二

土的物理性質(zhì)與工程分類

一、填空題

1.土是由固體顆粒、_________和_______組成的三相體。

2.土顆粒粒徑之間大小懸殊越大，顆粒級配曲線越_______，不均勻系數(shù)越______，顆粒級配越______。為了獲得較大的密實(shí)度，應(yīng)選擇級配________的土料作為填方或砂墊層的土料。

3.塑性指標(biāo)=________，它表明粘性土處于_______狀態(tài)時的含水量變化范圍。

4.根據(jù)___________可將粘性土劃分為_________、_________、_________、________、和___________五種不同的軟硬狀態(tài)。

5.反映無粘性土工程性質(zhì)的主要指標(biāo)是土的________，工程上常用指標(biāo)________結(jié)合指標(biāo)________來衡量。

6.在土的三相指標(biāo)中，可以通過試驗(yàn)直接測定的指標(biāo)有_________、_________和________，分別可用_________法、_________法和________法測定。

7.土的物理狀態(tài)，對于無粘性土，一般指其________；而對于粘性土，則是指它的_________。

8.土的結(jié)構(gòu)是指由土粒單元的大小、形狀、相互排列及其連接關(guān)系等因素形成的綜合特征，一般分為_________、__________和__________三種基本類型。

9.土的靈敏度越高，結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，其受擾動后土的強(qiáng)度降低就越________。

10.工程上常用不均勻系數(shù)表示土的顆粒級配，一般認(rèn)為，______的土屬級配不良，______的土屬級配良好。有時還需要參考__________值。

11.土的含水量為土中_______的質(zhì)量與_________的質(zhì)量之比。

12.某砂層天然飽和重度KN/m3，土粒比重的，并測得該砂土的最大干密度，最小干密度，則天然孔隙比為______，最大孔隙比為______，最小孔隙比為______。

13.巖石按風(fēng)化程度劃分為__________，__________，________；按其成因可分為_________，_________，_________；按堅(jiān)固程度可劃分為_________，_________。

14.砂土是指粒徑大于______mm的顆粒累計(jì)含量不超過總質(zhì)量的______，而粒徑大于______mm的顆粒累計(jì)含量超過總質(zhì)量的______的土。

15.土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動狀態(tài)的界限含水量叫做_________，可用_________測定；土由半固態(tài)轉(zhuǎn)到可塑狀態(tài)的界限含水量叫做________，可用___________測定。

16.在擊實(shí)試驗(yàn)中，壓實(shí)功能越大，得到的最優(yōu)含水量越______，相應(yīng)得到的最大干密度越______。

17.土按顆粒級配和塑性指數(shù)可分為________、________、________、_______四種土。

18.土中液態(tài)水按其存在狀態(tài)可分為________、__________。

19.工程上常按塑性指數(shù)的大小把粘性土分為__________、__________兩種；其相應(yīng)的塑性指數(shù)范圍分別為__________、__________。

20.一無粘性土樣，顆粒分析結(jié)果見下表，該土定名為______。

粒徑(mm)

2~0.5

0.5~0.25

0.25~0.074

0.074~0.05

0.05~0.01

<0.01

粒組含量(%)

5.6

17.5

27.4

24.0

15.5

10.0

1.水，氣體。2.平緩，大，好，良好。3.，可塑。4.液性指數(shù)，堅(jiān)硬，硬塑，可塑，軟塑，流塑。5.密實(shí)度，孔隙比，相對密實(shí)度。6.比重，含水量，密度，比重瓶法，烘干法，環(huán)刀法。7.密實(shí)度，稠度。8.單粒結(jié)構(gòu)，蜂窩結(jié)構(gòu)，絮狀結(jié)構(gòu)。9.多。10.小于5，大于10，曲率系數(shù)。11.水，土固體顆粒。12.0.68，0.74，0.57。13.微風(fēng)化，中等風(fēng)化，強(qiáng)風(fēng)化；巖漿巖，沉積巖，變質(zhì)巖；硬質(zhì)巖石，軟質(zhì)巖石。14.2，50％，0.075，50％。15.液限，錐式液限儀或碟式液限儀；塑限，搓條法或液、塑限聯(lián)合測定法。16.小，高。17.碎石土，砂土，粉土，粘性土。18.結(jié)合水，自由水。19.粘土，粉質(zhì)粘土。20.粉砂

