、一组 6 块石灰岩石料的饱水单轴抗压强度试验结果分别为：214.5KN、215.6KN、195.2KN、197.5KN、199.4KN、205.0KN。试件采用边长为 50mm 的标准立方

4、体试件。试计算试验结果，并分析该石灰岩能否用于配置 C30 的水泥混凝土？石灰岩石料的单轴抗压强度试验结果计算如下表：试样编号 试件处理方式 试样尺寸（mm）试件截面积（mm2）极 限 荷 载（KN）抗 压 强 度（MPa）平均抗压强度（MPa）长 宽 高 1 饱水 5 4.5 85.8 81.8 2 5 4.6 86.2 3 5 5.2 78.1 4 5 7.5 79.0 5 5 9.4 79.8 6 5 5.0 82.0 按现行标准规定，岩石抗压强度与混凝土强度之比不应小于 1：5.且沉积岩不宜小于30MPa。该碎石可以用于混凝土。6、某工地进行了一批配置水泥混凝土的砂样，现取样进行筛分试

5、验，筛分结果如表3，水泥混凝土砂的级配要求列于表 4，试计算：（1）级配的三个参数（2）细度模数，评价其粗度（3）判定该砂的工程适应性？砂的筛分结果 表 3 筛孔尺寸id（mm）4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 筛底 存留量im（g）25 35 9 水泥混凝土用砂的级配范围 表 4 级配分区 累计筛余（%）细度模数 级配区 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 粗砂（3.73.1）90100 8595 7185 3565 535 010 0 中砂（3.02.3）90100 7092 4170 1050 025 010 0 细砂（2.21.6）90

6、100 5585 1640 025 015 010 0 解：（1）计算级配三参数如下表：筛孔尺寸id（mm）4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 筛底 分级筛余百分率（%）5 7 18 28 23 14 5 累计筛余百分率（%）5 12 30 58 81 95 100 通过百分率（%）95 88 70 42 19 5 0 （2）计算细度模数：64.25100551230588195xM，该砂为中砂。（3）该砂符合区砂的级配范围要求，可以用于配置水泥混凝土。3/9 7、某工地要使用 42.5 级普通水泥，试验室取样对该水泥进行了检测，试验结果如表。42.5 普通水泥的强度标准为

7、：3d 的抗折强度不得大于 3.5MPa、抗压强度不得大于 16.0MPa；28d 的抗折强度不得大于 6.5MPa、抗压强度不得大于 42.5MPa。试分析该水泥强度是否合格。42.5 普通水泥的强度试验结果 抗折强度（MPa）抗压强度破坏荷载（KN）3d 28d 3d 28d 4.4 7.0 23.2 71.2 28.9 75.5 3.8 6.5 29.0 70.3 28.4 67.6 3.6 6.8 26.5 69.4 26.5 68.8 （1）水泥的抗折强度计算 水泥 3d 抗折强度：（4.4+3.6+3.8）/3=3.9MPa 因（4.4-3.9）/3.9=12%10%，剔除 4.4

8、 水泥 3d 抗折强度平均值=（3.6+3.8）/2=3.7MPa 水泥 28d 抗折强度平均值=（7.0+6.5+6.8）/3=6.8MPa （2）抗压强度计算 水泥 3d 抗压强度破坏荷载：（23.2+28.9+29.0+28.4+26.5+26.5）/6=27.1KN 因（27.1-23.2）/27.1=14.4%10%，剔除 23.2 水泥 3d 抗压强度破坏荷载平均值=（28.9+29.0+28.4+26.5+26.5）/5=27.9KN 水泥 3d 抗压强度=27900/1600=17.4MPa 水泥 28d 抗压强度破坏荷载：（71.2+75.5+70.3+67.6+69.4+6

9、8.8）/6=70.5KN 水泥 28d 抗压强度=70500/1600=44.1MPa 该水泥符合 42.5 普通水泥的强度要求，合格。8、某钢筋砼桥 T 梁用混凝土的设计强度等级为 C30，标准差MPa0.5，混凝土设计4/9 坍落度为 3050mm。本单位无混凝土强度回归系数统计资料，采用07.046.0ba，。可供材料：42.5 硅酸盐水泥，密度33/1010.3mKgc，水泥富于系数c取 1.13；中砂，表 观 密 度33/1065.2mKgs；碎 石 最 大 粒 径 为31.5mm，表 观 密 度33/1070.2mKgg。桥梁处于寒冷地区，要求最大水灰比限定值为 0.70，最小水

