土的物理性质与工程分类习题解答

二土的物理性质与工程分类一、填空题土是由固体颗粒、 和 组成的三相体。土颗粒粒径之间大小悬殊越大，颗粒级配曲线，不均匀系数越 ，颗粒级配越 为了获得较大的密实度应选择级配 的土料作为填方或砂垫层的土料。塑性指标IP= ，它说明粘性土处于 状态时的含水量变化范围。依据 可将粘性土划分为 、 、 、 、和 五种不同的软硬状态。反映无粘性土工程性质的主要指标是土的 ，工程上常用指标 结合指标 来衡量。在土的三相指标中，可以通过试验直接测定的指标有 、 和 ，分别可用 法、 法和 法测定。土的物理状态，对于无粘性土，一般指其 ；而对于粘性土，则是指它的 。土的构造是指由土粒单元的大小、外形、相互排列及其连接关系等因素形成的综合特征，一般分为 、 和 三种根本类型。土的灵敏度越高，构造性越强，其受扰动后土的强度降低就越 。工程上常用不均匀系数Cu

表示土的颗粒级配一般认为，C 的土属级配不u良，C 的土属级配良好。有时还需要参考 值。u土的含水量为土中 的质量与 的质量之比。某砂层自然饱和重度

sat

20KN/m3，土粒比重的ds

2.68，并测得该砂土的最大干密度

dmax

1.71103kg/m3，最小干密度

dmin

1.54103kg/m3，则自然孔隙比e为 ，最大孔隙比e

max

为 ，最小孔隙比e

min

为 。岩石按风化程度划分为 ， ， ；按其成因可分为 ， ， ；按结实程度可划分为 ， 。砂土是指粒径大于 mm的颗粒累计含量不超过总质量的 ，而粒径大于 mm的颗粒累计含量超过总质量的 的土。土由可塑状态转到流淌状态的界限含水量叫做 ，可用 测定；土由半固态转到可塑状态的界限含水量叫做 ，可用 测定。在击实试验中，压实功能越大，得到的最优含水量，相应得到的最大干密度越 。土按颗粒级配和塑性指数可分为 、 、 、 四种土。土中液态水按其存在状态可分为 、 。工程上常按塑性指数的大小把粘性土分为 、 两种；其相应的塑性指数范围分别为 、 。一无粘性土样，颗粒分析结果见下表，该土定名为 。粒径(mm)2~0.50.5~0.250.25~0.0740.074~0.050.05~0.01<0.01(%)5.617.527.424.015.510.0水，气体。2.平缓，大，好，良好3. IP

w wL

，可塑。4.液性指数，坚硬，5.密实度，孔隙比e，相对密实度Dr

。6.比重，含水量，密度，7.8.9.多。10.510，曲率系数C。11.水，土固体颗粒。12.0.68，0.74，0.57。13.微风c14.2，50％，0.075，50％。15.液限，锥式液限仪或碟式液限仪；塑限，搓条法或液、塑限联合测定法16.小，17.18.19.IP

17，10IP

17。20.粉砂二、选择题〔A〕土粒大小较均匀，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 〔D〕土粒大小较均匀，级配不良土的三相比例指标中，可以直接通过试验测定的有：〔A〕含水量、孔隙比、饱和度 〔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、重度某土样的密度1.67g/m3，含水量w12.9%，土粒比重ds土样的孔隙比e为：〔A〕0.805 〔B〕0.91 〔C〕1.05 〔D〕0.65一般状况下，同一种土的不同状态的重度之间的关系为

2.67，则该〔A〕 >>>〔B〕>> >>>〔D〕 > >>sat d d sat sat d d sat淤泥质土的含水量、孔隙比分别为：〔A〕w>wL〔C〕w>wL

，e>1.0 〔B〕w>wL，e>1.5 〔D〕w<wL

，1e>1.5，1e>1.5某粘性土的液性指数IL

0.6，则该土的软硬状态为：〔A〕硬塑 〔B〕可塑 〔C〕软塑 〔D〕流塑某自然砂土试样的自然含水量w＝10＝17.5kN/m3，最大干重度 ＝18kN/m3，最小干重度 ＝14.4kN/m3，则该砂土所处的物理状态为：dmax dmin〔A〕松散 〔B〕中密 〔C〕密实 〔D〕无法推断I均为0.30，其自然含水量w和塑限w如下，属于粘L P土的土样为：〔A〕w36%，wP〔C〕w25%，w