二、選擇題

1.土顆粒的大小及其級配通常是用顆粒累計(jì)級配曲線來表示的，級配曲線越平緩表示：

（A）土粒大小較均勻，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

（D）土粒大小較均勻，級配不良

2.土的三相比例指標(biāo)中，可以直接通過試驗(yàn)測定的有：

（A）含水量、孔隙比、飽和度

（B）重度、含水量、孔隙比

（C）土粒比重、孔隙率、重度

（D）土粒比重、含水量、重度

3.已知某土樣的密度，含水量，土粒比重，則該土樣的孔隙比為：

（A）0.805

（B）0.91

（C）1.05

（D）0.65

4.一般情況下，同一種土的不同狀態(tài)的重度之間的關(guān)系為

（A）>>>

（B）>>>

（C）>>>

（D）>>>

5.淤泥質(zhì)土的含水量、孔隙比分別為：

（A）>，>1.0

（B）>，1>1.5

（C）>，>1.5

（D）<，1>1.5

6.某粘性土的液性指數(shù)，則該土的軟硬狀態(tài)為：

（A）硬塑

（B）可塑

（C）軟塑

（D）流塑

7.某天然砂土試樣的天然含水量＝10％，天然重度＝17.5，最大干重度＝18，最小干重度＝14.4，則該砂土所處的物理狀態(tài)為：

（A）松散

（B）中密

（C）密實(shí)

（D）無法判斷

8.有四個土樣，測得液性指數(shù)均為0.30，其天然含水量和塑限如下，屬于粘土的土樣為：

（A），（B），（C），（D），9.評價無粘性土的物理特性常采用的指標(biāo)有：

（A）塑性指數(shù)、液性指數(shù)和含水量

（B）天然孔隙比e、相對密實(shí)度和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)

（C）天然含水率、塑限、液限

（D）最大干重度、壓實(shí)系數(shù)和最優(yōu)含水量

10.評價粘性土的物理特征常用的指標(biāo)主要有：

（A）天然孔隙比e、相對密實(shí)度和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)

（B）天然孔隙比、最大孔隙比、最小孔隙比

（C）最大干重度、最優(yōu)含水量、壓實(shí)系數(shù)

（D）天然含水量、塑限、液限

11.某原狀土樣處于完全飽和狀態(tài)，測得含水量，土粒相對密度，液限，塑限。此土樣的名稱及物理狀態(tài)是：

（A）粉質(zhì)粘土，可塑

（B）粉質(zhì)粘土，硬塑

（C）粉土，硬塑

（D）粘土，軟塑

12.在土的顆粒大小分析試驗(yàn)中，對于粒徑大于0.075mm和粒徑小于0.075mm的土，采用的顆粒級配試驗(yàn)方法分別為：

（A）均為篩分法

（B）前者為篩分法，后者為比重計(jì)法

（C）均為比重計(jì)法

（D）前者為比重計(jì)法，后者為篩分法

13.砂土應(yīng)為粒徑大于（）的顆粒含量不超過總重的50％，且粒徑大于（）的顆粒含量超過全重50％的土。

（A）2mm

0.05mm（B）2mm

0.075mm（C）0.5mm

0.075mm（D）5mm

2mm

14.試驗(yàn)室制備的兩土樣，土樣1的指標(biāo)為：＝31％，＝35％，＝16％，＝2.71，＝100％；土樣2的指標(biāo)為：＝24％，＝32％，＝20％，＝2.65，＝100％，則下列說法錯誤的是：

（A）土樣1比土樣2的粘粒含量多

（B）土樣1比土樣2的天然密度小

（C）土樣1比土樣2的干密度大

（D）土樣1比土樣2的天然孔隙比大

15.天然狀態(tài)砂土的密實(shí)度一般用下列哪種方法來測定：

（A）載荷試驗(yàn)（B）輕便觸探試驗(yàn)（C）現(xiàn)場十字板剪切試驗(yàn)

（D）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

16.粘性土的塑性指數(shù)越大，則表示土的：

（A）含水量越大

（B）粘粒含量越高

（C）粉粒含量越高

（D）塑限越高

17.對粘性土進(jìn)行分類定名的主要依據(jù)是：

（A）液限

（B）塑限

（C）塑性指數(shù)

（D）液性指數(shù)

18.下列指標(biāo)中，不能用來衡量無粘性土密實(shí)度的是：

（A）天然孔隙比

（B）相對密實(shí)度

（C）飽和度

（D）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)

19.根據(jù)工程現(xiàn)場勘察試驗(yàn)報(bào)告，得到某土層的塑性指數(shù)平均值為19，液性指數(shù)平均值為0.5，該土層應(yīng)命名為：

（A）流塑狀粘土（B）硬塑狀粉質(zhì)粘土（C）可塑狀粘土（D）軟塑狀粉質(zhì)粘土

20.粘性土軟硬狀態(tài)劃分的依據(jù)是：

（A）含水量

（B）液限

（C）液性指數(shù)

（D）塑性指數(shù)

