土力学习题集答案-第一章.doc

第1章       土的组成
一、       简答题
1.     什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？
2.     土中水按性质可以分为哪几类？
3.     土是怎样生成的？有何工程特点？
4.     什么是土的结构？其基本类型是什么？简述每种结构土体的特点。
5.     什么是土的构造？其主要特征是什么？
6.     试述强、弱结合水对土性的影响。
7.     试述毛细水的性质和对工程的影响。在那些土中毛细现象最显著？
8.     土颗粒的矿物质按其成分分为哪两类？
9.     简述土中粒度成分与矿物成分的关系。
10.  粘土的活动性为什么有很大差异？
11.  粘土颗粒为什么会带电？
二、       填空题
1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较      时表示土的级配良好。
2.工程中常把        的土称为级配良好的土，把          的土称为级配均匀的土，其中评价指标叫         。
3.不同风化作用产生不同的土，风化作用有      、     、      。
4. 粘土矿物基本上是由两种原子层(称为晶片)构成的，一种是    ，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是      ，它的基本单元是A1—OH八面体。
5. 不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu＝      、Cc＝       。
6. 砂类土样级配曲线能同时满足      及     的土才能称为级配良好的土。
7. 土是       的产物，是各种矿物颗粒的集合体。土与其它连续固体介质相区别的最主要特征就是它的      和         。
8. 土力学是利用      一般原理和      技术来研究土的物理性质以及在所受外力发生变化时的应力、变形、强度、稳定性和渗透性及其规律一门科学。
9.最常用的颗粒分析方法有       法和         法。
10. 著名土力学家      的《土力学》专著问世，标志着现代土力学的开始。
三、        选择题
1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。这种附加应力性质主要表现为(   )
    (A)浮力；    (B)张力；    (C)压力。
2．对粘性土性质影响最大的是土中的(   )。
(A)强结合水；  (B)弱结合水；   (C)自由水；   (D)毛细水。
3．土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为(   )。
(A)结合水；    (B)自由水；  (C)强结合水；    (D)弱结合水。
4．下列粘土矿物中，亲水性最强的是(  )。（2005年注册土木工程师（岩土）职业资格考试题，三峡大学2006年研究生入学考试试题）
(A)高岭石；    (B)伊里石；  (C)蒙脱石；  (D)方解石。
5.毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？(   )
(A)粘土颗粒电场引力作用；    (B)孔隙水压力差的作用
(C)水与空气交界面处的表面张力作用。
6.土的可塑性范围与比表面大小有关，下列说法正确的是（  ）
    (A)粘土的比表面比砂土大，所以可塑性范围大
    (B)粘土的比表面比砂土小，所以可塑性范围大
    (C)粘土的比表面与砂土相似，颗粒细，故可塑性范围大
7.土粒大小及级配，通常用颗粒级配曲线表示，土的颗粒级配曲线越平缓，则表示（  ）。
(A)土粒大小均匀，级配良好；(B) 土粒大小不均匀，级配不良；(C) 土粒大小不均匀，级配良好。
8.由某土颗粒级配曲线获得d60=12.5mm，d10=0.03mm，则该土的不均匀系数Cu为（  ）。
(A)416.7；    (B)4167；  (C)2.4×10-3；    (D)12.53。
9．若甲、乙两种土的不均匀系数相同，则两种土的（  ）。
(A)颗粒级配累计曲线相同；   (B)有效粒径相同； 
(C)限定粒径相同；        (D) 限定粒径与有效粒径之比相同。
10.在工程上，对于粒径分别大于0.075mm及小于0.075mm的土，采用的颗粒级配试验方法为（）。
(A)均为筛分法；(B)均为水分法；(C)前者为筛分法后者为水分法。      
11.毛细水上升高度决定于土粒粒度，下列哪种土毛细水上升高度最大（  ）。
(A)粘性土；  (B)粉土；  (C)砂土。 
12．若将1cm3立方体颗粒分割为棱边0.001mm的许多立方体颗粒，则比表面变为（  ）。
(A)6×102cm2；  (B) 6×104cm-1；  (C) 6×104。
13.稍湿状态的砂堆，能保持垂直陡壁达几十厘米高不塌落，因为存在（  ）。
(A)拉力；  (B)浮力；  (C) 重力；   (D) 毛细粘聚力。
14.具有更好的分选性和磨圆度的土是（  ）。
(A)残积土；  (B)坡积土；  (C) 洪积土；   (D) 冲积土。
15. 雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥蚀，顺着斜坡向下逐渐移动，沉积在平缓的坡脚，这种搬运和堆积方式形成的土称为(  )。
（A）残积土     （B）坡积土     （C）洪积土     （D）冲积土
16.下图1-1为某砂土的颗粒级配曲线，是判断属于下列（  ）类。