30% 〔B〕w30%，wP22% 〔D〕w28%，w

26.5%24%P P评价无粘性土的物理特性常承受的指标有：IP

IL

和含水量w自然孔隙比eDr

N

63.5自然含水率w、塑限w

、液限wp L最大干重度

、压实系数c

和最优含水量wOP评价粘性土的物理特征常用的指标主要有：自然孔隙比eDr自然孔隙比e、最大孔隙比e

N、最小孔隙比e

63.5最大干重度

max、最优含水量OP

min、压实系数c自然含水量w、塑限w、液限wP L某原状土样处于完全饱和状态，测得含水量w33%，土粒相对密度ds

2.65，液限wL

36%，塑限wP

18%。此土样的名称及物理状态是：〔A〕粉质粘土，可塑〔B〕粉质粘土，硬塑〔C〕粉土，硬塑〔D〕粘土，软塑0.075mm0.075mm的土，承受的颗粒级配试验方法分别为：〔A〕均为筛分法 〔B〕前者为筛分法，后者为比重计法〔C〕均为比重计法 〔D〕前者为比重计法，后者为筛分法砂土应为粒径大于〔〕的颗粒含量不超过总重的50％，且粒径大于〔〕的颗粒含50％的土。〔A〕2mm 0.05mm〔B〕2mm 0.075mm〔C〕0.5mm 0.075mm〔D〕5mm 2mm1的指标为：w＝31％，w＝35％，w＝16％，d＝L P s2.71S＝100％；土样2w＝24w＝32w＝20d＝2.65S＝r L P s r100％，则以下说法错误的选项是：〔A〕12的粘粒含量多〔B〕12的自然密度小〔C〕土样1比土样2的干密度大 〔D〕土样1比土样2的自然孔隙比大自然状态砂土的密实度一般用以下哪种方法来测定：〔A〕载荷试验〔B〕轻松触探试验〔C〕现场十字板剪切试验〔D〕标准贯入试验粘性土的塑性指数IP

越大，则表示土的：〔A〕含水量w越大〔B〕粘粒含量越高〔C〕粉粒含量越高〔D〕塑限w越高P对粘性土进展分类定名的主要依据是：〔A〕液限〔B〕塑限〔C〕塑性指数〔D〕液性指数以下指标中，不能用来衡量无粘性土密实度的是：〔A〕自然孔隙比e 〔B〕相对密实度Dr〔C〕饱和度Sr 〔D〕标准贯入试验锤击数N63.519，液性指数平均值0.5，该土层应命名为：〔A〕流塑状粘土〔B〕硬塑状粉质粘土〔C〕可塑状粘土〔D〕软塑状粉质粘土粘性土软硬状态划分的依据是：〔A〕含水量 〔B〕液限 〔C〕液性指数 〔D〕塑性指数以下关于液限的说法中，正确的选项是：土的含水量可以超过液限，液限不肯定是土的饱和含水量土的含水量最大不超过液限液限肯定是土的饱和含水量液限越大，表示土越软以下关于土的压实性的说法中正确的选项是：抱负饱和土的干密度随着含水量的增大而增大同一种土，压实功能越大，得到的最优含水量越大一般粘性土的含水量接近塑限时，压实效果最好含水量越高，土的压实干容重越大以下关于土的饱和度的说法中正确的选项是：假设土样甲的含水量大于土样乙，则土样甲的饱和度大于土样乙假设土样甲的饱和度大于土样乙，则土样甲的含水量大于土样乙假设土样甲的饱和度大于土样乙，则土样甲必定比土样乙软饱和度可作为划分砂土湿度状态的物理指标无粘性土的物理性质主要取决于：〔A〕塑性指数与液性指数 〔B〕颗粒级配与密实度〔C〕灵敏度与活动性 〔D〕饱和度与含水量以下说法正确的选项是：土的自然重度越大，其压实性越好IL