21.下列關(guān)于液限的說法中，正確的是：

（A）土的含水量可以超過液限，液限不一定是土的飽和含水量

（B）土的含水量最大不超過液限

（C）液限一定是土的飽和含水量

（D）液限越大，表示土越軟

22.下列關(guān)于土的壓實(shí)性的說法中正確的是：

（A）理想飽和土的干密度隨著含水量的增大而增大

（B）同一種土，壓實(shí)功能越大，得到的最優(yōu)含水量越大

（C）一般粘性土的含水量接近塑限時，壓實(shí)效果最好

（D）含水量越高，土的壓實(shí)干容重越大

23.下列關(guān)于土的飽和度的說法中正確的是：

（A）若土樣甲的含水量大于土樣乙，則土樣甲的飽和度大于土樣乙

（B）若土樣甲的飽和度大于土樣乙，則土樣甲的含水量大于土樣乙

（C）若土樣甲的飽和度大于土樣乙，則土樣甲必定比土樣乙軟

（D）飽和度可作為劃分砂土濕度狀態(tài)的物理指標(biāo)

24.無粘性土的物理性質(zhì)主要取決于：

（A）塑性指數(shù)與液性指數(shù)

（B）顆粒級配與密實(shí)度

（C）靈敏度與活動性

（D）飽和度與含水量

25.下列說法正確的是：

（A）土的天然重度越大，其壓實(shí)性越好

（B）土的液性指數(shù)可能大于零，也可能小于零

（C）土的相對密實(shí)度可能大于零，也可能小于零

（D）粘性土的軟硬程度取決于含水量，砂土的松散程度取決于孔隙比

26.已知某淤泥質(zhì)土的原狀土和重塑土的抗壓強(qiáng)度分別為和，該淤泥的靈敏度為：

（A）9

（B）11

（C）0.1

（D）10

1.C；2.D；3.A；4.C；5.B；6.B；7.B；8.B；9.B；10.D；11.D；12.B；13.B；14.C；15.D；16.B；17.C；18.C；19.C；20.C；21.A；22.C；23.D；24.B；25.B；26.D

三、簡答及思考題

1.土是如何生成的？它與其他材料（如混凝土和鋼材等）相比較，最主要的區(qū)別是什么？土具有哪些主要特征？

答：土是由地球外殼堅(jiān)硬整體的巖石分化、剝蝕、搬運(yùn)、淤積而形成的礦物，是流體水和氣體的一種集合體。其工程特征是：壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性大。

2.什么是土的顆粒級配？什么是土的顆粒級配曲線？有何用途？

答：土粒的大小及組成情況，通常以土中各個粒組的相對含量（各粒組占土?？偭康陌俜?jǐn)?shù)）來表示，稱為土的顆粒級配。根據(jù)顆粒大小分析試驗(yàn)成果繪制的曲線，稱為顆粒級配曲線。它的坡度可以大致判斷土的均勻程度。

3.土中水按性質(zhì)可以分為哪幾類？

答：土中水分為液態(tài)水、固態(tài)水、氣態(tài)水。液態(tài)水可分為結(jié)合水和自由水；結(jié)合水又分為強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水；自由水又分為重力水和毛細(xì)水。

4.什么是土的物理性質(zhì)指標(biāo)？哪些指標(biāo)是可以直接測定的，哪些指標(biāo)是需要通過換算得到的？

答（1）土的各組成部分的質(zhì)量和體積之間的比例關(guān)系，用土的三相比例指標(biāo)表示，稱為土的物理性質(zhì)指標(biāo)，可用于評價土的物理、力學(xué)性質(zhì)。

（2）直接測定的指標(biāo)是土的密度、相對密度、含水量；計(jì)算指標(biāo)是孔隙比、孔隙率、干密度、飽和密度、有效密度、飽和度等。

5.請分析下列幾組概念的異同點(diǎn)：（1）粘土礦物、粘粒、粘性土；（2）淤泥和淤泥質(zhì)土；（3）粒徑和粒組。

答：（1）粘土礦物、粘粒、粘性土

粘土礦物是顆粒的一種礦物成分，屬次生礦物，常見的粘土礦物有蒙脫石、伊利石、高齡石。礦物是地殼中天然生產(chǎn)的自然元素或化合物。土中的固體顆粒就是由礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)組成。

粘粒是土中不同粒徑的土粒按界限粒徑200、60、2、0.075、0005分為六大粒組中的一組，粒徑<0.005mm的土顆粒稱為粘粒。

粘性土是對土的一種分類，是指塑性指數(shù)的土。

（2）淤泥和淤泥質(zhì)土

淤泥和淤泥質(zhì)土都屬于軟土，軟土是指沿海的濱海相、三角洲相、溺谷相、內(nèi)陸平原或山區(qū)的河流相、湖泊相、沼澤相等主要由細(xì)粒土組成的孔隙比大、天然含水量高、壓縮性高和強(qiáng)度低的土層。然而，天然含水量大于液限、天然孔隙比1.5的粘性土稱為淤泥。天然含水量大于液限、1.0天然孔隙比<1.5時稱為淤泥質(zhì)土。

