土木工程材料练习题

练习题（1）1—1填空题（1）材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。（2）材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的冻融循环次数来表示。（3）水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为亲水性。（4）按材料结构和构造的尺度范围，可分以下三种：宏观结构、亚微观结构、微观结构。1—2选择题（1）孔隙率增大，材料的B降低。A密度B吸水性C憎水性D抗冻性（2）材料在水中吸收水分的性质称为A。A吸水性B吸湿性C耐水洗D渗透性1—3是非判断题（1）某些材料虽然在受力和初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。错（2）材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。对（3）在空气重吸收水分的性质称为材料的吸水性。错（4）材料的导热系数越大，其保持隔热性能越好。错（5）材料比强度越大，越轻质高强。对1—4名词解释（1）材料的孔隙率：是指散粒状材料在堆积的状态下颗粒固体物质空隙体积（开口孔隙与间隙之和）占堆积体积的百分比率。（2）堆积密度：是指单位体积（含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量，有干堆密度及湿堆积密度之分。1—5问答题（1）生产材料时，在组成一定的情况下，可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性？答：主要由以下两个措施：降低材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。降低材料内部裂纹的数量和长度，使材料的内部结构均质化。对多项复合材料应增加相界面间的粘结力。如对混凝土材料，应增加砂、石与水泥石间的粘结力。（2）决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么？答：决定材料奶腐蚀的内在因素主要有：材料的化学组成和矿物组成。如果材料的组成成分容易与酸、碱、盐、氧或某些化学物质起反应，或材料的组成易溶于水或某些溶剂，则材料的耐腐蚀性较差。非晶体材料较同组成的晶体材料的耐腐蚀性差。因前者较后者有较高的化学能，即化学稳定性差。材料内部的孔隙率，特别是开口孔隙率。孔隙率越大，腐蚀物质越容易进入材料内部，使材料内外部同时受腐蚀，因而腐蚀加剧。④材料本身的强度，材料的强度越差，则抵抗腐蚀的能力越差。1—6计算题（1）某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别是172MPa、178MPa、168MPa。该岩石可否用于水下工程？解:岩石的软化系数为94.0178168gbRffK其软化系数大于0.85，所以该岩石可用于水下工程。（2）质量为3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。若向桶内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒注入水4.27kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6kg（含筒重）。求该石子的吸水率、表观密度、堆积密度和开口孔隙率。解：石子的质量吸水率：%100ggbmmmmW=4.34.184.186.18×100%=1.3%石子的体积吸水率：%4.3%1002.027.4104.186.18%100'ggbVVmmW表观密度：0Vmpo=3/25302.027.4104.34.18mkg堆积密度：311/1500104.34.18mkgVmp开口孔隙率：%4.3%1002.027.4104.186.18%100''VVVP练习题（2）2—1填空题（1）低碳钢受拉直直至破坏，经历了弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段四个阶段。（2）按冶炼时脱氧程度分类，钢可以分成：镇静钢、沸腾钢、半镇静钢和特殊镇静钢。（3）碳素结构钢Q215AF表示屈服点为215MPa的A级沸腾钢。2—2选择题（1）钢材抵抗冲击荷载的能力称为B。A塑钢B冲击韧性C弹性D硬度（2）钢的含碳量为A。A2.06%B3.0%C2.06%2—3是非判断题（1）强屈比愈大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，结构的安全性愈高。对（2）一般来说，钢材硬度愈高，强度愈大。对（3）所有钢材都会出现屈服现象。错2—4名词解释（1）弹性模量：钢材受力初期，在弹性阶段，应力与应变成比例增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模型。（2）屈服强度：低碳钢拉伸时，当应变超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还有产生部分塑性变形。当应力达到某点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。（3）抗拉强度：钢材受拉所承受的最大拉应力。（4）时效处理：将经过冷加工钢材于常温下存放15~20d，或加热到100~200°C，并保持2h左右，此过程称为时效处理。前者称自然时效，后者称人工时效。2—5问答题（1）某厂钢结构屋架使用中碳钢，采用一般的焊条直接焊接。使用一段时间后屋架坍落，请分析事故的可能原因。答：钢材选用不当。中碳钢塑性、韧性差于低碳钢，且焊接时温度高，热影响区的塑性及韧性下降较多，从而易于形成裂纹。焊条选用及焊接方式亦有不妥。中碳钢由于含碳较高，焊接易产生裂缝，最好采用铆结或螺栓连接。若只能焊接，应选用低氢型焊条，且构件宜预热。（2）为何说屈服点8、抗拉强度b和伸长率是建筑用钢材的重要技术性能指标？答：屈服点（8）是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作承受的应力不超过8；屈服点与抗拉强度的比值（8/b)称为屈强比。它反应钢材的利用率和使用率中安全可靠程度；伸长率（）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受理是在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处超过8时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。（3）工地上为何常对强度偏低而塑性偏大的低碳盘条钢筋进行冷拉？答：工地上为何常对强度偏低而塑性偏大的低碳盘条钢筋进行冷拉2—6计算题从新进货的一批钢筋中抽样，并截取两条钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为42.4kN、41.5kN；抗拉极限荷载分别为62.0kN、61.6kN；钢筋实测直径12mm，标距60mm,拉断时长度分别为66.0mm，37.0mm。计算该钢筋的屈服强度、抗拉强度及伸长率。钢筋的屈服强度钢筋的抗拉强度钢筋的伸长率