1、第1章土的組成 第1章 土的組成一、 簡答題1. 什么是土的顆粒級配？什么是土的顆粒級配曲線？1.【答】土粒的大小及其組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量（各粒組占土?？偭康陌俜謹?shù)）來表示，稱為土的顆粒級配（粒度成分）。根據(jù)顆分試驗成果繪制的曲線（采用對數(shù)坐標表示，橫坐標為粒徑，縱坐標為小于（或大于）某粒徑的土重（累計百分）含量）稱為顆粒級配曲線，它的坡度可以大致判斷土的均勻程度或級配是否良好。2. 土中水按性質(zhì)可以分為哪幾類？3. 土是怎樣生成的？有何工程特點？ 【答】土是連續(xù)、堅固的巖石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒，經(jīng)過不同的搬運方式，在各種自然環(huán)境中生成的沉積物。與一般建筑材料相比

2、，土具有三個重要特點：散粒性、多相性、自然變異性。4. 什么是土的結(jié)構(gòu)？其基本類型是什么？簡述每種結(jié)構(gòu)土體的特點?！敬稹客恋慕Y(jié)構(gòu)是指由土粒單元大小、礦物成分、形狀、相互排列及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，土中水的性質(zhì)及孔隙特征等因素形成的綜合特征。基本類型一般分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)（粒徑0.0750.005mm）、絮狀結(jié)構(gòu)（粒徑10 的土稱為級配良好的土，把cu5 的土稱為級配均勻的土，其中評價指標叫不均勻系數(shù) 。3.不同分化作用產(chǎn)生不同的土，分化作用有 物理風化 、化學風化 、生物風化 。4. 粘土礦物基本上是由兩種原子層(稱為晶片)構(gòu)成的，一種是硅片 ，它的基本單元是si0四面體，另一種是鋁片 ，它的基本單元

3、是a1oh八面體。5. 不均勻系數(shù)cu、曲率系數(shù)cc 的表達式為cud60 / d10、cccc = d230 / (d60 d10 )。6. 砂類土樣級配曲線能同時滿足cu 5及cc = 13的土才能稱為級配良好的土。7. 土是巖石風化 的產(chǎn)物，是各種礦物顆粒的集合體。土與其它連續(xù)固體介質(zhì)相區(qū)別的最主要特征就是它的散粒性 和多相性 。8. 土力學是利用力學 一般原理和土工測試 技術(shù)來研究土的物理性質(zhì)以及在所受外力發(fā)生變化時的應(yīng)力、變形、強度、穩(wěn)定性和滲透性及其規(guī)律一門科學。9.最常用的顆粒分析方法有篩分 法和水分 法。10. 著名土力學家太沙基 的土力學專著問世，標志著現(xiàn)代土力學的開始。三、

4、 選擇題1在毛細帶范圍內(nèi)，土顆粒會受到一個附加應(yīng)力。這種附加應(yīng)力性質(zhì)主要表現(xiàn)為(c ) (a)浮力； (b)張力； (c)壓力。2對粘性土性質(zhì)影響最大的是土中的(c )。(a)強結(jié)合水； (b)弱結(jié)合水； (c)自由水； (d)毛細水。3土中所含“不能傳遞靜水壓力，但水膜可緩慢轉(zhuǎn)移從而使土具有一定的可塑性的水，稱為( d)。(a)結(jié)合水； (b)自由水； (c)強結(jié)合水； (d)弱結(jié)合水。4下列粘土礦物中，親水性最強的是( c)。（2005年注冊土木工程師（巖土）職業(yè)資格考試題，三峽大學2006年研究生入學考試試題）(a)高嶺石； (b)伊里石； (c)蒙脫石； (d)方解石。5.毛細水的上升