可能大于零，也可能小于零土的相对密实度Dr

可能大于零，也可能小于零粘性土的软硬程度取决于含水量，砂土的松散程度取决于孔隙比某淤泥质土的原状土和重塑土的抗压强度分别为10kPa和1kPa，该淤泥的灵S为：t〔A〕9 〔B〕11 〔C〕0.1 〔D〕101.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、简答及思考题土是如何生成的？它与其他材料〔如混凝土和钢材等〕相比较，最主要的区分是什么？土具有哪些主要特征？答：土是由地球外壳坚硬整体的岩石分化、剥蚀、搬运、淤积而形成的矿物，是流体水和气体的一种集合体。其工程特征是：压缩性高、强度低、透水性大。什么是土的颗粒级配？什么是土的颗粒级配曲线？有何用途？〔各粒组占土粒总量的百分数〕来表示，称为土的颗粒级配。依据颗粒大小分析试验成果绘制的曲线，称为颗粒级配曲线。它的坡度可以大致推断土的均匀程度。土中水按性质可以分为哪几类？答：土中水分为液态水、固态水、气态水。液态水可分为结合水和自由水；结合水又分为强结合水和弱结合水；自由水又分为重力水和毛细水。什么是土的物理性质指标？哪些指标是可以直接测定的，哪些指标是需要通过换算得到的？答〔1〕土的各组成局部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〕直接测定的指标是土的密度、相对密度dw；计算指标是孔隙比e、s孔隙率n、干密度 、饱和密度 、有效密度、饱和度S等。d sat r〔1〕〔2〕〕粒径和粒组。〔〕粘土矿物、粘粒、粘性土质组成。粘粒是土中不同粒径的土粒按界限粒径200、60、2、0.075、0005分为六大粒组中的一组，粒径<0.005mm粘性土是对土的一种分类，是指塑性指数Ip10的土。〔2〕淤泥和淤泥质土或山区的河流相、湖泊相、沼泽相等主要由细粒土组成的孔隙比大、自然含水量高、压缩性高和强度低的土层。然而，自然含水量大于液限、自然孔隙比1.5含水量大于液限、1.0自然孔隙比<1.5〔3〕粒径和粒组粒径是表示土颗粒的大小。粒组是土中不同粒径的土粒，按适当粒径范围的分组。简述土中粒度成分与矿物成分的关系。答：土中矿物成分与粒度成分存在着肯定的内在联系，如以下图所示。各粒组矿物成分有机质组成。粒粒常粘粒见矿组组卵粗中细物>2m2~0.0550~5m5~1m1~0.1m0.1m母岩碎屑石英原生矿物长石云 母次生二氧化碳高岭石次生矿物伊利石蒙脱石倍半氧化物难溶盐腐殖质粒组划分时，界限粒径的物理意义是什么？答：划分粒组的分界尺寸称为界限粒径，依据界限粒径来进展土的分组。粘性土颗粒为什么会带电？1离解后阳离子集中于水中，阳离子留在颗粒外表〔2〕吸附作用：指晶体外表的某些矿物把水介质中一些带电荷的离子吸附到颗粒的外表〔3〕被低价的阳离子置换，产生过剩的未饱和负电荷。毛细现象对工程有何影响？答：毛细水的上升对建筑物地下局部的防潮措施和地基土的浸湿和冻胀等有重要影响。而形成盐渍土。为什么要区分干密度、饱和密度、有效密度？单位土体积的有效质量。区分这三种密度有它们各自不同的工程意义，同时也可更好的了解土的三相体系和性质。土粒的相对密度〔比重〕与土的相对密实度有何区分？如何依据相对密实度推断砂土的密实程度？答：土粒相对密度是土的三相比例指标之一，也是在试验室里可直接测定的一个指标，它表示土粒密度〔单位体积土粒质量〕4cd表s示，其计算表达式为：m1md ss V s w1式中ms

