土力学与地基基础习题集与答案第2章.doc
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第2章土的物理性质及分类（答案在最底端）
一、 简答题
1. 什么是土的物理性质指标？
哪些是直接测定的指标？
哪些是计算指标？
1.【答】
（1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。
（2）直接测定的指标：
土的密度r、含水量w、相对密度ds；计算指标是：
孔隙比e、孔隙率n、干密度rd、饱和密度rsat、有效密度r’、饱和度Sr
2. 甲土的含水量大于乙土，试问甲土的饱和度是否大于乙土？
3. 什么是塑限、液限和缩限？
什么是液性指数、塑性指数？
4. 塑性指数对地基土性质有何影响？
5. 什么是土的冻胀性？
产生机理是什么？
6. 说明细粒土分类塑性图的优点。
7. 按规范如何对建筑地基岩土进行分类？
7.【答】
作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
8. 甲乙两土的天然重度和含水量相同，相对密度不同，饱和度哪个大？
9. 简述用孔隙比e、相对密实度Dr判别砂土密实度的优缺点。
10. 简述野外判别碎石土密实度方法？
11. 什么是土的灵敏度和触变性？
试述在工程中的应用。
12. 说明下图2-1中各图的横纵坐标，同时标出单位。
（a）级配曲线 （b）击实曲线 （c）塑性图
图2-1
13.影响土压实性的主要因素什么？
14.什么是最优含水量和最大干密度？
15.为什么含水量w<最优含水量wop时，干密度rd随w增加而增大，w>wop时，rd随w增加而减小？
16.在填方压实工程中，土体是否能压实到完全饱和状态？
为什么？
（华南理工大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试）
17.影响土击实效果的因素有哪些？
18.为什么仅用天然含水量说明不了粘性土的物理状态，而用液性指数却能说明？
（长安大学2007年硕士研究生入学考试）
二、 填空题
1.粘性土中含水量不同，可分别处于 、 、 、 、 四种不同的状态。
其界限含水量依次是 、 、 。
2.对砂土密实度的判别一般采用以下三种方法 、 、 。
3.土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是 、 、 。
4.粘性土的不同状态的分界含水量液限、塑限、缩限分别用 、 、 测定。
5.土的触变性是指 。
6.土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越 。
7.作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土砂土、 、粘性土和人工填土。
8.碎石土是指粒径大于 mm的颗粒超过总重量50%的土。
9.土的饱和度为土中被水充满的孔隙 与孔隙 之比。
10.液性指数是用来衡量粘性土的 状态。
三、选择题
1．作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数Cu的关系：
（ ）
（A）Cu大比Cu小好 （B）Cu小比Cu大好 （C）Cu与压实效果无关
2.有三个同一种类土样，它们的含水率都相同，但是饱和度Sr不同，饱和度Sr越大的土，其压缩性有何变化？
（ ）
（A）压缩性越大 （B）压缩性越小 （C）压缩性不变
3.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。
试问土样的重度γ和含水率怎样改变？
（ ）
（A）γ增加，减小 （B）γ不变，不变 （C）γ增加，增加
4.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？
（ ）
（A）天然土的含水率最大不超过液限
（B）液限一定是天然土的饱和含水率
（C）天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率
5.已知砂土的天然孔隙比为e＝0.303，最大孔隙比emax＝0.762，最小孔隙比emin＝0.114，则该砂土处于（ ）状态。
（A）密实 （B） 中密 （C）松散 （D）稍密
6．已知某种土的密度ρ＝1.8g/cm3，土粒相对密度ds＝2.70，土的含水量w＝18.0％，则每立方土体中气相体积为（ ）
（A）0.486m3 （B）0.77m3 （C）0.16m3 （D）0.284m3
7.在土的三相比例指标中，直接通过室内试验测定的是（）。
（A）ds，w,e；（B）ds，w,ρ；（C）ds，e,ρ；（D）ρ，w,e。
8.有若干种粘性土，它们的液限wL相同，但塑性指数IP不同，IP越大，则土的透水性有何不同（ ）。
（湖北工业大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试）
（A）透水性增大；（B）透水性不变；（C）透水性减小。
9．评价粘性土的物理特征指标有哪些（ ）。
（湖北工业大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试）
（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，最优含水量wop，压实度lc；
（C）天然含水量w，塑限Wp，液限WL。
10.对无粘性土的工程性质影响最大的因素是（ ）。
（A）含水量； （B）密实度； （C）矿物成分；（D）颗粒的均匀程度。
11.处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验方法测定（ ）。
（A）载荷试验； （B）十字板剪切试验； （C）标准贯入试验； （D）轻便触探试验。
12．某粘性土的液性指数=0.6，则该土的状态（ ）。
（A）硬塑； （B）可塑； （C）软塑； （D）流塑。
13.粘性土的塑性指数越大，表示土的（ ）。
（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.淤泥属于（ ）。
（A）粉土； （B）粘性土； （C）粉砂； （D）细砂。
15.粘性土的塑性指数越大，说明（）。
（A）土粒比表面积越小；（B）土粒吸附能力越弱；
（C）土的可塑范围越大；（D）粘粒、胶粒、粘土矿物含量越低。
16.不同状态下同一种土的重度由大到小排列顺序是（）。
（A）； （B）；
（C）； （D）。