5、，主要是水受到下述何種力的作用？(c )(a)粘土顆粒電場引力作用； (b)孔隙水壓力差的作用(c)水與空氣交界面處的表面張力作用。6.土的可塑性范圍與比表面大小有關(guān)，下列說法正確的是（a ） (a)粘土的比表面比砂土大，所以可塑性范圍大 (b)粘土的比表面比砂土小，所以可塑性范圍大 (c)粘土的比表面與砂土相似，顆粒細，故可塑性范圍大7.圖粒大小及級配，通常用顆粒級配曲線表示，土的顆粒級配曲線越平緩，則表示（c ）。(a)土粒大小均勻，級配良好；(b) 土粒大小不均勻，級配不良；(c) 土粒大小不均勻，級配良好。8.由某土顆粒級配曲線獲得d60=12.5mm，d10=0.03mm，則該土的不

6、均勻系數(shù)cu為（a ）。(a)416.7； (b)4167； (c)2.410-3； (d)12.53。9若甲、乙兩種土的不均勻系數(shù)相同，則兩種土的（d ）。(a)顆粒級配累計曲線相同； (b)有效粒徑相同； (c)限定粒徑相同； (d) 限定粒徑與有效粒徑之比相同。10.在工程上，對于粒徑分別大于0.075mm及小于0.075mm的土，采用的顆粒級配試驗方法為（ c）。(a)均為篩分法；(b)均為水分法；(c)前者為篩分法后者為水分法。 11.毛細水上升高度決定于土粒粒度，下列哪種土毛細水上升高度最大（b ）。(a)粘性土； (b)粉土； (c)砂土。 12若將1cm3立方體顆粒分割為棱邊0

7、.001mm的許多立方體顆粒，則比表面變?yōu)椋╞ ）。(a)6102cm2； (b) 6104cm-1； (c) 6104。13.稍濕狀態(tài)的砂堆，能保持垂直陡壁達幾十厘米高不塌落，因為存在（d）。(a)拉力； (b)浮力； (c) 重力； (d) 毛細粘聚力。14.具有更好的分選性和磨圓度的土是（d ）。(a)殘積土； (b)坡積土； (c) 洪積土； (d) 沖積土。15. 雨雪水流的地質(zhì)作用將高處巖石風化產(chǎn)物緩慢地洗刷剝蝕，順著斜坡向下逐漸移動，沉積在平緩的坡腳，這種搬運和堆積方式形成的土稱為(d )。（a）殘積土 （b）坡積土 （c）洪積土 （d）沖積土16.下圖1-1為某砂土的顆粒級配曲

8、線，是判斷屬于下列（d ）類。圖1-1(a)a線級配良好，b線級配不良，c線級配不連續(xù)； (b) a線級配不連續(xù)，b線級配良好，c線級配良好； (c) a線級配不連續(xù)，b線級配不良，c線級配良好； (d) a線級配不良，b線級配良好，c線級配不連續(xù)。四、 判斷改錯題1. 結(jié)合水是液態(tài)水的一種，故能傳遞靜水壓力。，不能傳遞靜水壓力2. 風積土是巖石經(jīng)物理和化學風化的產(chǎn)物。，由風力搬運形成的土。3. 土的結(jié)構(gòu)最主要的特征是成層性。，結(jié)構(gòu)改為構(gòu)造。五、 計算題1. 甲乙兩土樣的顆粒分析結(jié)果列于下表，試繪制級配曲線，并確定不均勻系數(shù)以及評價級配均勻情況。粒徑/mm20.50.50.250.250.10

9、.10.050.050.020.020.010.010.0050.0050.0020.002相 對含量（%）甲土24.314.220.214.810.56.04.12.93.0乙土5.05.017.132.918.612.49.0解：甲土顆粒級配曲線如下：孔徑(mm)留篩土質(zhì)量（g）小于該孔徑的土質(zhì)量(g)小于該孔徑的土的百分數(shù)%201001000.524.375.775.70.2514.261.561.50.120.241.341.30.0514.826.526.50.0210.516160.016.010100.0054.15.95.90.0022.93310 粒度分布范圍較大，土粒越不均