——土粒的质量；V——土粒的体积；s 4c时纯水密度，一般取w1

1t/m3。土粒的相对密度取决于土的矿物成分和有机质含量，一般土的ds

2.65~2.75之间。土的相对密实度是描述砂粒严密程度的指标，用Dr

表示。其计算表达式为：eD maxeer emax

emine——砂土的自然孔隙比；emax

——砂土最松状态时的孔隙比；e ——砂土最密实状态时的空隙比。min由于emin

eemax

，所以0Dr

1。从上式可看出，当e接近emax

Dr

0，e接近emin

Dr

1，即土处于较密实的状态。Dr

越大，土越密实。标准依据Dr

0Dr

的；当0.33Dr

0.670.67Dr

1，为密实的。什么是粘性土的界限含水量？什么是土的液限由半固体状态不断蒸发水分塑性指数是指液限和缩限的差值〔省去符号，即土处在可塑状态的含水量变化范围，用Ip

表示，即：I wwp L P液性指数是指粘性土的自然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，用符号IL

表示，即：ww wwI P PL ww IL P P什么是土的灵敏度和触变性？其在工程中有何应用？以在根底施工中应留意保护基槽，尽量削减土构造的扰动。渐渐增大，这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质，即为土的触变性。例如：在黏性土中打桩，可利用土的灵敏度，将桩打入；利用土的触变性，可保证桩的承载力满足要求。影响土的压实性的主要因素是什么？答：影响土压实性的主要因素：含水量、压实能量、土的颗粒级配、试验条件等。什么叫d 、d 、d 、C和C？如何在级配曲线上求得这些指标？并说明它们10 30 60 c u各有什么用途？答：小于某粒径的土粒质量累计百分数为10%时，相应的粒径称为有效粒径d10

。小于某粒径的土粒质量累计百分数为30%时的粒径用d30

百分数为60%时，该粒径称为限定粒径d 。d 与d60 60 10C C 60u d10

的比值Cu

称为不均匀系数：曲率系数C用下式表示：cd2C 30c d d10 60C反映大小不同的粒组的分布状况。C越大表示土粒大小的分布范围越u uC描c写的是累计曲线的分布范围，反映曲线的整体外形。w＝28ds

＝2.70；＝1.88t/m

3。当计算其孔

ed

(1w)ww

wd1来计算可得到e0.838；假设用公式e Ss 来srs计算，则得到e0.756。请问在这种状况下，应当承受哪个公式，为什么？e

d(1w)s w 1e0.838e

wdSs，缘由是算得r的e0.756，是依据地下水位以下土样Sr100%，实际上，地下水位以下的土样，其饱和度常常达不到100%，即达不到饱和。为什么要进展土的工程分类？〔〕初步评价〔2〕依据土类，可以合理确定不同的争论内容和方法〔3〕当土的工程性质不能满足工程要去时，也需要依据土类确定相应的改进和处理方法。依据标准方法如何对建筑地基土进展分类？答：作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、粉土、黏性土和人工填土。为什么细粒土压实时存在最优含水量？含水量的增加，水膜加厚，粒间阻力必定减小，水起润滑作用，使土粒易于移动而形成最优的密实排列，压实效果就变好；但当含水量连续增大，以致土中消灭了自由水，压实时，孔隙水不易排出，形成较大的孔隙压力，势必阻挡土粒的靠拢，所以压实效果反而下降。砂土、粉土、粘性土的工程分类时，承受的指标为什么不一样？力量，因而多承受稠度指标来反映。四、计算题粒径〔mm〕粒径〔mm〕甲相对土含量乙〔％〕土2~0.50.5~0.250.25~0.10.l~0.050.05~0.020.02~0.010.001~0.0050.005~0.002<0.00224.314.220.214.810.56.04.12.93.05.05.017.132.918.612.49.0d1.解：对甲土：C u d10d

0.230.0123；0.016对乙土：C 60u d10

0.0021

7.57由于甲土的不均匀系数大于乙土的不均匀系数，所以说明甲土的级配比乙土好。1009080％量 70含重 60土的 50径粒 40某于 30小20100

颗粒级配累积曲线10 1 0.1(mm)