17.已知甲、乙两土样物理性质指标如表2-1：
表2-1
土样
/%
/%
/%
甲
32
20
37
2.72
1.0
乙
23
16
27
2.66
1.0
判断下列结论中，正确的是（ ）。
（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.下列叙述正确的是（ ）。
（A）时，粘性土处于坚硬状态；
（B）时，粘性土处于流动状态；
（C）时，粘性土处于坚硬状态；
（D）时，粘性土处于软塑状态。
19.下面有关粘性土的叙述正确的是（ ）。
（A）粘性土是指塑性指数小于或等于10的土；
（B）粘性土是指塑性指数大于10的土；
（C）粘性土是指塑性指数大于17的土；
（D）粘性土又称为粘土。
20.按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），砂土和粉土的分类界限是（ ）。
（2004年岩土工程师专业考试试题）
（A）粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP≤10的为粉土；
（B）粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的为粉砂，不足50%且塑性指数IP>3的为粉土；
（C）粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>3的为粉土；
（D）粒径大于0.1mm的颗粒质量少于总质量75%的为粉砂，不足75%且塑性指数IP>7的为粉土。
21.某建筑物地基需要压实填土8000m3，控制压实后的含水量w1=14%，饱和度Sr=90%；填料重度r=15.5kN/m3，天然含水量w0=10%，相对密度GS=2.72，此时需要填料的方量最接近下列（ ）。
（2004年岩土工程师专业考试试题）
（A）10650m3； （B）10850m3； （C）11050m3； （D）11250m3。
22.在下列关于路堤堤防填土压实的说法中，（ ）是正确的。
（2004年岩土工程师专业考试试题）
（A）在最优含水量下压实可取得最经济的压实效果及最大干密度；
（B）最优含水率取决于土类，与进行击实试验仪器的类型及试验方法无关；
（C）压实度是指实际达到的干密度与击实试验最大干密度之比；
（D）压实系数随填土深度不同可以不同。
23.采用塑限含水量WP=18%的粉质粘土作填土土料修筑告速公路路基，分层铺土碾压时，下列（ ）种含水率现对比较适合。
（2005年岩土工程师专业考试试题）
（A）12%； （B）17%； （C）22%； （D）25%。
24.对粘性土填料进行下列压实试验时，下列（ ）选项是错误的。
（2005年岩土工程师专业考试试题）
（A）在一定击实功作用下，能使填筑土料达到最大干密度所对应的含水量；
（B）与轻型击实仪比较，采用重型击实试验得到土料的最大干密度较大；
（C）填土的塑限增加，最优含水量减小；击实功增加，最优含水量增加。
四、判断改错题
1. 在填方工程施工中，常用土的干密度来评价填土的压实程度。
2. 无论什么土，都具有可塑性。
3. 用塑性指数IP可以对土进行分类。
4. 相对密实度Dr主要用于比较不同砂土的密实度大小。
5. 砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的。
6. 粉土的塑性指数IP小于或等于10、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。
7. 甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量一定高于乙土的含水量。
8. 土在最优含水量时，压实密度最大，同一种土的压实能量越大，最优含水量越大。
9. 两种不同的粘性土，其天然含水量相同，则其软硬程度相同。
10.地下水位上升时，在浸湿的土层中，其颗粒相对密度和孔隙比将增大。
五、 计算题
1.有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内，称得总质量为72.49g，经105℃烘干至恒重为61.28g，已知环刀质量为32.54g，土粒相对密度（比重）为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求按三项比例指标定义求解）。
2.某原状土样的密度为1.85g/cm3、含水量为34%、土粒相对密度为2.71，试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度（先导得公式然后求解）。
3.某砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量为9.8%，土粒相对密度为2.67，烘干后测定最小孔隙比为0.461，最大孔隙比为0.943，试求孔隙比和相对密度，判断该砂土的密实度。
4.某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%，土粒相对密度为2.73，液限为33%，塑限为17%，试求孔隙比、干密度和饱和密度，并按塑性指数和液性指数分别定出该粘性土的分类名称和软硬状态。
5.经测定，某地下水位以下砂层的饱和密度为1.991g/cm3，土粒相对密度为2.66，最大干密度为1.67g/cm3，最小干密度为1.39g/cm3，试判断该砂土的密实程度。
6.已知某土样含水量为20%，土粒相对密度为2.7，孔隙率为50%，若将该土加水至完全饱和，问10m3该土体需加水多少？
7.某土样，土粒相对密度为2.7，孔隙比为0.95，饱和度为37%，现要把饱和度提高到90%，则每1的该土样中应加多少水？
8.某土样孔隙体积，土粒体积，土粒相对密度为ds=2.69，求孔隙比e和干重度gd；当孔隙被水充满时，求饱和重度gsat和含水量w。
9.某土样的干密度为1.60g/cm3，土粒相对密度为2.66，颗粒分析试验表明，该土大于0.5mm的颗粒占总质量的25%。
假设细颗粒可以把粗颗粒间的孔隙全部填满，问该土小于0.5mm的那部分细颗粒土的干密度约是多少？
若经过压实后，该土在含水量为18%时达到饱和，问该土此时的干密度是多少？
10.某一施工现场需要填土，基坑的体积为2000m3，土方来源是从附近土丘开挖，经勘察土的相对密度为2.70,含水量为15%,孔隙比为0.60。
要求填土的含水量为17%,干重度为17.6kN/m3。
（1）取土场的重度、干重度和饱和度是多少？
（2）应从取土场开采多少方土?