10、勻，級配良好。乙土顆粒級配曲線如下：孔徑(mm)留篩土質(zhì)量（g）小于該孔徑的土質(zhì)量(g)小于該孔徑的土的百分數(shù)%201001000.501001000.25051001000.1595950.05590900.0217.172.972.90.0132.940400.00518.621.421.40.00212.499w乙，但sr甲不一定大于sr乙。因為sr=wds/e，它不僅與含水量w有關(guān)，還與ds、e有關(guān)。3. 什么是塑限、液限和縮限？什么是液性指數(shù)、塑性指數(shù)？【答】（1）液限wl：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）塑限wp: 塑限定義為土樣從塑性進入半堅硬狀態(tài)的界限含水量

11、。（3）縮限ws: 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 = wlwp（5）液性指數(shù)：4. 塑性指數(shù)對地基土性質(zhì)有何影向？【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。ip是粘性土的分類標準。ip17為粘性土，10 ip 17為粉質(zhì)粘土5. 什么是土的凍脹性？產(chǎn)生機理是什么？【答】（1）當?shù)貙訙囟冉抵亮銛z氏度以下，土中水凍結(jié)形成凍土。某些細粘粒土在凍結(jié)時，體積發(fā)生膨脹，即凍脹現(xiàn)象。（2）產(chǎn)生機理是由于土層在結(jié)冰時，周圍未凍區(qū)土中的水

12、分向凍結(jié)區(qū)遷移積聚的結(jié)果。6. 說明細粒土分類塑性圖的優(yōu)點。【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. 按規(guī)范如何對建筑地基巖土進行分類？【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。8. 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？【答】相對密度大的，飽和度小。因為：由此看出：ds大的，sr就小。9. 簡述用孔隙比e、相對密實度dr判別砂土密實度的

13、優(yōu)缺點?！敬稹浚?）用e判斷砂土的密實度的優(yōu)點：應(yīng)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emin因人而異，難以獲得較為科學的數(shù)據(jù)。10. 簡述野外判別碎石土密實度方法？【答】野外判別碎石土密實度的方法：根據(jù)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. 什么是土的靈敏度和觸變性？試述在工程中的應(yīng)用?！敬稹浚?）土的靈敏度定義為原狀土強度與擾動土強度之比，即： st= 原狀土強度擾動土強

14、度。土的強度通常采用無側(cè)限抗壓強度試驗測定，即：。土的靈敏度愈高，其結(jié)構(gòu)性愈強，受擾動后土的強度降低就愈多。所以在基礎(chǔ)施工中應(yīng)注意保護基槽，盡量減少土結(jié)構(gòu)的擾動。（2）飽和粘性土的結(jié)構(gòu)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(zhì)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(cè)土的結(jié)構(gòu)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. 說明下圖2-1中各圖的橫縱坐標，同時標出單位。（b）擊實曲線（c）塑性圖 （a）級配曲線圖2-113.影響土壓實性的主要因素什

15、么？【答】含水量、擊實能量、土的顆粒級配、試驗條件。14.什么是最優(yōu)含水量和最大干密度？【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wop表示；相對應(yīng)的干密度叫最大干密度，用rdmax表示。15.為什么含水量wwop時，rd隨w增加而減??？【答】因為含水量小于最優(yōu)含水量wop時，土中水主要是強結(jié)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(jié)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wop出現(xiàn)了自由水，擊實時水不易立即排除，阻止土?？拷?，

16、壓實效果下降，干密度又下降。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）【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.影響土擊實效果的因素有哪些？【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. 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）【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(guān)系非常密切。同一種粘性土隨其含水量的

17、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，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粘性土中含水量不同，可分別處于固態(tài) 、半固態(tài) 、可塑態(tài)、流動態(tài) 、四種不同的狀態(tài)。其界限含水量依次是縮限 、塑限 、液限 。2.對砂土密實度的判別一般采用以下三種方法孔隙比法 、相對密度法 、標準灌入法 。3.土的天然密度、土粒相對密度、含水量由室內(nèi)試驗直