0.01 0.001某无粘性土样的颗粒分析结果列于下表，试定出该土的名称。粒径〔ｍｍ〕10-22-0.50.5-0.250.25-0.075<0.075相对含量〔％〕4.512.435.533.514.1解：由表中可以得出：粒径大于2mm的颗粒含量为4.5%，缺乏50%；粒径大于0.075mm的颗粒为：(100-14.1)%=85.9%50%，所以初定为砂土。进一步分析，由于粒径大于0.5mm的颗粒含量为〔4.5+12.4〕%=16.9%，缺乏50%；粒0.25mm的颗粒含量为〔4.5+12.4+35.5〕%=52.4%50%；所以，依据砂土的分类，该砂土为中砂。1.67g/cm312.求孔隙比e、孔隙率n、饱和度S。r3.解：1.67g/cm3，w12.9%，d 2.67；seds

(1w)

1

2.671.1291.67

10.805；n e 100% 0.805 100%44.6%；1e 10.805S wds

0.1292.670.427。r e 0.805在某原状土试验中，环刀体积为50cm3，湿土样质量0.098kg，烘干后质量为0.078kg，土粒相对密度为2.70。试计算土的自然密度、干密度d

、饱和密度

、有sat效密度、自然含水量w、孔隙比e、孔隙率n及饱和度Sr的数值大小。解：依据定义可得：m 0.098

，并比较d

sat

1.96103kg/m3；V 50106m土的干密度为：

0.078 1.56 103 d V 50106d由于土的孔隙比为：e s d

1

2.7011.56

0.73；d e 2.700.73

sat

s1e

11.98103kg/m3；w 10.73d 1 2.701土的有效密度为：s 1e wm

10.98103kg/m3；10.730.0980.078wV

w100% 100%25.6%；m 0.078se 0.73n

100% 100% 100%42%；V 1e 10.73wd土的饱和度为：S r e

25.6%2.700.73

100%94.7%。各种不同密度之间关系为： >> >。sat d1000cm31.95kg，取一质量为17.48g的湿土，烘干后质量为15.03g，计算含水量w和干重度 。d5.w17.4815.03100%16.3；15.031.951010319.5自然重度：

1000106

kN/m3；土的干密度为：d

19.5 10.163

kN/m3。72.49105℃烘至恒重为61.2832.54克，土粒相对密度〔比重〕2.74，试求该土样的自然密度、自然含水量w、干密度及自然孔隙比e。dmw72.4961.2811.21gm72.4932.5439.95g；m mms w

28.74g；wmwms

11.2128.74

39%；v m wd 0.392.74sS w w 1；e0.392.741.069sr v v e ev v w

m s

2.741.391 1.84g/cm3；v 1e 11.069m d 2.741 s s w 1.32g/cm3d v 1e 11.069某土样自然密度为1.85g/cm3、自然含水量w为34%、土粒比重ds〔土粒相对密度〕为2.71，试求该土样的饱和密度 、有效密度、饱和重度 和有效重度〔先sat sat导得公式然后求解。m d1w

d1w

d1ws7.解： sv

w，1e s

w，e s

w1；e

2.71110.341.85

10.96；Q

mvs v

dsw

ew

d e s w；satsat

v v 1e2.710.961 1.87g/cm3；10.96Q

mvs s

vvm s v m

vm s v m

vw v v

sat w1.8710.87g/cm3；g0.879.818.53kN/m3； g1.879.8118.34kN/m3。sat sat假设某原位土样自然密度2.3g/cm3w18%ds试计算其孔隙比e。

2.70，e

d1wswsw

1

2.7(118%)2.3

10.39。某干砂土样密度为1.65g/cm3，比重ds

2.68，置于雨中，假设砂样体积不变，饱和度增加到50%，求此砂样在雨中的孔隙比e。解：由题意可知，干砂土样置于雨中后体积不变，因此雨中砂样的干重度与干砂土样的密度一样，由此易得：由于d

d s1e s

e

ds w1d

2.68110.62。1.65对某土样进展侧限压缩试验2.5cm50cm2，土样质量为180g，烘干后土样质量为160g，在1kg/cm2正压力作用下，土样压缩稳定后高度为1.cm，土质量为170g1〕试验前和压缩稳定后土样的密度和含水量〔2〕设土粒相对密度为2.65，求土样压缩稳定后的孔隙比和饱和度。解：〔1〕试验前：V2.550125cm3m180g,ms