（3）粒徑和粒組

粒徑是表示土顆粒的大小。

粒組是土中不同粒徑的土粒，按適當(dāng)粒徑范圍的分組。

6.簡述土中粒度成分與礦物成分的關(guān)系。

答：

土中礦物成分與粒度成分存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系，如下圖所示。各粒組礦物成分取決于礦物的強(qiáng)度與物理化學(xué)穩(wěn)定性。強(qiáng)度高，物理化學(xué)穩(wěn)定性差的原生礦物多集中于粗粒組，強(qiáng)度低，物理化學(xué)穩(wěn)定性高的原生礦物多存在于細(xì)粒組，粘粒組幾乎全部由次生礦物及有機(jī)質(zhì)組成。

卵粒組

砂粒組

粉粒組

粘

粒

組

粗

中

細(xì)

母巖碎屑

石

英

長

石

云

母

次生二氧化碳

高嶺石

伊利石

蒙脫石

倍半氧化物

難溶鹽

腐殖質(zhì)

原生礦物

次生礦物

>2mm

2~0.05mm

7.粒組劃分時，界限粒徑的物理意義是什么？

答：劃分粒組的分界尺寸稱為界限粒徑，根據(jù)界限粒徑來進(jìn)行土的分組。

8.粘性土顆粒為什么會帶電？

答：粘性土顆粒帶電的原因有：（1）離解：指晶體表面的某些礦物在水介質(zhì)中產(chǎn)生離解，離解后陽離子擴(kuò)散于水中，陽離子留在顆粒表面。（2）吸附作用：指晶體表面的某些礦物把水介質(zhì)中一些帶電荷的離子吸附到顆粒的表面。（3）同象置換：指礦物晶格中高價的陽離子被低價的陽離子置換，產(chǎn)生過剩的未飽和負(fù)電荷。

9.毛細(xì)現(xiàn)象對工程有何影響？

答：毛細(xì)水的上升對建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸濕和凍脹等有重要影響。此外，在干旱地區(qū)，地下水中的可溶鹽隨毛細(xì)水上升后不斷蒸發(fā)，鹽分便積聚于靠近地表處而形成鹽漬土。

10.為什么要區(qū)分干密度、飽和密度、有效密度？

答：土單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量稱為土的干密度。土孔隙中充滿水時的單位體積質(zhì)量稱為土的飽和密度。在地下水位以下單位體積中土粒的質(zhì)量扣除同體積水的質(zhì)量后，為單位土體積的有效質(zhì)量。

區(qū)分這三種密度有它們各自不同的工程意義，同時也可更好的了解土的三相體系和性質(zhì)。

11.土粒的相對密度（比重）與土的相對密實(shí)度有何區(qū)別？如何根據(jù)相對密實(shí)度判斷砂土的密實(shí)程度？

答：土粒相對密度是土的三相比例指標(biāo)之一，也是在實(shí)驗(yàn)室里可直接測定的一個指標(biāo)，它表示土粒密度（單位體積土粒質(zhì)量）與時純水密度之比，也稱為土粒比重，用表示，其計(jì)算表達(dá)式為：

式中——土粒的質(zhì)量；

——土粒的體積；

——時純水密度，一般取。

土粒的相對密度取決于土的礦物成分和有機(jī)質(zhì)含量，一般土的常在2.65~2.75之間。

土的相對密實(shí)度是描述砂粒緊密程度的指標(biāo)，用表示。其計(jì)算表達(dá)式為：

式中：——砂土的天然孔隙比；

——砂土最松狀態(tài)時的孔隙比；

——砂土最密實(shí)狀態(tài)時的空隙比。

因?yàn)?，所以。從上式可看出，?dāng)接近時，接近0，即土處于較疏松的狀態(tài)；當(dāng)接近時，即接近1，即土處于較密實(shí)的狀態(tài)。越大，土越密實(shí)。規(guī)范根據(jù)值的大小將砂土的密實(shí)度劃分為三種：當(dāng)時，為松散的；當(dāng)時，為中密的；，為密實(shí)的。

12.什么是粘性土的界限含水量？什么是土的液限、塑限、縮限、塑性指數(shù)和液性指數(shù)？

答：粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量，叫做界限含水量。土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動狀態(tài)的界限含水量叫做液限；土由半固態(tài)轉(zhuǎn)到可塑狀態(tài)的界限含水量叫做塑限；土由半固體狀態(tài)不斷蒸發(fā)水分，則體積逐漸縮小，直到體積不再縮小時土的界限含水量叫縮限；塑性指數(shù)是指液限和縮限的差值（省去%符號），即土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍，用符號表示，即：

液性指數(shù)是指粘性土的天然含水量和塑限的差值與塑性指數(shù)之比，用符號表示，即：

13.什么是土的靈敏度和觸變性？其在工程中有何應(yīng)用？

答：土的靈敏度是以原狀土的強(qiáng)度與同一土經(jīng)重塑后的強(qiáng)度之比來表示的，它反映了土的結(jié)構(gòu)性對強(qiáng)度的影響。土的靈敏度愈高，結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng)，受擾動后土的強(qiáng)度降低的越多，所以在基礎(chǔ)施工中應(yīng)注意保護(hù)基槽，盡量減少土結(jié)構(gòu)的擾動。