18、接測定，其測定方法分別是環(huán)刀法 、比重瓶法 、烘干法 。4. 粘性土的不同狀態(tài)的分界含水量液限、塑限、縮限分別用錐式液限儀 、搓條法 、收縮皿法 測定。5. 土的觸變性是指 粘性土的結(jié)構(gòu)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(zhì)。6. 土的靈敏度越高，其結(jié)構(gòu)性越強，受擾動后土的強度降低越多 。7. 作為建筑地基的土，可分為巖石、碎石土砂土、粉土 、粘性土和人工填土。8. 碎石土是指粒徑大于2 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體積 與孔隙總體積 之比。10. 液性指數(shù)是用來衡量粘性土的軟硬 狀態(tài)。三、選擇題1作為填土工程的土料，壓

19、實效果與不均勻系數(shù)cu的關(guān)系：(a ) （a）cu大比cu小好 (b) cu小比cu大好 (c) cu與壓實效果無關(guān)2.有三個同一種類土樣，它們的含水率都相同，但是飽和度sr不同，飽和度sr越大的土，其壓縮性有何變化？(b ) (a)壓縮性越大 (b) 壓縮性越小 (c) 壓縮性不變3.有一非飽和土樣，在荷載作用下，飽和度由80%增加至95%。試問土樣的重度和含水率怎樣改變？(a ) (a)增加，減小 (b) 不變，不變 (c)增加，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？(c ) (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

20、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e0.303，最大孔隙比emax0.762，最小孔隙比emin0.114，則該砂土處于(a )狀態(tài)。（a）密實 （b） 中密 (c)松散 （d）稍密6已知某種土的密度1.8g/cm3，土粒相對密度ds2.70，土的含水量w18.0，則每立方土體中氣相體積為(c )(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(nèi)試驗測定的是（b）。(a)ds，w,e； (b) ds，w, ； (c) ds，e, ； (d) ，w, e。8.有若干種粘性土，它們的

21、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（c ）。（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（c ）。（湖北工業(yè)大學2005年攻讀碩士學位研究生入學考試）(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rdmax，最優(yōu)含水量wop，壓實度lc； (c)天然含水量w，塑限wp，液限wl。10.對無粘性土的工程性質(zhì)影響最大的因素是（b ）。(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

22、實度一般用哪一種試驗方法測定（c ）。(a)載荷試驗； (b)十字板剪切試驗； (c)標準貫入試驗； (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)（ b）。(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（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。14.淤泥屬于（b ）。(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（c）。（a）土粒比表面積越??； （b）土粒吸附能力越弱； （c）土的可塑范圍越大； （d）粘粒、膠粒、粘土

23、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）。（a）； （b）； （c）； （d）。17. 已知甲、乙兩土樣物理性質(zhì)指標如表2-1：表2-1土樣/%/%/%甲3220372.721.0乙2316272.661.0判斷下列結(jié)論中，正確的是（a ）。（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 ）。（a）時，粘性土處于堅硬狀態(tài)；（b）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(guān)粘性土的敘述正確的是（ b）。（a）粘性土是

24、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（a ）。(2004年巖土工程師專業(yè)考試試題)（a）粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的為粉砂，不足50%且塑性指數(shù)ip10的為粉土；（b）粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的為粉砂，不足50%且塑性指數(shù)ip3的為粉土； （c）粒徑大于0.1mm的顆粒質(zhì)量少于總質(zhì)量75%的為粉砂，不足75%且塑性指數(shù)ip3的為粉土； （d）粒徑大于0.1mm的顆粒質(zhì)量少于總