（3）碾压时应洒多少水?
填土的孔隙比是多少?
（三峡大学2006年研究生入学考试试题）
11.某饱和土样含水量为38.2%，密度为1.85t/m3，塑限为27.5%，液限为42.1%。
问：
要制备完全饱和、含水量为50%的土样，则每立方米土应加多少水？
加水前和加水后土各处于什么状态？
其定名是什么？
12.某饱和土的饱和密度为1.85t/m3，含水量为37.04%，试求其土粒相对密度和孔隙比。
13.已知一土样天然密度为1.8t/m3，干密度为1.3t/m3，饱和重度为20kN/m3，试问在1t天然状态土中，水和干土的质量各是多少？
若使这些土改变成饱和状态，则需加水多少？
14.设有1m3的石块，孔隙比e=0，打碎后孔隙比为e=0.6，在打碎后孔隙比为e=0.75，求第一次与第二次打碎后的体积？
15.是推导理论上所能达到的最大击实曲线（即饱和度Sr=100%的击实曲线）的表达式。
16.配置含水量35%的土样，取天然含水量12%的土重20t，已测定土粒相对密度为2.70，问需加水多少？
（同济大学1998年研究生入学考试试题）
第2章 参考答案
一、 简答题
1.【答】
（1）土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系，用土的三相比例指标表示，称为土的物理性质指标，可用于评价土的物理、力学性质。
（2）直接测定的指标：
土的密度r、含水量w、相对密度ds；计算指标是：
孔隙比e、孔隙率n、干密度rd、饱和密度rsat、有效密度r’、饱和度Sr
2.【答】
w甲>w乙，但Sr甲不一定大于Sr乙。
因为Sr=wds/e，它不仅与含水量w有关，还与ds、e有关。
3.【答】
（1）液限wL：
液限定义为流动状态与塑性状态之间的界限含水量。
（2）塑限wp:
塑限定义为土样从塑性进入半坚硬状态的界限含水量。
（3）缩限ws:
缩限是土样从半坚硬进入坚硬状态的界限含水量。
（4）塑性指数IP定义为土样的液限和塑限之差：
IP=wL－wP
（5）液性指数：
4.【答】
塑性指数IP是土的颗粒组合、矿物成分以及土中水的离子成分和浓度的指标。
土颗粒越细、粘土矿物含量越多、土粒表面反离子层中低价阳离子增加，IP变大。
IP是粘性土的分类标准。
IP>17为粘性土，105.【答】
（1）当地层温度降至零摄氏度以下，土中水冻结形成冻土。
某些细粘粒土在冻结时，体积发生膨胀，即冻胀现象。
（2）产生机理是由于土层在结冰时，周围未冻区土中的水分向冻结区迁移积聚的结果。
6.【答】
土的塑性指数是划分细粒土的良好指标，它既能综合反映土的颗粒组成、矿物成分以及土粒吸附阳离子成分等方面的特性，但是不同的液限、塑限可给出相同的塑性指数，而土性却很可能不一样。
塑性图考虑了塑性指数和液限两个方面，因此对细粒土分类更加合理。
7.【答】
作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
8.【答】
相对密度大的，饱和度小。
因为：
由此看出：
ds大的，Sr就小。
9.【答】
（1）用e判断砂土的密实度的优点：
应用方便，同一种土，密实砂土的空隙比一定比松散砂土的小；缺点：
无法反映土的粒径级配因素。
（2）用Dr判断砂土的密实度的优点：
考虑了土级配因素，理论上完善；缺点:
用长颈漏斗测定emax或用振动叉和击实金属法测定emin因人而异，难以获得较为科学的数据。
10.【答】
野外判别碎石土密实度的方法：
根据骨架颗粒含量和排列、可挖性、可钻性，将碎石土分为密实、中密、稍密、松散四种密实状态。
11.【答】
（1）土的灵敏度定义为原状土强度与扰动土强度之比，即：
St=原状土强度／扰动土强度。
土的强度通常采用无侧限抗压强度试验测定，即：
。
土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈多。
所以在基础施工中应注意保护基槽，尽量减少土结构的扰动。
（2）饱和粘性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大。
粘性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性。