土的觸變性是指黏性土結(jié)構(gòu)受到擾動，強(qiáng)度降低，當(dāng)擾動停止后，土的強(qiáng)度又隨時間而逐漸增大，這種抗剪強(qiáng)度隨時間恢復(fù)的膠體化學(xué)性質(zhì)，即為土的觸變性。

例如：在黏性土中打樁，可利用土的靈敏度，將樁打入；利用土的觸變性，可保證樁的承載力滿足要求。

14.影響土的壓實(shí)性的主要因素是什么？

答：影響土壓實(shí)性的主要因素：含水量、壓實(shí)能量、土的顆粒級配、試驗(yàn)條件等。

15.什么叫、、、和？如何在級配曲線上求得這些指標(biāo)？并說明它們各有什么用途？

答：小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為10%時，相應(yīng)的粒徑稱為有效粒徑。小于某粒徑的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為30%時的粒徑用表示。當(dāng)小于某粒徑的的土粒質(zhì)量累計(jì)百分?jǐn)?shù)為60%時，該粒徑稱為限定粒徑。與的比值稱為不均勻系數(shù)：

曲率系數(shù)用下式表示：

不均勻系數(shù)反映大小不同的粒組的分布情況。越大表示土粒大小的分布范圍越大，其級配越良好，作為填方工程的土料時，則比較容易獲得較大的密實(shí)度。曲率系數(shù)描寫的是累計(jì)曲線的分布范圍，反映曲線的整體形狀。

16.地下水位以下一原狀土樣，其＝28％，＝2.70；＝1.88。當(dāng)計(jì)算其孔隙比時，如果用公式

來計(jì)算，可得到0.838；如果用公式

來計(jì)算，則得到0.756。請問在這種情況下，應(yīng)該采用哪個公式，為什么？

答：應(yīng)該用公式，；不能用公式，原因是算得的，是根據(jù)地下水位以下土樣取100%，實(shí)際上，地下水位以下的土樣，其飽和度常常達(dá)不到100%，即達(dá)不到飽和。

17.為什么要進(jìn)行土的工程分類？

答：（1）根據(jù)土類，可以大致判斷土的基本工程特性，并可結(jié)合其它因素對地基土做出初步評價。（2）根據(jù)土類，可以合理確定不同的研究內(nèi)容和方法。（3）當(dāng)土的工程性質(zhì)不能滿足工程要去時，也需要根據(jù)土類確定相應(yīng)的改良和處理方法。

18.按照規(guī)范方法如何對建筑地基土進(jìn)行分類？

答：作為建筑地基的巖土，可分為巖石、碎石土、粉土、黏性土和人工填土。

19.為什么細(xì)粒土壓實(shí)時存在最優(yōu)含水量？

答：當(dāng)含水量很小時，顆粒表面的水膜很薄，要使顆粒相互移動需要克服很大的粒間阻力，因而需要消耗很大的能量。這種阻力可那來源于毛細(xì)壓力或者結(jié)合水的剪切阻力。隨著含水量的增加，水膜加厚，粒間阻力必然減小，水起潤滑作用，使土粒易于移動而形成最優(yōu)的密實(shí)排列，壓實(shí)效果就變好；但當(dāng)含水量繼續(xù)增大，以致土中出現(xiàn)了自由水，壓實(shí)時，孔隙水不易排出，形成較大的孔隙壓力，勢必阻止土粒的靠攏，所以壓實(shí)效果反而下降。

20.砂土、粉土、粘性土的工程分類時，采用的指標(biāo)為什么不一樣？

答：影響土的工程性質(zhì)的三個主要因素是土的三相組成、物理狀態(tài)、結(jié)構(gòu)性。對粗粒土，其工程性質(zhì)主要取決于顆粒及其級配。對細(xì)粒土，其工程性質(zhì)主要取決于土的吸附結(jié)合水的能力，因而多采用稠度指標(biāo)來反映。

四、計(jì)算題

1.甲、乙兩土樣的顆粒分析結(jié)果列于下表，試?yán)L制顆粒級配曲線，并確定不均勻系數(shù)以評價級配均勻情況。

粒徑

（mm）

2~0.5

0.5~0.25

0.25~0.1

0.l~0.05

0.05~0.02

0.02~0.01

0.001~0.005

0.005~0.002

<0.002

相對

含量

（％）

甲土

24.3

14.2

20.2

14.8

10.5

6.0

4.1

2.9

3.0

乙土

5.0

5.0

17.1

32.9

18.6

12.4

9.0

1.解：對甲土：；

對乙土：

由于甲土的不均勻系數(shù)大于乙土的不均勻系數(shù)，所以說明甲土的級配比乙土好。

2.某無粘性土樣的顆粒分析結(jié)果列于下表，試定出該土的名稱。

粒徑（ｍｍ）

10-2

2-0.5

0.5-0.25

0.25-0.075

<0.075

相對含量（％）

4.5

12.4

35.5

33.5

14.1

2.解：由表中可以得出：粒徑大于2mm的顆粒含量為4.5%，不足50%；粒徑大于0.075mm的顆粒為：(100-14.1)%=85.9%，大于50%，所以初定為砂土。