25、質(zhì)量75%的為粉砂，不足75%且塑性指數(shù)ip7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w1=14%，飽和度sr=90%；填料重度r=15.5kn/m3，天然含水量w0=10%，相對密度gs=2.72，此時需要填料的方量最接近下列（b ）。(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(guān)于路堤堤防填土壓實的說法中，（c ）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(jīng)濟的壓實效果及最大干密度； (b) 最優(yōu)含水率取決于土類，

26、與進行擊實試驗儀器的類型及試驗方法無關(guān)； (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(zhì)粘土作填土土料修筑告速公路路基，分層鋪土碾壓時，下列（b ）種含水率現(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（c ）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(yīng)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

27、； (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。p2. 無論什么土，都具有可塑性。，無粘性土不具有可塑性3. 用塑性指數(shù)ip可以對土進行分類，對粉土和粘性土分類。4. 相對密實度dr主要用于比較不同砂土的密實度大小。，是反映砂土本身的密實程度。5. 砂土的分類是按顆粒級配及其形狀進行的。，去掉“及其形狀”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。，將“55%”改為“50%”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。，二者

28、沒有必然聯(lián)系。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。，同一種土的壓實能量越大，最優(yōu)含水量越小。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。，液性指數(shù)相同時軟硬程度才相同。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。，保持不變。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(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g， 經(jīng)105烘干至恒重為61.28g，已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g，土粒相對密度（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）。解： 2. 某原狀

29、土樣的密度為1.85g/cm 3、含水量為34%、土粒相對密度為2.71，試求該土樣的解：飽和密度、有效密度和有效重度（先導得公式然后求解）。設(shè)土顆粒體積為1 由得 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。 解：由 因為1/3所以該砂土的密實度為中密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)和液性指數(shù)分別定出該粘性土的分類名稱和軟硬狀態(tài)。4.解：由

30、得 因為10ip=1617,該粘性土應(yīng)定名為粉質(zhì)粘土；因為0.75il=0.811.0,所以該粘性土的狀態(tài)為軟塑。5.經(jīng)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。解：由得因為2/3所以該砂土的密實度為密實。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？解：由得 由，且，得 當時，當時，故應(yīng)加水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

31、土樣中應(yīng)加多少水？解：由得 8.某土樣孔隙體積，土粒體積，土粒相對密度為ds=2.69，求孔隙比e和干重度gd；當孔隙被水充滿時，求飽和重度gsat和含水量w。解： 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，該土大于0.5mm的顆粒占總質(zhì)量的25%。假設(shè)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(jīng)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(jīng)勘察土的相對密度為2.70,含水量為15%,孔隙比為0.6

32、0。要求填土的含水量為17%,干重度為17.6 kn/m3 。(1) 取土場的重度、干重度和飽和度是多少？(2) 應(yīng)從取土場開采多少方土?(3) 碾壓時應(yīng)灑多少水?填土的孔隙比是多少? (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/m3，塑限為27.5%，液限為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(yīng)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/m

33、3，飽和重度為20 kn/m3，試問在1t天然狀態(tài)土中，水和干土的質(zhì)量各是多少？若使這些土改變成飽和狀態(tài)，則需加水多少？14.設(shè)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)第3章 土的滲透性及滲流 一、 簡答題1. 試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因?！敬稹科鹗妓μ荻犬a(chǎn)生的原因是，為了克服薄膜水的抗

34、剪強度0(或者說為了克服吸著水的粘滯阻力)，使之發(fā)生流動所必須具有的臨界水力梯度度。也就是說，只要有水力坡度，薄膜水就會發(fā)生運動，只是當實際的水力坡度小于起始水力梯度時，薄膜水的滲透速度v非常小，只有憑借精密儀器才能觀測到。因此嚴格的講，起始水力梯度i0是指薄膜水發(fā)生明顯滲流時用以克服其抗剪強度0的水力梯度。2. 簡述影響土的滲透性的因素主要有哪些。【答】（1）土的粒度成分及礦物成分。土的顆粒大小、形狀及級配，影響土中孔隙大小及其形狀，因而影響土的滲透性。土顆粒越粗，越渾圓、越均勻時，滲透性就大。砂土中含有較多粉土及粘土顆粒時，其滲透系數(shù)就大大降低。（2）結(jié)合水膜厚度。粘性土中若土粒的結(jié)合水膜