160g,mw

18016020g；m 180 m 20

1.44g/cm3；w w100%

100%12.5%；V 125

m 160s压缩稳定后：V1.95095cm3m170gms

160g,mw

17016010gm 170 m 10

1.79g/cm3；w w100%

100%6.25%；V 95〔2〕w6.25%,ds

ms2.65,1.79g/cm3；

160eds

(1)

1

2.65(16.25%)11.79

10.57；S wds

6.25%2.65100%29%。r假设某饱和土的饱和重度及孔隙比。

e 0.5715.8kN/m3w65%satSr

ded

s100%，得ewds

0.65d；s又由于：

se 15.8，可得e1.74,d

2.68。sat

1e w s土样的孔隙率n40%ds含水量w20%时，土的重度为多少？

2.65，试问土的饱和重度是多少？当12.

sat

ds

(1n)nw

26.5(10.4)0.41019.9kN/m3；en/(1n)0.4/0.60.67；d(1w/(1e)26.51.2/(10.67)19kN/m3。s w某土样的干重度d

17kN/m3e0.55。求饱和度Sr

50%和S 100%时土的湿重度各是多少？r解：由d

d s1e s

，可得ds

(1e) w

(10.55)1710

2.64；当S w

Sre50%0.5510%；r d 2.64s(1w)ds1e w

(110%)2.64 1018.7kN/m3；10.55当S 时：w

Sre100%0.5521%；r d 2.64s(1w)ds1e w

(121%)2.64 1020.6kN/m3；10.55由试验测得土样重度17.8kN/m3，含水量w20.6%，土粒相对密度ds此时该砂样的孔隙比、饱和度以及原状砂土的自然含水量和浮重度？

2.69，试求e

d(1w)s s

1

2.69(120.6%)17.8

1010.82；wd失水后饱和度：S r e

20.6%2.690.82

67.6%；原砂土可以认为处于饱和状态，即S 100%，rw

Se100%0.8230.5%；rd 2.69rsd 1 2.691

s1e

109.29kN/m3。w 10.82某原状土样试验结果为：土粒比重ds2.70，土样湿的和烘干后的质量分别为210g和125g，假设湿土样的饱和度为75%，试确定其孔隙比。解：土样的自然含水量w

m 100%210125100%68%；wm 125wswd则土的孔隙比为：e Ssr

0.682.700.75

2.45。某土样中，孔隙体积和颗粒体积各占一半，试求该土样的孔隙比和孔隙率。假设比重为2.70，孔隙均为水布满，求此时的含水量及重度。V e 1eVvs

1；n1e

100%50%；11假设孔隙均为水布满，则此时的Sr100%，由此可得：rwSe11100%37.0%；rd 2.70sd(1w) 2.701.37 s

1018.5kN/m3w 11试验室中需要制备土样，现有得土样含水量为20%，假设取300g现有试样，并将其制备成含水量为35%的试样，则需要加多少水？解：m mm300gw sm m 250g由 可以解得 ；w