進(jìn)一步分析，由于粒徑大于0.5mm的顆粒含量為（4.5+12.4）%=16.9%，不足50%；粒徑大于0.25mm的顆粒含量為（4.5+12.4+35.5）%=52.4%，大于50%；

所以，根據(jù)砂土的分類，該砂土為中砂。

3.某原狀土樣，經(jīng)試驗(yàn)測得天然密度，含水量為12.9％，土粒比重2.67，求孔隙比e、孔隙率n、飽和度。

3.解：已知，；；

。

4.在某原狀土試驗(yàn)中，環(huán)刀體積為50，濕土樣質(zhì)量0.098，烘干后質(zhì)量為0.078，土粒相對密度為2.70。試計(jì)算土的天然密度、干密度、飽和密度、有效密度、天然含水量、孔隙比、孔隙率及飽和度，并比較、、、的數(shù)值大小。

4.解：根據(jù)定義可得：

土的天然密度為：；

土的干密度為：；

由于土的孔隙比為：；

所以土的飽和密度為：；

土的有效密度為：；

土的天然含水量為：；

土的孔隙率為：；

土的飽和度為：。

各種不同密度之間關(guān)系為：>>>。

5.在擊實(shí)試驗(yàn)中，擊實(shí)筒體積cm3，測得濕土質(zhì)量為kg，取一質(zhì)量為g的濕土，烘干后質(zhì)量為g，計(jì)算含水量和干重度。

5.解：含水量：；

天然重度：kN/m3；

土的干密度為：kN/m3。

6.天然完全飽和土樣切滿于環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49克，經(jīng)105℃烘至恒重為61.28克，已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54克，土粒相對密度（比重）為2.74，試求該土樣的天然密度、天然含水量、干密度及天然孔隙比。

6.解：；；

；；；

；

7.某土樣天然密度為1.85g/cm3、天然含水量為34%、土粒比重（土粒相對密度）為2.71，試求該土樣的飽和密度、有效密度、飽和重度和有效重度（先導(dǎo)得公式然后求解）。

7.解：，；；

；；

；。

8.如果某原位土樣天然密度，含水量，顆粒比重，試計(jì)算其孔隙比。

8.解：。

9.某干砂土樣密度為，比重，置于雨中，若砂樣體積不變，飽和度增加到，求此砂樣在雨中的孔隙比。

9.解：由題意可知，干砂土樣置于雨中后體積不變，因此雨中砂樣的干重度與干砂土樣的密度相同，由此易得：

因?yàn)椋钥傻每紫侗葹椋骸?/p>

10.對某土樣進(jìn)行側(cè)限壓縮試驗(yàn)，試驗(yàn)前測得土樣原始高度為，截面積為，土樣質(zhì)量為，烘干后土樣質(zhì)量為，在正壓力作用下，土樣壓縮穩(wěn)定后高度為，土質(zhì)量為。求：（1）試驗(yàn)前和壓縮穩(wěn)定后土樣的密度和含水量。（2）設(shè)土粒相對密度為，求土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比和飽和度。

10.解：

（1）試驗(yàn)前：；

則：；；

壓縮穩(wěn)定后：

則：；；

（2）壓縮穩(wěn)定后：；

。

11.若某飽和土的飽和重度，天然含水量。試求土粒的比重及孔隙比。

11.解：由，得；

又因?yàn)椋?，可得?/p>

12.已知土樣的孔隙率，土粒比重，試問土的飽和重度是多少？當(dāng)含水量時，土的重度為多少？

12.解：；

。

13.已知某土樣的干重度，孔隙比。求飽和度和時土的濕重度各是多少？

13.解：由，可得；

當(dāng)時：；；

當(dāng)時：；；

14.對于處于水下的某砂土，由于砂土蓄水能力差，取樣時已有部分水分流失。取樣后，由試驗(yàn)測得土樣重度，含水量，土粒相對密度，試求此時該砂樣的孔隙比、飽和度以及原狀砂土的天然含水量和浮重度？

