土力學知識點及習題整理

2022-05-06 15:33:02 字數 4877 閱讀 2297

第一章土的組成

一、 簡答題

1. 什麼是土的顆粒級配?什麼是土的顆粒級配曲線?

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(各粒組占土粒總量的百分數)來表示,稱為土的顆粒級配(粒度成分)。根據顆分試驗成果繪製的曲線(採用對數座標表示,橫座標為粒徑,縱座標為小於(或大於)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. 土中水按性質可以分為哪幾類?

3. 土是怎樣生成的?有何工程特點?

土是連續、堅固的岩石在風化作用下形成的大小懸殊的顆粒,經過不同的搬運方式,在各種自然環境中生成的沉積物。與一般建築材料相比,土具有三個重要特點:散粒性、多相性、自然變異性。

4. 什麼是土的結構?其基本型別是什麼?簡述每種結構土體的特點。

土的結構是指由土粒單元大小、礦物成分、形狀、相互排列及其關聯關係,土中水的性質及孔隙特徵等因素形成的綜合特徵。基本型別一般分為單粒結構、蜂窩結(粒徑0.075~0.

005mm)、絮狀結構(粒徑<0.005mm)。

單粒結構:土的粒徑較大,彼此之間無鏈結力或只有微弱的鏈結力,土粒呈稜角狀、表面粗糙。

蜂窩結構:土的粒徑較小、顆粒間的連線力強,吸引力大於其重力,土粒停留在最初的接觸位置上不再下沉。

絮狀結構:土粒較長時間在水中懸浮,單靠自身中重力不能下沉,而是由膠體顆粒結成棉絮狀,以粒團的形式集體下沉。

5. 什麼是土的構造?其主要特徵是什麼?

土的巨集觀結構,常稱之為土的構造。是同一土層中的物質成分和顆粒大小等都相近的各部分之間的相互關係的特徵。其主要特徵是層理性、裂隙性及大孔隙等巨集觀特徵。

6. 試述強、弱結合水對土性的影響。

強結合水影響土的粘滯度、彈性和抗剪強度,弱結合水影響土的可塑性。

7. 試述毛細水的性質和對工程的影響。在那些土中毛細現象最顯著?

毛細水是存在於地下水位以上,受到水與空氣交介面處表面張力作用的自由水。土中自由水從地下水位通過土的細小通道逐漸上公升。它不僅受重力作用而且還受到表面張力的支配。

毛細水的上公升對建築物地下部分的防潮措施和地基特的浸濕及凍脹等有重要影響;在乾旱地區,地下水中的可溶鹽隨毛細水上公升後不斷蒸發,鹽分積聚於靠近地表處而形成鹽漬土。在粉土和砂土中毛細現象最顯著。

8. 土顆粒的礦物質按其成分分為哪兩類?

(1)一類是原生礦物:母岩經物理風化而成,如石英、雲母、長石;

(2)另一類是次生礦物:母岩經化學風化而成,土中次生礦物主要是粘土礦物,此外還有鋁鐵氧化物、氫氧化物和可溶鹽類等。常見的粘土礦物有蒙脫石、伊里石、高嶺石;由於粘土礦物顆粒很細,比表面積很大,所以顆粒表面具有很強的與水作用的能力,因此,土中含粘土礦物愈多,則土的粘性、塑性和脹縮性也愈大。

9. 簡述土中粒度成分與礦物成分的關係。

粗顆粒土往往是岩石經物理分化形成的原岩碎屑,是物理化學性質比較穩定的原生礦物顆粒;細小土粒主要是化學風化作用形成的次生礦物顆粒和生成過程中有機物質的介入,次生礦物的成分、性質及其與水的作用均很複雜,是細粒土具有塑性特徵的主要因素之一,對土的工程性質影響很大。

10. 粘土的活動性為什麼有很大差異?

粘土顆粒(粘粒)的礦物成分主要有粘土礦物和其他化學膠結物或有機質,而粘土礦物是很細小的扁平顆粒,顆粒表面具有很強的與水相互作用的能力,表面積(比表面)愈大,這種能力就愈強,由於土粒大小而造成比表面數值上的巨大變化,必然導致土的活動性的極大差異,如蒙脫石顆粒比高嶺石顆粒的比表面大幾十倍,因而具有極強的活動性。

11. 粘土顆粒為什麼會帶電?

研究表明,片狀粘土顆粒的表面,由於下列原因常帶有布平衡的負電荷。①離解作用:指粘土礦物顆粒與水作用後離解成更微小的顆粒,離解後的陽離子擴散於水中,陰離子留在顆粒表面;②吸附作用:

指溶於水中的微小粘土礦物顆粒把水介質中一些與本身結晶格架中相同或相似的離子選擇性地吸附到自己表面;③同晶置換:指礦物晶格中**的陽離子被低價的離子置換,常為矽片中的si4+ 被al3+置換,鋁片中的al3+被mg2+置換,因而產生過剩的未飽和的負電荷。④邊緣斷裂:

理想晶體內部是平衡的,但在顆粒邊緣處,產生斷裂後,晶體連續性受到破壞,造成電荷不平衡。

第2章土的物理性質及分類

一、 簡答題

1. 什麼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?

(1)土的各組成部分的質量和體積之間的比例關係,用土的三相比例指標表示,稱為土的物理性質指標,可用於評價土的物理、力學性質。

(2)直接測定的指標:土的密度ρ、含水量ω、相對密度ds;計算指標是:孔隙比e、孔隙率n、幹密度ρd、飽和密度ρsat、有效密度ρ』、飽和度sr

2. 甲土的含水量大於乙土,試問甲土的飽和度是否大於乙土?