图1-1

(A)A线级配良好，B线级配不良，C线级配不连续；
(B) A线级配不连续，B线级配良好，C线级配良好； 
(C) A线级配不连续，B线级配不良，C线级配良好； 
(D) A线级配不良，B线级配良好，C线级配不连续。
四、       判断改错题
1.     结合水是液态水的一种，故能传递静水压力。
2.     风积土是岩石经物理和化学风化的产物。
3.     土的结构最主要的特征是成层性。
五、       计算题
1. 甲乙两土样的颗粒分析结果列于下表，试绘制级配曲线，并确定不均匀系数以及评价级配均匀情况。
粒径/mm
2～0.5
0.5～
0.25
0.25～
0.1
0.1～
0.05
0.05～
0.02
0.02～
0.01
0.01～0.005
0.005～0.002
﹤0.002
相 对
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

第1章  参考答案
一、       简答题
1.【答】
土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量（各粒组占土粒总量的百分数）来表示，称为土的颗粒级配（粒度成分）。根据颗分试验成果绘制的曲线（采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量）称为颗粒级配曲线，它的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
2. 【答】

3. 【答】

1、人们把放大镜叫作凸透镜（边沿薄、中间厚、透明），它能把物体的图像放大，早在一千多年前，人们就发明了放大镜。放大镜在我们的生活、工作、学习中被广泛使用。土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。与一般建筑材料相比，土具有三个重要特点：散粒性、多相性、自然变异性。
4. 【答】

1、世界是由物质构成的。我们身边的书、橡皮、电灯、大树、动物、植物包括我们自己都是由物质构成的。土的结构是指由土粒单元大小、矿物成分、形状、相互排列及其关联关系，土中水的性质及孔隙特征等因素形成的综合特征。基本类型一般分为单粒结构、蜂窝结（粒径0.075~0.005mm）、絮状结构（粒径<0.005mm）。

6、重新使用是指多次或用另一种方法来使用已用过的物品，它也是减少垃圾的重要方法。单粒结构：土的粒径较大，彼此之间无连结力或只有微弱的连结力，土粒呈棱角状、表面粗糙。
蜂窝结构：土的粒径较小、颗粒间的连接力强，吸引力大于其重力，土粒停留在最初的接触位置上不再下沉。
絮状结构：土粒较长时间在水中悬浮，单靠自身中重力不能下沉，而是由胶体颗粒结成棉絮状，以粒团的形式集体下沉。
5. 【答】
土的宏观结构，常称之为土的构造。是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。其主要特征是层理性、裂隙性及大孔隙等宏观特征。

3、苍蝇落在竖直光滑的玻璃上，不但不滑落，而且还能在上面爬行，这和它脚的构造有关。蟋蟀的耳朵在足的内侧。蝴蝶的翅膀上布满彩色小鳞片，其实是扁平的细毛。6. 【答】

答：如水资源缺乏，全球气候变暖，生物品种咖快灭绝，地球臭氧层受到破坏，土地荒漠化等世界性的环境问题。强结合水影响土的粘滞度、弹性和抗剪强度，弱结合水影响土的可塑性。
7. 【答】
毛细水是存在于地下水位以上，受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升。它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。毛细水的上升对建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响；在干旱地区，地下水中的可溶盐随毛细水上升后不断蒸发，盐分积聚于靠近地表处而形成盐渍土。在粉土和砂土中毛细现象最显著。
8. 【答】