35、厚度較厚時，會阻塞土的孔隙，降低土的滲透性。 （3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。天然土層通常不是各向同性的，在滲透性方面往往也是如此。如黃土具有豎直方向的大孔隙，所以豎直方向的滲透系數(shù)要比水平方向大得多。層狀粘土常夾有薄的粉砂層，它在水平方向的滲透系數(shù)要比豎直方向大得多。（4）水的粘滯度。水在土中的滲流速度與水的容重及粘滯度有關(guān)，從而也影響到土的滲透性。3. 為什么室內(nèi)滲透試驗與現(xiàn)場測試得出的滲透系數(shù)有較大差別？ 【答】室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗滲透系數(shù)有較大差別，主要在于試驗裝置和試驗條件等有關(guān)，即就是和滲透系數(shù)的影響因素有關(guān)，詳見上一題。4. 拉普拉斯方程適應(yīng)于什么條件的滲流場？【答】當滲流場中水頭及流速等滲流

36、要素不隨時間改變時，這種滲流稱為穩(wěn)定滲流，而拉普拉斯方程是指適用于平面穩(wěn)定滲流的基本方程。5. 為什么流線與等勢線總是正交的？【答】在穩(wěn)定滲流場中，取一微單元體，并假定水體不可壓縮，則根據(jù)水流連續(xù)原理，單位時間內(nèi)流入和流出微元體的水量應(yīng)相等，即dqe=dq0。從而得到：即為二維滲流連續(xù)方程，從中由數(shù)學知識，可知流線和等勢線正交。6. 流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系？【答】在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零時，顆粒群發(fā)生懸浮、移動的現(xiàn)象稱為流砂(土)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級配均勻的飽和細、粉砂和粉土層中，一般具有突發(fā)性、對工程危害大。在水流滲透作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動

37、，以至流失；隨著土的孔隙不斷擴大，滲流速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水逐漸帶走，最終導致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。它多發(fā)生在砂性土中，且顆粒大小差別大，往往缺少某種粒徑，其破壞有個時間發(fā)展過程，是一種漸進性質(zhì)破壞。具體地再說，管涌和流砂的區(qū)別是：（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界水力梯度，而管涌發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下；（2）流砂發(fā)生的部位在滲流逸出處，而管涌發(fā)生的部位可在滲流逸出處，也可在土體內(nèi)部；（3）流砂發(fā)生在水流方向向上，而管涌沒有限制。7. 滲透力都會引起哪些破壞？【答】滲流引起的滲透破壞問題主要有兩大類：一是由于滲流力的作用，使土體顆粒流

38、失或局部土體產(chǎn)生移動，導致土體變形甚至失穩(wěn)；二是由于滲流作用，使水壓力或浮力發(fā)生變化，導致土體和結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)。前者主要表現(xiàn)為流砂和管涌，后者主要則表現(xiàn)為岸坡滑動或擋土墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。二、 填空題1.土體具有被液體透過的性質(zhì)稱為土的滲透性或透水性。2影響滲透系數(shù)的主要因素有：土的粒度成分及礦物成分、土的密實度、土的飽和度、土的結(jié)構(gòu)、土的構(gòu)造、水的溫度3.一般來講，室內(nèi)滲透試驗有兩種，即常水頭法、變水頭法4.滲流破壞主要有流砂 和管涌 兩種基本形式。5.達西定律只適用于層流 的情況，而反映土的透水性的比例系數(shù)，稱之為土的 滲透系數(shù)。三、 選擇題1.反應(yīng)土透水性質(zhì)的指標是（d ）。a.不均勻系數(shù)