ω甲》ω乙,但sr甲不一定大於sr乙。因為sr=ωds/e,它不僅與含水量ω有關,還與ds、e有關。

3. 什麼是塑限、液限和縮限?什麼是液性指數、塑性指數?

(1)液限wl:液限定義為流動狀態與塑性狀態之間的界限含水量。

(2)塑限wp: 塑限定義為土樣從塑性進入半堅硬狀態的界限含水量。

(3)縮限ws: 縮限是土樣從半堅硬進入堅硬狀態的界限含水量。

(4)塑性指數ip 定義為土樣的液限和塑限之差:ip = wl-wp

(5)液性指數:

4. 塑性指數對地基土性質有何影嚮?

塑性指數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。

ip>17為粘性土,10< ip ≤17為粉質粘土。

5.什麼是土的凍脹性?產生機理是什麼?

(1)當地層溫度降至零攝氏度以下,土中水凍結形成凍土。某些細粘粒土在凍結時,體積發生膨脹,即凍脹現象。

(2)產生機理是由於土層在結冰時,周圍未凍區土中的水分向凍結區遷移積聚的結果。

6. 說明細粒土分類塑性圖的優點。

土的塑性指數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,而土性卻很可能不一樣。塑性圖考慮了塑性指數和液限兩個方面,因此對細粒土分類更加合理。

7.按規範如何對建築地基岩土進行分類?

作為建築地基的岩土,可分為岩石、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?

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判別砂土密實度的優缺點。

(1)用e判斷砂土的密實度的優點:應用方便,同一種土,密實砂土的空隙比一定比鬆散砂土的小;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資料。

10. 簡述野外判別碎石土密實度方法?

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、可鑽性,將碎石土分為密實、中密、稍密、鬆散四種密實狀態。

11. 什麼是土的靈敏度和觸變性?試述在工程中的應用。

(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/擾動土強度。土的強度通常採用無側限抗壓強度試驗測定,即:。

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,儘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,但當擾動停止後,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,在停止打樁以後,土的強度逐漸恢復,樁的承載力增加。

13.影響土壓實性的主要因素什麼?

【答】含水量、擊實能量、土的顆粒級配、試驗條件。

14.什麼是最優含水量和最大幹密度?

【答】在一定的壓實能量下使土最容易壓實,並能達到最大幹密度時的含水量稱為土的最優含水量,用 op表示;相對應的幹密度叫最大幹密度,用 dmax表示。

15.為什麼含水量 《最優含水量 op時,幹密度 d隨增加而增大, > op時, d隨增加而減小?

因為含水量小於最優含水量 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,幹密度較小;當含水量適當增大時,土中結合水膜變厚,土粒間的連線力減弱而使粒易於移動,壓實效果變好,幹密度增加;當含水量繼續增加時超過最優含水量 op出現了自由水,擊實時水不易立即排除,阻止土粒靠近,壓實效果下降,幹密度又下降。

16. 在填方壓實工程中,土體是否能壓實到完全飽和狀態?為什麼?(華南理工大學2023年攻讀碩士學位研究生入學考試)

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是不可能的。

17.影響土擊實效果的因素有哪些?

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. 為什麼僅用天然含水量說明不了粘性土的物理狀態,而用液性指數卻能說明?(長安大學2023年碩士研究生入學考試)

對於粘性土,因粘土礦物含量高、顆粒細小,其物理狀態與含水量關係非常密切。同一種粘性土隨其含水量的不同,而分別處於固態、半固態、可塑狀態及流動狀態。但是由於含不同礦物成分的粘性土,即使具有相同的含水量,也未必處於同樣的物理狀態,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,一種土可能處於可塑狀態,而含不同礦物顆粒的另一種粘性土可能處於流動狀態。因此,考慮礦物成分的影響,粘性土的軟硬狀態不用含水量直接判斷。

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生的原因。

起始水力梯度產生的原因是,為了克服薄膜水的抗剪強度τ0(或者說為了克服吸著水的粘滯阻力),使之發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,薄膜水就會發生運動,只是當實際的水力坡度小於起始水力梯度時,薄膜水的滲透速度v非常小,只有憑藉精密儀器才能觀測到。因此嚴格的講,起始水力梯度i0是指薄膜水發生明顯滲流時用以克服其抗剪強度τ0的水力梯度。

土力學知識點總結

1.土力學是利用力學一般原理,研究土的物理化學和力學性質及土體在荷載 水 溫度等外界因素作用下工程性狀的應用科學。2.任何建築都建造在一定的地層上。通常把支撐基礎的土體或岩體成為地基 天然地基 人工地基 3.基礎是將結構承受的各種作用傳遞到地基上的結構組成部分,一般應埋入地下一定深度,進入較好的地基...

土力學知識點複習

複習內容 1.什麼是地基,基礎,土是如何形成的。2.什麼是人工地基,天然地基,什麼是持力層,下臥層。承受壓力的這一部分叫做持力層,持力層以下的部分叫做下臥層。3.土的三相是什麼意思。這些符號有什麼不同含義。4.掌握與土的三相有關的物理性質指標表示式並會應用。5.土的顆粒級配係數是怎麼得來的。如何判斷...

「土力學與基礎工程」各章掌握知識點

第2章土的組成及物理性質 一 分類 1 土的三相組成 固體顆粒 土中水 土中氣體 2 土的三性 碎散性 多相性 自然變異性 3 土中水的狀態 結合水和自由水 4 土的結構 單粒結構 碎石和砂土 蜂窩結構 粉粒或細砂 絮狀結構 粘粒 5 土的三相比例指標直接測定的指標及相應的實驗方法 如含水量 密度和...