二、问答：（1）一类是原生矿物:母岩经物理风化而成，如石英、云母、长石；
（2）另一类是次生矿物：母岩经化学风化而成，土中次生矿物主要是粘土矿物，此外还有铝铁氧化物、氢氧化物和可溶盐类等。常见的粘土矿物有蒙脱石、伊里石、高岭石；由于粘土矿物颗粒很细，比表面积很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力，因此，土中含粘土矿物愈多，则土的粘性、塑性和胀缩性也愈大。
9. 【答】
粗颗粒土往往是岩石经物理分化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比较稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，次生矿物的成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。
10. 【答】
粘土颗粒（粘粒）的矿物成分主要有粘土矿物和其他化学胶结物或有机质，而粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很强的与水相互作用的能力，表面积（比表面）愈大，这种能力就愈强，由于土粒大小而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的活动性的极大差异，如蒙脱石颗粒比高岭石颗粒的比表面大几十倍，因而具有极强的活动性。
11. 【答】
研究表明，片状粘土颗粒的表面，由于下列原因常带有布平衡的负电荷。①离解作用：指粘土矿物颗粒与水作用后离解成更微小的颗粒，离解后的阳离子扩散于水中，阴离子留在颗粒表面；②吸附作用：指溶于水中的微小粘土矿物颗粒把水介质中一些与本身结晶格架中相同或相似的离子选择性地吸附到自己表面；③同晶置换：指矿物晶格中高价的阳离子被低价的离子置换，常为硅片中的Si4+ 被Al3+置换，铝片中的Al3+被Mg2+置换，因而产生过剩的未饱和的负电荷。④边缘断裂：理想晶体内部是平衡的，但在颗粒边缘处，产生断裂后，晶体连续性受到破坏，造成电荷不平衡。
二、        填空题
1.     较平缓

二、问答：2.     CU>10， CU<5，不均匀系数

8、铁生锈的原因是什么？人们怎样防止铁生锈？3.     物理风化，化学风化，生物风化

14、大我数地区的自来水水源取自水库、湖泊或河流。自来水是主要的饮用水，饮用水源受到污染，会直接影响我们的身体健康。4.     硅氧晶片（硅片），铝氢氧晶片（铝片）
5.Cu = d60 / d10，Cc = d230 / (d60 ×d10 )

2、如果我们想要设计一个合理、清洁的垃圾填埋场，我们首先应考虑要解决的问题有哪些呢？6. Cu ≧5，Cc = 1～3
7.岩石风化，散粒性，多相性
8.力学，土工测试
9.筛分，水分
10.太沙基（Terzaghi）
三、       选择题
1.C 2.C 3.D 4.C 5.C 6.A 7.C 8.A 9.D 10.C 11.B 12.B 13.D 14.D 15.D 16.D
四、       判断改错题
1.×，不能传递静水压力。
2. ×，由风力搬运形成的土。
3. ×，结构改为构造。
五、       计算题
解：甲土颗粒级配曲线如下：
孔径(mm)
留筛土质量（g）
小于该孔径的土质量(g)
小于该孔径的土的百分数%
2
0
100
100
0.5
24.3
75.7
75.7
0.25
14.2
61.5
61.5
0.1
20.2
41.3
41.3
0.05
14.8
26.5
26.5
0.02
10.5
16
16
0.01
6.0
10
10
0.005
4.1
5.9
5.9
0.002
2.9
3
3
<0.002
3.0

， ， 
   ，因为>10 粒度分布范围较大，土粒越不均匀，级配良好。
乙土颗粒级配曲线如下：
孔径(mm)
留筛土质量（g）
小于该孔径的土质量(g)
小于该孔径的土的百分数%
2
0
100
100
0.5
0
100
100
0.25
05
100
100
0.1
5
95
95
0.05
5
90
90
0.02
17.1
72.9
72.9
0.01
32.9
40
40
0.005
18.6
21.4
21.4
0.002
12.4
9
9
<0.002
9

，    

因为大于5，在1-3之间 所以为良好级配砂