14.解：；

失水后飽和度：；

原砂土可以認(rèn)為處于飽和狀態(tài)，即，則。

15.某原狀土樣試驗(yàn)結(jié)果為：土粒比重，土樣濕的和烘干后的質(zhì)量分別為g和g，若濕土樣的飽和度為，試確定其孔隙比。

15.解：土樣的天然含水量；

則土的孔隙比為：。

16.已知某土樣中，孔隙體積和顆粒體積各占一半，試求該土樣的孔隙比和孔隙率。若比重為，孔隙均為水充滿，求此時的含水量及重度。

16.解：由題意得：；；

若孔隙均為水充滿，則此時的，由此可得：；

kN/m3

17.實(shí)驗(yàn)室中需要制備土樣，現(xiàn)有得土樣含水量為，若取現(xiàn)有試樣，并將其制備成含水量為的試樣，則需要加多少水？

17.解：

由可以解得；

所以當(dāng)含水量增為時，需加水。

18.已知某粘土的干重度為，含水量為，土粒相對密度為。求土中土粒、水和氣體所占的體積。

18.解：；

由可得：；

由于水重量，所以水的體積；

所以空氣體積。

19.已知某試樣A的含水量為，質(zhì)量為g，若加相同質(zhì)量的試樣B于試樣A后，混合土樣含水量變?yōu)?，假如在攪拌中失去g的水，試求試樣B的含水量。

19.解：

A土樣中土顆粒質(zhì)量為：；

混合土樣中土粒質(zhì)量為：；

則B土樣中土粒質(zhì)量為：；

而，則。

20.已知某土樣體積cm3，天然密度g/cm3，含水量，若要將其拌制成的土樣，則需加多少水？

20.解：干土質(zhì)量不變，令、分別為拌制前后土的總質(zhì)量，則：

干土質(zhì)量為：；

拌制后土樣的總質(zhì)量為：；

則需要增加的水量為：。

21.已知一土樣天然密度1.9g/m3，干重度1.2g/m3，飽和重度2.1g/m3，試計(jì)算1000kg天然狀態(tài)土中，水和土顆粒的質(zhì)量分別為多少？若使該土樣達(dá)到飽和狀態(tài)，則需加多少水？

21.解：；；

因?yàn)?，因此需加水：?/p>

22.已知一土樣的土粒比重，含水量為36％，飽和度為85％，試求該土樣的天然重度、干重度各為多少？

100m3的天然土中的干土重量為多少？

22.解：；；

。

23.試驗(yàn)需要配制2m3的土樣，要求土樣重度18kN/m3，含水量為35％，若土粒比重，則所需干土體積是多少？需加多少重量的水？

23.解：；；

。

24.試驗(yàn)室要用干土和水制備一個直徑50mm，長100mm的圓柱形壓實(shí)土樣，并要求土樣的含水量為18％，空氣占總體積含量20％。已知干土的土粒比重，試求制備土樣所需干土和水的體積、土樣的重度、干重度、孔隙比和飽和度。

24.解：先求土樣中固、液、氣各自的體積：

土樣總體積為：，由題意可得空氣體積為：；

由于，可得，又因?yàn)?，所以可?/p>

解得干土和水的體積為：，；

土樣中干土和水的重量分別為：，所以土樣的重度為：；

土樣的干重度為：；

土樣的孔隙比為：；

土樣的飽和度為。

25.為提高某土樣的飽和度，對其進(jìn)行真空抽氣。抽氣前測得其，；經(jīng)真空抽氣后，測得其，請問土樣飽和度達(dá)到了多少？

25.解：由題意得，真空抽氣前后土樣的含水量不變，因此

抽氣后土樣的孔隙比為：；

則抽氣后土樣的飽和度為：。

26.一體積為cm3的土樣，濕土質(zhì)量90g，烘干后質(zhì)量為68g，土粒相對密度，問其此時的孔隙比為多少？若將土樣壓密，使其干密度達(dá)到

g/cm3，土樣的孔隙比將減少多少？

26.解：土樣的天然密度，土樣的含水量，所以，；

因?yàn)?，所以，因此，孔隙比減少量△。

27.取一完全飽和土樣，在壓縮儀上做側(cè)限壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)束后土樣質(zhì)量為，烘干后土質(zhì)量為。已知土樣高度為，截面積為，土粒相對密度為，求：

（1）土樣壓縮前的質(zhì)量；

（2）壓縮前后土樣孔隙比變化了多少？

（3）試驗(yàn)中土樣的壓縮量共有多少？

27.解：

（1）；

由于試驗(yàn)前土樣是完全飽和的，所以：；

所以壓縮前土質(zhì)量為：。

（2）壓縮前孔隙比：；

壓縮后孔隙體積：；

壓縮后孔隙比：；

故壓縮后孔隙比減少：。

（3）壓縮后水排出的體積為：；

則土樣壓縮量為：。

28.砂土土樣的密度為，含水量為9.8％，土粒的比重為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e和相對密實(shí)度，并評定該砂土的密實(shí)度。

28.解：；；

由于，介于0.33與0.67之間，該砂土屬中等密實(shí)。

29.某砂層在天然狀態(tài)時的孔隙比為，室內(nèi)試驗(yàn)測得。若砂層的厚度為，經(jīng)振動壓實(shí)后，砂面平均下沉（假設(shè)壓縮前后砂層橫截面面積保持不變）。問此時的相對密度是多少？