10、泥用量限定值为3/280mKg。试计算：（1）混凝土的配置强度为多大？（2）若单位用水量为3/195mKg，砂率取 33%，计算初步配合比。（3）按初步配合比在试验室试拌 30L 混凝土，实际各材料用量为多少？（计算结果精确至 0.01Kg）？解（1）计算混凝土的配置强度 MPaffkcuocu2.380.5645.130645.1，（2）计算初步配合比 计算水灰比 水泥实测强度为：MPafce0.485.4213.1 56.00.4807.046.02.380.4846.0ocebacuceafffCW，按耐久性要求允许最大水灰比为 0.70 校核，W/C=0.56 满足要求 计算单位水泥用

11、量。单位用水量3/195mKgmwo，则3/34856.0/195/mKgCWmmwoco 按耐久性要求最小水泥用量为3/280mKg校核，3/348mKgmco符合要求。计算单位砂石用量 已知混凝土砂率 333333/1070.2/1065.2/1010.3%33mKgmKgmKggscs，采用体积法计算：33100101.010001953100348127002650gososogosommmmm 解得 单位砂用量3/605mKgmso，单位碎石用量3/1227mKgmgo。初步配合比为：1227:605:195:348:gosowocommmm （3）试拌 30L 混凝土，实际各材料用

12、量为：水泥 3480.03=10.44Kg 水 1950.03=2.85Kg 砂 6050.03=18.15Kg 碎石 12270.03=36.81Kg 9、混凝土计算初步配合比为 1：1.86：3.52，水灰比为 0.51，试拌调整时工作性不满足要求，采取增加 5%水泥浆用量的措施后，工作性达到要求。试计算：5/9 （1）混凝土的基准配合比（不采用假定密度法）（2）若基准配合比即为试验室配合比，配制时 1m3混凝土需用水泥 340Kg，计算混凝土中其他材料的单位用量。（3）如施工工地砂、石含水率分别为 5%、2%，试计算现场拌制 400L 混凝土各种材料的实际用量（计算结果精确至 1Kg）解

13、：（1）调整后单位水泥用量为（1+5%）com，单位用水量为（1+5%）0.51com，单位砂用量为 1.86com，单位石用量为 3.52com（单位砂石用量可保持不变），则基准配合比为 1：1.77：3.35，W/C=0.51。（2）单位水泥用量为 340Kg，则单位用水量为 0.51340Kg=173Kg，单位砂用量为1.77340Kg=602Kg，单位石用量为 3.35340Kg=1139Kg。（3）施工配合比为：单位水泥用量为 340Kg 单位砂用量为（1+5%）602Kg=632Kg 单位石用量为（1+2%）1139Kg=1162Kg 单位水用量为 173Kg-（6025%+113

14、92%）=120Kg 现场拌制 400L 混凝土各种材料的实际用量：单位水泥用量为 0.4340Kg=136Kg 单位砂用量为 0.4632Kg=253Kg 单位石用量为 0.41162Kg=465Kg 单位水用量为 0.4120Kg=48Kg 10、某试验室试拌混凝土提出基准配合比为 1：1.78：3.63，W/C=0.55，已知单位水泥用量为 335Kg/m3，问：（1）其他各材料单位用量为多少？（2）为检验强度，采用 3 个不同的水灰比 0.50、0.55 和 0.60 制备了 3 组混凝土立方体试件，拌制混凝土时检验 3 组混凝土拌合物的工作性均合格。采用调整水灰比时用水量不变的方法，

15、问其他两组水灰比的水泥用量为多少？（3）3 组试块经 28d 标准养护，按规定方法测定其立方体抗压强度值列于表 6。已知混凝土设计强度等级为 C30，配制时强度为 38.2MPs，试分析哪组配合比最为合适？不同水灰比的混凝土强度值 组别 水灰比（W/C）28d 立方体抗压强度值28，cuf（MPa）A 0.50 45.3 B 0.55 39.1 C 0.60 34.2 解：（1）已知单位用水量为 335Kg/m3，其他各材料用量为：单位用水量为0.55335=184Kg/m3，单 位 砂 用 量 为 1.78335=596Kg/m3，单 位 石 用 量 为3.63335=1216Kg/m3。（