39、b.相對密實度c.壓縮系數(shù) d.滲透系數(shù)2.下列有關(guān)流土與管涌的概念，正確的說法是（c ）。a發(fā)生流土時，水流向上滲流；發(fā)生管涌時，水流向下滲流b.流土多發(fā)生在黏性土中，而管涌多發(fā)生在無黏性土中c.流土屬突發(fā)性破壞，管涌屬漸進式破壞d.流土屬滲流破壞，管涌不屬滲流破壞3.土透水性的強弱可用土的哪一項指標來反映？（d ）a.壓縮系數(shù) b.固結(jié)系數(shù)c.壓縮模量 d.滲透系數(shù)4.發(fā)生在地基中的下列現(xiàn)象，哪一種不屬于滲透變形？（a ）a.坑底隆起 b.流土 c.砂沸 d.流砂5.下屬關(guān)于滲流力的描述不正確的是（d ）。a.其數(shù)值與水力梯度成正比，其方向與滲流方向一致b.是一種體積力，其量綱與重度的量綱

40、相同c.流網(wǎng)中等勢線越密集的區(qū)域，其滲流力也越大d.滲流力的存在對土體穩(wěn)定總是不利的6.下列哪一種土樣更容易發(fā)生流砂？（b ）a.砂礫或粗砂 b.細砂或粉砂c.粉質(zhì)黏土 d.黏土7.成層土水平方向的等效滲透系數(shù)與垂直方向的等效滲透系數(shù)的關(guān)系是（a ）。a. b.= c.8. 在滲流場中某點的滲流力（ a ）。a.隨水力梯度增加而增加 b.隨水利力梯度增加而減少 c.與水力梯度無關(guān)9.評價下列說法的正誤。（d ）土的滲透系數(shù)越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大；任何一種土，只要水力梯度足夠大，就有可能發(fā)生流土和管涌；土中任一點滲流力的大小取決于該點孔隙水總水頭的大??；滲流力的大小不僅取決于

41、水力梯度，還與其方向有關(guān)。a.對 b.對 c.和對 d.全不對10.下列描述正確的是（c ）。a.流網(wǎng)中網(wǎng)格越密處，其水力梯度越小b.位于同一條等勢線上的兩點，其孔隙水壓力總是相同的c.同一流網(wǎng)中，任意兩相鄰等勢線間的勢能差相等d.滲透流速的方向為流線的法線方向11.土體滲流研究的主要問題不包括（d ）。a.滲流量問題 b.滲透變形問題c.滲流控制問題 d.地基承載力問題12.某岸邊工程場地細砂含水層的流線上a、b兩點，a點的水位標高2.5米，b點的水位標高3.0米，兩點間流線長為10米，計算兩點間的平均滲透力最接近下列（c）個值。(a)1.25kn/m3； (b)0.83 kn/m3； (c

42、) 0.50 kn/m3； (d) 0.20 kn/m3。13. 四個壩基土樣的孔隙率和細粒含量（以質(zhì)量百分率計）如下，試按水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范（gb50287-99）計算判別下列（d）選項的土的滲透變形的破壞形式屬于管涌。(a) ； (b) ；(c) ； (d) 。四、 判斷改錯題1. 繪制流網(wǎng)時必須滿足的基本條件之一是流線和等勢線必須正交。2. 達西定律中的滲透速度不是孔隙水的實際流速。3. 土的孔隙比愈大，其滲透系數(shù)也愈大。，對黏性土不成正比。4. 在流網(wǎng)圖中，流線愈密集的地方，水力坡降愈小。，改“愈小”為“愈大”5. 發(fā)生流砂時，滲流力方向與重力方向相同。，改“相同”為“相反”。6