29.解：設(shè)砂層橫截面面積為A，在壓實(shí)前體積為V，由于土顆粒體積保持不變，則：；

壓縮后孔隙體積為：；

則壓縮后孔隙比為：；

所以相對密度為：。

30.某粘性土，其土粒比重為，密度為，飽和度為，液限為，塑限為。試求其液性指數(shù)、塑性指數(shù)，并判斷其物理狀態(tài)。

30.解：

由，解之可得：；，；

因?yàn)椋栽撏翞榉圪|(zhì)粘土，處于可塑狀態(tài)。

31.某地基土樣物理性質(zhì)指標(biāo)如下：含水量，干密度，相對密度，液限，塑限。求：（1）該土的孔隙比、孔隙率、飽和度。（2）塑性指數(shù)、液性指數(shù)，并確定土的名稱及狀態(tài)。

31.解：

(1)；；

；

（2）；；

因?yàn)椋栽撏翗邮怯菜芊圪|(zhì)粘土。

32.某一完全飽和粘性土試樣的含水量為30％，土粒比重為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)。

32.解：

；；；

所以該土處于軟塑狀態(tài)，屬粉質(zhì)粘土。

33.一原狀土樣，其體積為，質(zhì)量為，烘干后質(zhì)量為，土粒相對密度為。已知土的液限，塑限，求：（1）土的塑性指數(shù)、液性指數(shù)，并確定該土的名稱和狀態(tài)；（2）若將土樣壓密使其干密度達(dá)到，此時土樣孔隙比減少多少？

33.解：

（1），則含水量為：；，所以該土樣應(yīng)為粘土；，由于，所以該粘土屬于硬塑狀態(tài)。

（2）壓密前干密度為：，所以壓密前孔隙比為，壓密后孔隙比為，所以孔隙比減少。

34.已知一土樣的天然重度為，干重度為，塑限，液性指數(shù)，試問該土的液限為多少？

34.解：因?yàn)?，所以，代入?shù)據(jù)得：；

因?yàn)?，所以，可得?/p>

35.已知某飽和土樣的天然密度，含水量，其液限，塑限，求、、的大小。

35.解：由題意可知，飽和土樣的，。

36.從、兩地土層中各取一土樣進(jìn)行試驗(yàn)，恰好其天然含水量相同，均為，但地土樣的液限為，塑限為；而地土樣的液限為，塑限為，試求、兩地的地基土的液性指數(shù)，并通過判斷土的狀態(tài)，確定哪個地基土比較好。

36.解：。

通過液性指數(shù)可以看出，地的地基土處于堅(jiān)硬狀態(tài)；地的地基土處于流塑狀態(tài)，所以地的地基土較好。

37.通過現(xiàn)場試驗(yàn)，測得地下水位以下某砂層的飽和密度，比重為，問該土層的天然孔隙比為多少？經(jīng)過試驗(yàn)測定，得到該砂的最大和最小孔隙比分別為和，求該土層天然狀態(tài)的相對密度，并判定其所處的物理狀態(tài)。當(dāng)?shù)叵滤唤档停俣紫侗炔蛔儯?，土的飽和度減至?xí)r，它的密度為多少？

37.解：

由公式可以得到：；，所以該砂的密實(shí)狀態(tài)為中密；

當(dāng)土的飽和度下降到時：；

此時砂層的密度為：。

38.經(jīng)試驗(yàn)測得某粘土土樣指標(biāo)為：土粒的相對密度為，天然重度為kN/m3，飽和度為，液限為，塑限為。對該粘性土料進(jìn)行分層壓實(shí)，壓密后該土層剛好達(dá)到完全飽和但又沒有排出水，試求此時的液性指數(shù)。

38.解：依據(jù)題意壓實(shí)前后土的含水量不變，解之可得：。

39.某工地回填土工程，土料的天然含水量為，夯實(shí)需要土的最優(yōu)含水量為，試問應(yīng)該在每噸土中加多少公斤水方可滿足夯實(shí)要求？

39.解：一噸天然土中所含土顆粒質(zhì)量和水質(zhì)量分別為：

；；

土固體顆粒保持不變，含水量達(dá)到最優(yōu)含水量時：，即，解之可得。

所以每噸土中需要加34.8公斤的水。

40.由于工程的需要，某處原狀土開挖后被運(yùn)到另處作路基填料用。已知原狀土的比重為，天然孔隙比為，路基填筑干密度要求達(dá)到，試求填筑m3的路基土需要挖方原狀土多少體積？

解：設(shè)原狀土的體積為，填筑土的體積為，則：，；

由于，所以：。

41.某土料場土樣為粘性土，天然含水量，土粒比重，室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)功能擊實(shí)試樣得到的最大干密度。設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度，并要求壓實(shí)后的飽和度。試問碾壓時土料應(yīng)控制多大的含水量。

41.解：，所以；；

所以控制含水量為：。