土工试验与原理考试题(A卷)

2011年秋《土工试验与原理》测试题(A卷)一、名词解释（20分)土工试验孔隙比颗粒级配界限含水率渗透性二、填空题（30分）1、土中的无机矿物成分可分为____________和___________两大类。原生矿物质是岩浆在冷凝过程中形成的矿物，如_________________。2、土按地质沉积年代可分为_________、_________、__________。3、颗粒分析试验就是测定土中各种粒组所占该土总质量的百分数的试验方法，可分为_______和_______，其中沉降分析法又分为________和移液管法。4、击实试验分___________和___________两种方法，其中________适用于粒径小于5mm的粘性土。5、土的抗剪强度是指______________________，在外荷载作用下，土体将产生剪应力和_______，当土中的某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土就沿着剪应力作用的方向产生相对滑动，该点便发生________。6、根据土样固结排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验课分为_____________、_________________、_________________以及0K固结三轴试验等。7、由于达西定律只适用于________，故达西定律一般只适用于中砂、细砂、粉砂等。对于粗砂、砾石、卵石等粗颗粒就不适合，因为这时__________较大，已不再是层流而是_____。8、震动三轴试验室在____________的基础上发展而来的，通过对试样施加模拟的动主应力，测试试样在承受动载荷作用时的动态反应。这种反应式多方面的，最基本和最主要的是________________________、____________________________。9、液化势的判定视下列临界条件是否具备定（1）______________________；（2）_____________________；（3）______________________________。10、黄土的压缩变形，根据作用因数的不同可分为以下三种：（1）_________（2）___________（3）_____________。三、简答题（50分）1、土工试验能为工程设计和施工提供可靠的参数，它是正确评价工程地质条件的前提和依据，但是它也有局限性，请你简要概述其局限性。2、什么叫含水率？为什么说含水率是土的最基本的物理指标之一？测含水率的方法有哪些？3、土的压缩性的两个特点是什么？4、简述影响土的渗透性因数。5、什么叫土的收缩？什么叫收缩系数？请写出测定收缩系数的全过程。参考答案一、名词解释土工试验：土工试验是对土的工程性质进行测试，并获得土的物理性指标（如密度、含水率、土粒比重等）和力学性能指标（如压缩模量、抗剪强度指标等）的试验工作，从而为工程设计和施工提供可靠的参数，它是正确评价工程地质条件不可缺少的前提和依据。孔隙比：土的孔隙比是土中空隙的体积VV与土粒的体积sV之比。颗粒级配：土粒的大小及其组成情况，通常用土中各个粒组的相对含量（各粒组质量占土粒总质量的百分比）来表示，称为土的颗粒级配。界限含水率：粘性土从一种状态转到另一种状态的分解含水率称为界限含水率。渗透性：土孔隙中的自由水在重力的作用下发生运动的现象称为土的渗透性。二、填空题1、原生矿物次生矿物石英、长石、云母2、老沉积土一般沉积土新近沉积土3、筛析法沉降分析法密度计法4、轻击实试验重击实试验5mm5、土体对外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力剪切变形剪切破坏6、不固结不排水剪试验（UU）固结不排水剪试验（CU）固结排水剪试验（CD）7、层流水的渗流速度较大稳流8、静力三轴试验动应力（或动主应力）与相应的动应变的关系（dd或d31）动应力与相应的孔隙水压力的变化关系9、孔隙水压力等于初始固结压力轴向动应变的全峰值接近甚至超过经验限度，通常为5%震动循环数n值达到预估地震相应的限度10、压缩变形湿陷变形渗透溶滤变形三、简答题（要点）1、答：当土从钻孔中取出时，就已产生两种效应使该土偏离了实际情况，一是取土、搬运及试验切土时的机械作用扰动了土的结构，降低了土的强度；二是改变了土的应力条件，土样产生回弹膨胀。这两效应称为扰动，扰动使试验指标不符合原位土样的工程性状。除此之外，试样的数量也是非常有限的，一层土一般只能取几个或十几个试样，试样总体积与其所代表的土层体积相比，相差悬殊；同时，土还是各向异性的，在垂直方向与水平方向上，其性质指标是不相同的。而室内土工试验的应力条件是相对理想化和单一化的，如固结试验是在完全侧限条件下进行的，三轴试验也仅是轴对称的，这些条件均与实际土层得受力条件不尽相符。因此，土工试验还有一定的局限性，另外，土工试验成果因试验方法和试验技巧熟练程度的不同，也可能会有较大的差别，这种差别在某种程度上甚至大于计算方法所引起的误差。