16、2）若 单 位 用 水 量 不 变，则 W/C=0.50 的 一 组：单 位 水 泥 用 量 为1840.50=368Kg/m3。W/C=0.60 的一组：单位水泥用量为 1840.60=307Kg/m3。（3）B 组最合适。11、某试验室试拌混凝土 15L，经调整后各材料的用量为：水泥 5.2Kg，水 2.9Kg，砂 9.6Kg，碎石 18.5Kg，实测混凝土拌合物的密度为 2362Kg/m3，经强度检验满足设计要求。试确定：6/9 （1）试验室配合比？（2）施工现场砂的含水率 4%、碎石的含水率为 1.5%，确定施工配合比？（3）水泥选用 42.5 级普通水泥，实测强度为 47.3MPa，

17、施工时直接将试验室配合比误用作施工配合比，试分析对混凝土强度有何影响？解：（1）水泥 5.20.015=347Kg 水 2.90.015=193Kg 砂 9.60.015=640Kg 碎石 18.50.015=1233Kg 混凝土计算密度=347+193+640+1233=2413Kg/m3，%2%2.22362/24132362：校正系数=2362/2413=0.98；试验室配合比为水泥：水：砂：碎石=340：189：627：1208。（2）计算施工配合比：水泥=340Kg/m3 砂=627（1+4%）=652Kg/m3 碎石=1208（1+1.5%）=1226Kg/m3 水=189-（62

18、74%+12081.5%）=146Kg/m3 （3）试验室 W/C=189/340=0.56，错误的施工 W/C=（189+6274%+12081.5%）/340=0.68，按强度理论计算：MPaWCffbceacu3.37)07.056.0/1(3.4746.0)/(28，因为：%23.18%1003.375.303.37，所以强度下降 18.23%。12、现场抽检混凝土施工质量，取混凝土试样制备一组标准立方体试件，经 28d 标准养护，测得混凝土破坏荷载分别为 660KN，682KN，668KN。假定混凝土的强度标准差为 3.6MPa，试确定混凝土的抗压强度标准值，并分析该混凝土的强度等级

19、应为多大？解：混凝土破坏荷载平均值为（660+682+668）/3=670KN；混凝土抗压强度为 670000/150150=29.8MPa；混凝土的抗压强度标准值MPaffcukcu9.236.3645.18.29645.128，；分析确定该混凝土强度等级为 C20 13、某公路沥青路面上面层采用 AC13 型细粒式沥青混凝土，经过马歇尔试验，将试验结果及结果分析汇总于表 7，试确定最佳沥青用量？马歇尔试验结果及分析汇总表 试件油石比技术指标 7/9 编号（%）毛体积密度f（g/cm3）空隙率 VV（%）矿料间隙率 VMA（%）沥青饱和度 VFA（%）稳定性MS（KN）流 值 FL（mm）1

20、 2 3 4 5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 2.328 2.346 2.354 2.353 2.348 5.8 4.7 3.6 2.9 2.5 15.6 15.4 15.3 15.7 16.4 62.5 69.8 77.5 80.2 83.5 8.7 9.7 10.6 10.3 8.5 2.1 2.3 2.5 2.8 3.7 技术指标 36 不小于 13 6575 8 1.54 相应参数 maxf VV=4.5%4.6 5.2 绘制关系曲线确定的相应于上述参数的沥青混合料（%）5.2 4.7 4.6 5.2 分别满足各项技术指标要求的沥青用量范围（%）4.05.4 4.34.9

21、4.06.0 4.06.0 解：（1）确定最佳油石比 初始值%9.44/%6.4%7.4%2.5%2.51OAC；同时满足各项技术指标要求的公共油石比范围：%9.4%3.4maxminOACOAC；初始值%6.42/%9.4%3.42OAC；综合确定最佳油石比%8.42/%6.4%9.4OAC。（2）最佳沥青用量为%6.4%1008.41008.4。14、中粒式 AC16 普通沥青混合料的车辙试验记录如表，试计算动稳定度，并分析是否满足 13 气候区沥青路面的车辙要求？AC16 普通沥青混合料车辙试验记录表 试验温度 60C0 轮压 0.7MPa 试件密度 2.428g/cm3 试验尺寸 30