43、. 細粒土的滲透系數(shù)測定通常采用“常水頭”試驗進行。，改“常水”頭為“降水頭”或“變水頭”。7. 繪制流網(wǎng)時，每個網(wǎng)格的長寬比沒有要求。.，每個網(wǎng)格的長寬比必須為定值。8. 在流網(wǎng)中，任意兩相鄰流線間的滲流量相等。9. 管涌發(fā)生在滲流溢出處，而流土發(fā)生的部位可以在滲流溢出處，也可以在土體內(nèi)部。，應(yīng)將管涌與流土對調(diào)五、 計算題1.如圖31所示，在恒定的總水頭差之下水自下而上透過兩個土樣，從土樣1頂面溢出。（1） 已土樣2底面cc 為基準面，求該面的總水頭和靜水頭；（2） 已知水流經(jīng)土樣2的水頭損失為總水頭差的30%，求 bb面的總水頭和靜水頭；（3） 已知土樣2的滲透系數(shù)為0.05cm/s ，求

44、單位時間內(nèi)土樣橫截面單位面積的流量；（4） 求土樣1的滲透系數(shù)。 圖31 （單位：cm） 圖33 （單位：cm）1.解：如圖3-1，本題為定水頭實驗，水自下而上流過兩個土樣，相關(guān)幾何參數(shù)列于圖中。（1）以c-c為基準面，則有：zc=0，hwc=90cm，hc=90cm（2）已知dhbc=30%dhac，而dhac由圖2-16知，為30cm，所以dhbc=30%dhac=0.330=9cm hb=hc-dhbc=90-9=81cm又 zb=30cm，故hwb=hb- zb=81-30=51cm（3）已知k2=0.05cm/s，q/a=k2i2= k2dhbc/l2=0.059/30=0.015c

45、m3/s/cm2=0.015cm/s（4） i1=dhab/l1=（dhac-dhbc）/l1=（30-9）/30=0.7，而且由連續(xù)性條件，q/a=k1i1=k2i2 k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s2.如圖32所示，在5.0m 厚的黏土層下有一砂土層厚6.0 m，其下為基巖（不透水）。為測定該沙土的滲透系數(shù)，打一鉆孔到基巖頂面并以10-2m3/s 的速率從孔中抽水。在距抽水孔15m 和30m 處各打一觀測孔穿過黏土層進入砂土層，測得孔內(nèi)穩(wěn)定水位分別在地面以下3.0m 和2.5m ，試求該砂土的滲透系數(shù)。圖32 （單位：m）2. 解：分析：如圖3-2，砂土為透水土

46、層，厚6m，上覆粘土為不透水土層，厚5m，因為粘土層不透水，所以任意位置處的過水斷面的高度均為砂土層的厚度，即6m。題目又給出了r1=15m，r2=30m，h1=8m，h2=8.5m。由達西定律的公式知，可改寫為：帶入已知條件，得到：3. 某滲透裝置如圖3-3所示。砂的滲透系數(shù)；砂的滲透系數(shù)；砂樣斷面積a=200，試問：(1)若在砂與砂分界面處安裝一測壓管，則測壓管中水面將升至右端水面以上多高？（2）砂與砂界面處的單位滲流量q多大？3. 解：(1)設(shè)所求值為，砂樣和砂樣的高度分別為和。因各斷面的滲流速度相等，故有即 (2)砂與砂界面處的單位滲流量q為： 4. 定水頭滲透試驗中，已知滲透儀直徑，在滲流直徑上的水頭損失，在60s時間內(nèi)的滲水量，求土的滲透系數(shù)。4. 解：5.設(shè)做變水頭滲透試驗的粘土式樣的截面積為,厚度為滲透儀細玻璃管的內(nèi)徑為，實驗開始時的水位差為，經(jīng)過觀察的水位差為，實驗室的水溫為20，試求式樣的滲透系數(shù)。5. 解：因為試驗時的溫度為標準溫度，故不作溫度修正。 6. 圖3-4為一板樁打入透土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深，滲透系數(shù)板樁打入土層表面以