2、答：土的含水率是指土在温度105~110℃下烘到恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。含水率是土的基本物理性质指标之一，它反应了土的干、湿状态。含水率的变化将使土的物理力学性质发生一系列的变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿的状态、很湿的状态或饱和状态，也可以造成在土压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。测含水率的方法有烘干法，酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等。其中以烘干法为室内试验的标准方法。3、答：土在外荷载作用下，其孔隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土层的压缩变形，土在外力作用下体积缩小的这种特性称为土的压缩性。土的压缩性主要有两个特点①土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引起的。对于饱和土，土是由固体颗粒和水组成的，在工程上一般的压力作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量都非常微小，可不予考虑，但由于土中水具有流动性，在外力作用下会沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩；②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要时间的，土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。4、答：影响土的渗透性的因素主要有以下几种：①土的粒度成分和矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及形状，因而影响土的渗透性。土的颗粒越粗、越浑圆、越均匀时，渗透性就越大。砂土中含有较多粉土及粘性颗粒时，其渗透性就大大降低。土的矿物成分对于卵石、砂土和粉土的渗透性影响不大，但对于粘土的渗透性的影响较大。粘性土中亲水性较大的粘土矿物（如蒙脱石）或有机质时，由于它们具有很大的膨胀性，就大大降低土的渗透性。含有大量有机质的淤泥是不透水的。②结合水膜的厚度。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。如钠粘性土，由于钠离子的存在，使粘土颗粒的扩散层厚度增加，所以透水性很低。又如在粘土中加入高价离子的电解质（如Al、Fe等），会使土粒扩散层厚度减薄，粘土颗粒会凝聚成粒团，土的孔隙因而增大，这也将使土的渗透性增大。③土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面也是如此。如黄泥土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透性系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉层砂层，它的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密度及粘滞度有关，而这两个数值又与温度有关。一般水的密度随温度变化很小，可以略去不计，但水的动力粘滞系数随温度变化而变化。故室内渗透试验时，同一种土在不同温度下会得到不同的渗透系数。在天然土层中除了靠近地表的土层外，一般土中的温度变化很小，故可忽略温度的影响。但室内的温度变化较大，故应考虑他对渗透系数的影响。⑤土中气体。当土孔隙中存在密闭气泡时，会阻塞水的渗流，从而降低了土的渗透性。这种密闭气泡时是由溶解于水中的气体分离出来而形成的，故室内渗透性试验有时规定要用不含溶解空气的蒸馏水。5、答：土的收缩是指原状土和击实土在自然风干条件下失水体积收缩的一种现象。失水收缩通常有三个阶段：第一阶段，土体收缩与含水率减少成正比；第二阶段，随着含水率的减少，土土收缩率愈来愈小；第三阶段，含水率继续减少，但体积不再收缩或收缩甚微。单向收缩量与试样原高度的比值或单向收缩量与试样原直径的比值称线收缩率。在第一阶段内含水率每减少1%时的线收缩率称为收缩系数。测定收缩系数的过程如下：试验仪器略。①用环刀切取试样，用推土块将试样从环刀内推出，置于多孔板上，称试样和多孔板的质量，精确至0.1g；②装好测量用的百分表，调整和记下初读数；③使试样在不高于30℃的常温下风干，根据试样含水率大小及收缩的快慢，每隔1~4h测记百分表读数，并称整套装置和试样质量，然后将百分表调至称量前的读数，两天后，每隔6~24h测记百分表读数，并称量质量一次，直至两次百分表读数基本不变为止；④试验结束，称量并在105~110℃温度下烘至恒重，冷却后称干土质量。用%100022mmmmii计算不同时间的含水率、%10000hzzisi计算线收缩率，然后按sis计算收缩系数。