22、0mm300mm空隙率 4.0%制作方法 轮碾法 8/9 50mm 试件编号 时间1t（mm）时间2t（mm）1t时的变形量1d（mm）2t时的变形量2d（mm）试验轮往返碾压速度（次/min）试验机系数1C 试验机系数2C 动稳定度 DS（次/min）1 45 60 5.22 5.73 42 1 1 1235 1246 2 45 60 5.79 6.27 42 1 1 1313 3 45 60 6.23 6.76 42 1 1 1189 备注：动稳定变异系数为 5、0%13 气候区属于夏炎热冬冷去，普通沥青混合料的动稳定度应不小于 1000 次/mm，该试验结果满足要求。15、某段高速公路底

23、基层水泥稳定土配合比设计，成型 5 组试件，水泥用量分别为：3%、4%、5%、6%、7%，其每组试件强度测定值如表，试选定该水泥稳定土的配合比（设计强度MPaRd5.1）？解：计算各剂量平均强度及偏差系数分别如下：水泥用量为 3%时，平均%1694.0/15.094.0vCR，。水泥用量为 4%时，平均%0.65.1/09.050.1vCR，。水泥用量为 5%时，平均%5.668.1/11.068.1vCR，。水泥用量为 6%时，平均%4.972.1/16.072.1vCR，。水泥用量为 7%时，平均%2.1098.1/20.098.1vCR，。评定标准如下：水泥用量为 3%时，04.2645

24、.11/vdCR。水泥用量为 4%时，66.1645.11/vdCR。水泥用量为 5%时，66.1645.11/vdCR。水泥用量为 6%时，77.1645.11/vdCR。水泥用量为 7%时，80.1645.11/vdCR。水泥用量为 5%时，平均强度：68.1645.11/vdCRR。水泥用量为 7%时，平均强度：80.1645.11/98.1vdCRR。综合考虑，取 5%水泥用量。考虑工地情况，应增加水泥用量 0.5%1.9%。16、某试验室为一高速公路设计二灰稳定细粒土的配合比，制备了下列样品：干消石灰 3Kg，粉煤灰 5Kg、含水量 25%，土样 20Kg、含水量 8%，试验用水位饮

25、用水。已知：经击实试验得到最大干密度为 1.68g/cm3，最佳含水量为 18%，拟设计一组质量为石灰：粉煤灰：土=10：14：76 的强度试件，试计算每个试件的称料质量及各材料用量？解：石灰：3Kg；粉煤灰：5/（1+0.25）=4Kg；土样：20/（1+0.08）=18.52Kg。9/9 压实度 95%，得：单个试件的湿质量 gkwVmdd80.184%95%18155.214.368.112 单个试件的干质量g6.156%18180.184 各材料用量如下：石灰：156.610%=15.7g 粉煤灰：156.614%（1+25%）=27.4g 土：156.676%（1+8%）=128.6

26、g 加水：156.618%-（156.614%25%+156.676%8%）=13.2g 17、桥梁混凝土欲使用20热轧带肋钢筋，试验室取样进行该钢筋的拉伸性能试验，试验结果记录如表。20级热轧带肋钢筋拉伸性能指标要求为：屈服点不小于 335MPa、抗拉强度不小于 510MPa、拉伸率不小于 16%。试计算分析该钢筋能否用于桥梁混凝土结构？钢筋拉伸试验记录 试验次数 公称粒径（mm）试件原始标距0L（mm）试验断后标距1L（mm）屈服力 Fs（N）最大拉力Fb（N）1 2 63 2 2 62 解：钢筋计算指标如下表：试验次数 公 称直 径（mm）试件原始标距0L（mm）屈服点 抗拉强度 伸长率 屈服力Fs（N）屈服点力s（MPa）最大拉力Fb（N）抗 拉 强 度b（MPa）试验断后标距1L（mm）伸长率（%）1 2 37.5 163 520 517.5 130 30.0 30.5 2 2 62 515 130 31.0