w100%20% sms所以当含水量增为25%时，需加水mw

250(35%20%)37.5g。某粘土的干重度为11.8kN/m1m3土中土粒、水和气体所占的体积。

3，含水量为45.6%，土粒相对密度为2.69。求dsw18.解：e swd

1

2.691011.8

11.28；V 由v

s可得：V

0.56m3,V

0.44m3；VV1 v sv s由于水重量Ww

wdW

V45.6%11.85.4kN，5.4所以水的体积V w w

0.54m3；10所以空气体积Va

VVv

0.560.540.02m3。A的含水量为34%，质量为600gBA后，混合土样含水量变为42%，假设在搅拌中失去3g的水，试求试样B的含水量。解：AmsA

mA1wAA

600 447.8g；10.34m－m

1200－3混合土样中土粒质量为：m s混

混1w

水 843.0g；10.42BmsB

混m ms混

843.0447.8395.2g；m而m B

，则w

m 600 B1

151.8%。sB 1wB

B m 395.2sB某土样体积1000cm3，自然密度1.95g/cm3w1

18，假设要将其拌制成w2

20的土样，则需加多少水？s解：干土质量m不变，令m、ms1 2

分别为拌制前后土的总质量，则：ms

m11w11

10001.951652.5g；1.18拌制后土样的总质量为：m m(1w)1652.51.21983.05；2 s 2mw

mm2

330.6g。1.9g/m3，干重度1.2g/m32.1g/m3，试计算1000kgms

/m1.2/1.91000631.6kg；dm 1000mw s

1000631.6368.4kg；由于VVv w

(

sat

)/w

V，因此需加水：m (Vw v

V)w

(

sat

m/(2.11.9)1000/1.9105.3kg。一土样的土粒比重d 2.72，含水量为36％，饱和度S 为85％，试求该土s r样的自然重度、干重度各为多少？100m3的自然土中的干土重量为多少？wd解：e Ssr

36%2.720.85

1.15；sds

(1w) 2.7210(136%)w 17.2kN/m3；1e 11.15 17.2 12.6kN/m3；d 1w 136%W s d

V12.61001260kN。试验需要配制2m3的土样，要求土样重度18kN/m3，含水量为35％，假设土粒比重d 2.65，则所需干土体积是多少？需加多少重量的水？s23.解： /(1w)18/1.3513.3kN/m3；dW V13.3226.6kN；s dWV s

26.6 1.0 s dsw

2.6510W Ww s

w26.60.359.31kN。试验室要用干土和水制备一个直径50mm，长100mm的圆柱形压实土样，并要求土样的含水量为18％，空气占总体积含量20％。干土的土粒比重d 2.71，试求制备s土样所需干土和水的体积、土样的重度、干重度、孔隙比和饱和度。解：先求土样中固、液、气各自的体积：由题意可得空气体积为：Va

0.20V39.27cm3；W由于wWs

V ww 0.18，可得V

w(Vd

)0.488V，Vdw s sw

w s s s又由于Va

V Vw

V，所以可得39.270.488VVs s

196.35cm3解得干土和水的体积为：Vs

105.56cm3，Vw

51.52cm3；土样中干土和水的重量分别为：Ws

Vds s

2.86N，Ww

Ww0.51Ns所以土样的重度为：

(2.860.51)103196.35106

17.16kN/m3；土样的干重度为：

2.86103196.35106

14.57kN/m3；e

d(1w)sw 1

27.11.1817.16

10.86；wd土样的饱和度为S r e

0.182.710.86

56.7%。为提高某土样的饱和度，对其进展真空抽气。抽气前测得其ds

2.69， 1.85g/cm3，w1

25%；经真空抽气后，测得其2

1.95g/cm3，请问土样饱和度达到了多少？解：由题意得，真空抽气前后土样的含水量不变，因此e2

d(1w)s w

1

2.691(10.25)1.95

10.724；wd则抽气后土样的饱和度为：S r e2

0.252.690.724

100%92.9%。一体积为50cm3的土样，湿土质量90g，烘干后质量为68g，土粒相对密度d 2.72，问其此时的孔隙比为多少？假设将土样压密，使其干密度到达1.65g/cm3，土样s的孔隙比将削减多少？m 90解：土样的自然密度V

1.8g/cm3，50m土样的含水量w ms

9068100%32.3%，68e1

d(1w)s w

1

2.721(10.323)1.8

10.999；由于

ds w，所以e

d 2.721 s w1

10.648，d 1e2

2 1.65deee1 2

0.9990.6480.351。取一完全饱和土样，在压缩仪上做侧限压缩试验。试验完毕后土样质量为250g ，烘干后土质量为195g。土样高度为3.0cm，截面积为50cm2，土粒相对密度为2.70，求：土样压缩前的质量；压缩前后土样孔隙比变化了多少？试验中土样的压缩量共有多少？解：m〔1〕V