例如：
在黏性土中打桩时，可利用土的灵敏度，桩侧土的结构受到破坏而强度降低，将桩打入土中；利用土的触变性，在停止打桩以后，土的强度逐渐恢复，桩的承载力增加。
12.【答】
（a）横坐标是粒径，用对数表示，纵坐标是小于（或大于）某粒径的土重含量（或称累计百分含量），用%表示；
（b）横坐标是含水量，用%表示，纵坐标是土的干密度，单位g/cm3;
（c）横坐标是液限，用%表示，纵坐标是塑性指数。
13.【答】
含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。
14.【答】
在一定的压实能量下使土最容易压实，并能达到最大干密度时的含水量称为土的最优含水量，用wop表示；相对应的干密度叫最大干密度，用rdmax表示。
15.【答】
因为含水量小于最优含水量wop时，土中水主要是强结合水，颗粒间具有很大的分子引力，阻止颗粒移动，压实比较困难，干密度较小；当含水量适当增大时，土中结合水膜变厚，土粒间的连接力减弱而使粒易于移动，压实效果变好，干密度增加；当含水量继续增加时超过最优含水量wop出现了自由水，击实时水不易立即排除，阻止土粒靠近，压实效果下降，干密度又下降。
16.【答】
粘性土渗透性很小，压实过程中含水量几乎不变，土中少量封闭气体很难全部赶走，要想击实到完全饱和状态是不可能的。
17.【答】
含水量、土类及级配、击实功能、毛细管压力以及孔隙压力等，其中前三种影响因素是最主要的。
18.【答】
对于粘性土，因粘土矿物含量高、颗粒细小，其物理状态与含水量关系非常密切。
同一种粘性土随其含水量的不同，而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。
但是由于含不同矿物成分的粘性土，即使具有相同的含水量，也未必处于同样的物理状态，因为含不同矿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，一种土可能处于可塑状态，而含不同矿物颗粒的另一种粘性土可能处于流动状态。
因此，考虑矿物成分的影响，粘性土的软硬状态不用含水量直接判断。
二、 填空题
1. 固态、半固态、可塑态、流动态、缩限、塑限、液限
2. 孔隙比法、相对密实度法、标准灌入法
3. 环刀法、比重瓶法、烘干法
4. 锥式液限仪、搓条法、收缩皿法
5. 粘性土的结构受到扰动时，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大的性质。
6. 越多。
7. 粉土。
8. 2。
9. 体积、总体积。
10.软硬。
三、 选择题
1.A2.B3.A4.C5.A6.C7.B8.C9.C10.B11.C12.B13.B14.B15.C16.A17.A18.A19.B20.A21.B22.C23.B24.C
21题详解：
压实前填料的干重度：
压实后填土的干重度：
根据压实前后土体干质量相等的原则计算填料的方量V1：
答案（B）正确
四、 判断改错题
1.P。
2.×，无粘性土不具有可塑性。
3.×，对粉土和粘性土分类。
4.×，是反映砂土本身的密实程度。
5.×，去掉“及其形状”。
6.×，将“55%”改为“50%”。
7.×，二者没有必然联系。
8.×，同一种土的压实能量越大，最优含水量越小。
9.×，液性指数相同时软硬程度才相同。
10.×，保持不变。
五、 计算题
1. 解：
2. 解：
设土颗粒体积为1
由得
3. 解：
由
因为1/3所以该砂土的密实度为中密。
4.解：
由
得
因为10因为0.755.解：
由得
因为2/3所以该砂土的密实度为密实。
6.解：
由得
由，且，得
当时，
当时，
故应加水
7.解：
由得
8.解：
9.解：
设V=1m3，则
粗颗粒质量
细颗粒质量
粗颗粒体积
粗颗粒孔隙体积
细颗粒土的干密度
压实后的孔隙比
10.解：
（1）
（2）填土场
取土场
（３）洒多少水
11.解：
粉质粘土
加水前 可塑状态
加水后 流塑状态
12.解：
联立求解，得
13.解：
需加水
14.解：
15.解：
16.解：
由
得
由
得
需加水
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