195 72.2cm3 s dw s

12.70由于试验前土样是完全饱和的，所以：V VVw1 1 s

15072.277.8cm3；所以压缩前土质量为：19577.8272.8g。〔2〕e1

V Vs

V Vs

77.81.078；72.2压缩后孔隙体积：Vv2

V w2

mw2w

2501951

55cm3；e2

V Vs

55 0.762；72.2e1.0780.7620.316。〔3〕压缩后水排出的体积为：77.85522.8cm3；22.80.456cm。50砂土土样的密度为1.77g/cm3，含水量为9.8％，土粒的比重为2.67，烘干后测定0.4610.943，试求孔隙比e和相对密实度Dr

，并评定该砂土的密实度。e

d(1w)swsw

1

2.671.0981.77

10.6563；e e 0.9430.6563D maxr e e

0.9430.461

0.595；max minDr

0.5950.330.67之间，该砂土属中等密实。某砂层在自然状态时的孔隙比为0.68，室内试验测得emin

0.49，emax

0.78。假设砂层的厚度为3m，经振动压实后，砂面平均下沉18cm〔假设压缩前后砂层横截面面积保持不变。问此时的相对密度是多少？AV，由于土颗粒体积VsV 3AV 1.79A；s 1e 10.68压缩后孔隙体积为：V (30.18)AVv s

3A1.03A；1.68V则压缩后孔隙比为：e Vs

1.03A0.58；1.79AD

emax

e 0.780.580.69。r emax

emin

0.780.492.7，密度为1.6g/cm382%50%，塑限为35%。试求其液性指数、塑性指数，并推断其物理状态。解：Swdsr e由

0.82

2.7we

w42.8%；ds(1w) 1.62.7(1w)1 1e w

1e

42.835PI ww 503515，IPP L P

wwL

0.52；5035由于10IP

1517，0.25IL

0.520.75，所以该土为粉质粘土，处于可塑状态。w18%，干密度d

1.60g/cm3，相对密度ds

2.72，液限wL

30%，塑限wP

16%〕该土的孔隙比e、孔隙率n、饱和度S〔2〕塑性指数I 、液性指数I，并确定土的名称及状态。r P L解：d 2.721 e 0.7(1)e

s d

1.60

10.7；n1e

100%41.2%；10.7Swds100%18%2.72100%69.9%；r e 0.7

18%16%〔2〕Ip

wwL

301614；IL

pwwL

30%16%

0.14；由于10I 17，0I 0.25，所以该土样是硬塑粉质粘土。p L30％，土粒比重为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。解：ewd

0.819；

ds

1.5g/cm3； ds

s

d

1e wsat 1eI ww

w

wwp

0.8125p L p

L wwL p所以该土处于软塑状态，属粉质粘土。一原状土样，其体积为100cm3，质量为200g，烘干后质量为150g ，土粒相对密度为2.69。土的液限wL

48%，塑限wP

29%1〕土的塑性指数IP

、液性IL

，并确定该土的名称和状态〔2〕1.9g/cm3，此时土样孔隙比削减多少？解：〔1〕mw

mms

20015050g，则含水量为：mw w100%33.3%；mmsI w wP L P

48291917，所以该土样应为粘土；wwI p

0.330.29

0.2，L w wL p

0.490.29由于0IL

=0.20.25，所以该粘土属于硬塑状态。m〔2〕压密前干密度为： m

150 1.5g/cm3， d V 100所以压密前孔隙比为e

dsw

1

2.691

10.79，1 1.5d1d 2.691压密后孔隙比为e 2

s d2

1

1.9

10.42，所以孔隙比削减eee1 2

0.790.420.37。一土样的自然重度为17.5kN/m3，干重度为12.8kN/m3，塑限w 33%，PIL

0.5，试问该土的液限为多少？34.解：由于ds(1w) ，1e w d

ds ，1e w所以d

dsw1e

， d

ww17.512.812.8

36.7%；I

wwp

，所以0.5

36.733

，可得w

40.4%。L w wL p

w 33 LL某饱和土样的自然密度1.84g/cm3w38%wL