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一造《水利计量》考点笔记+经典习题:土体的工程特性

作者:233网校-VIVI-籽苒 2021-03-02 16:24:03
导读:一造《水利计量》考点笔记+经典习题:土体的工程特性

土体的工程特性

一、考情分析


二、配套课程免费学

课程

考点笔记

时长

岩(土)体的工程特性(一)

土体的工程特性

36:08

岩(土)体的工程特性(二)

岩体的工程特性

28:49

岩(土)体的工程特性(三)

地质构造&地质作用

18:16


三、考点课堂笔记+经典试题配套练习

考点一、工程地质问题

工程地质条件

【自然】

1)概念:自然环境地质因素对工程活动的制约和影响而产生的问题。

2)内容:地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、物理地质现象(滑坡、崩塌、泥石流、风化、侵烛、岩溶、地震等)以及天然建筑材料等六个方面

工程地质作用

【后天】

1)概念:由工程活动而引起环境地质条件的变化,从而形成不利于工程建设的、新的地质作用。

2)内容:包括建筑物荷载引起地基岩土体的沉陷变形和剪切滑动;人工开挖造成边坡或地下洞室岩土体的变形和失稳破坏;水库诱发地震、渗漏、塌岸和浸没;砂土振动液化;以及潜蚀、流沙等。

考点二、工程地质学的3个主要任务

任务一

选择工程地质条件最优良的建筑地址

任务二

查明建筑地区的工程地质条件和可能发生的不良工程地质作用。工程建筑地址的选定,首先考虑的是整体经济建设的发展和需要。

任务三

根据选定地址的工程地质条件,提出枢纽布置、建筑物结构类型、施工方法及运营使用中应注意的事项。

习题1:下列属于工程地质作用的有( )。

A.建筑物荷载引起的地基沉陷

B.开挖造成洞室岩土体变形

C.水土流失形成泥石流

D.水库诱发地震

E.原始边坡较陡形成滑坡

233网校答案:ABD              

233网校解析:工程地质作用是由工程活动引起环境地质条件的变化。形成不利于工程建设的、新的地质作用。

考点三、土的组成与结构

1、土的固相

涵义

三相中的主体,是决定土的工程性质主要成分

分类

1)原生矿物:岩石经物理风化破碎而形成的,其成分与原岩矿物相同,颗粒较大。

2)次生矿物:岩石经化学风化改变了其原来的成分,形成一种颗粒很细的新矿物,以黏土矿物为主。

土的粒径分组

1)粒径小于0.005mm的为黏粒,常见的黏土矿物有岭石、利石和脱石(高伊蒙)。黏土颗粒使土具有可塑性、黏性、膨胀性、收缩性和触变性。【2020】

2)通过室内颗粒级配试验确定各粒组含量,>0.075mm的颗粒采用筛分法<0.075mm的颗粒采用密度计法

2、土的液相(固体颗粒之间的水,分为结合水和自由水。)

结合水

附着于土粒表面,受土粒表面电分子引力作用而不服从水力学规律的土中水。包括:

1)强结合水:对工程性质影响较

1)弱结合水:对黏性土的物理力学性质影响较

自由水

处于土粒表面引力作用范围以外的土中水,与普通水无异。包括:

1)重力水:存在于自由水面以下

2)毛细管水受重力和表面张力的共同作用。

3、土的气相

饱和度较低时

土中气体与大气相连通,当土受到外力作用时,气体很快就会从孔隙中排出,土的压缩稳定和强度提高都较快,对土的性质影响不大

饱和度较高时

土中出现封闭气泡无法逸出,在外力作用下,气泡被压缩或溶解于水中,一旦外力除去后,气泡就又膨胀复原,所以封闭的气泡对土的性质有较大的影响。将增加土的弹性,使土的渗透性减小,并能延长土体受力后变形达到稳定的历时。

4、土的结构(与土粒矿物成分、颗粒形状沉积条件有关)

单粒结构

沉积过程中,颗粒较粗的矿物颗粒在自重作用下沉落,特点是土粒间存在点与点的接触

蜂窝结构

较细的土粒在自重作用下沉落时,碰到已沉稳的土粒,由于土粒细而轻,粒间接触点处的引力大于下沉土粒重量,土粒就被吸引着不再下沉,形成链环状单元,形成孔隙较大的蜂窝结构,常存在于粉土和黏性土中。

絮凝结构

一般存在于黏性土中,往往形成面与边或面与角的接触方式凝聚成絮状物下沉,因而具有很大的孔隙

习题2:【2020】常见的黏土矿物( )。

A. 高岭石

B. 伊利石

C. 石英

D. 蒙脱石

E. 金刚石

233网校答案: ABD                                      

习题3:岩石经化学风化破碎而形成的矿物叫做( )。

A.黏土矿物

B.原生矿物

C.次生矿物

D.矿物颗粒

233网校答案: C              

233网校解析:岩石经物理风化破碎而形成的矿物叫做原生矿物。经化学风化改变了其原来的成分,形成一种颗粒很细的新矿物,叫次生矿物,以黏土矿物为主。常见的黏土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石。           

考点四、土的物理力学性质指标

1、试验测定指标

土的天然密度(重度)

【环刀法】

1)单位体积天然土体的质量称为土的天然密度,以 ρ 表示,g/cm3
ρ=m/V

2)单位体积天然土体的重量称为土的天然重度,以 γ 表示,kN/m3
γ=W/V
3)γ=ρg,g为重力加速度。

土的含水率【烘干法】

土中水的质量土粒质量之比。ω=mw /ms×100%

土粒比重【比重瓶法】

土粒质量与同体积4℃时水的质量之比。

2、换算指标

孔隙比和孔隙率

1)孔隙比:土中孔隙体积土粒体积之比,以e表示:e=Vv / Vs。孔隙比反映土体的密实程度,对于同一类土,孔隙比越大土体越疏松

2)孔隙率:土中孔隙体积与土体总体积之比,以n表示:n=(V/ V)×100%。

饱和度

土中水的体积孔隙体积之比,指土孔隙被水充满的程度,以Sr表示,表示土体的干湿程度。Sr=(Vw / Vv)×100%。

饱和重度与饱和密度

土中孔隙完全被水充满时的重度。

有效重度(浮重度)与有效密度

处于水下的土受到浮力作用,单位体积中土的有效重量。

干重度与干密度【2020】

1)干重度:单位体积的土体中固体颗粒的重量,以γd表示:γd=Ws/V

2)干密度:ρd=ms/V

3)干密度和干重度反映土颗粒排列的紧密程度,即反映土体的松密程度,工程上常用它作为控制人工填土施工质量的指标。

3、土的物理状态

(1)砂土的密实状态

1)孔隙比:确定土体的密实状态的简便指标,孔隙比越大则土体中的孔隙体积越大,土体越松

2)土的密实状态:常用相对密度Dr判定砂土的密实度

e为砂土在天然状态的孔隙比

取值Dr取值

松密状态

Dr=1时,e=emin

最密实状态

Dr=0,e=emax

最疏松状态

Dr<0.33

疏松

Dr=0.33~0.67

中密

Dr>0.67

密实

2)常采用现场标准贯入试验来判定砂土的密实度。测得的标准贯入击数是采用标准质量为63.5kg的击锤,落距为76cm,击入土层中的深度为30cm时所需的锤击数量,击数越大,土层越密实

标准贯入试验锤击数

密实度

N63.5≤10

松散

10<N63.5≤15

稍密【2020】

15<N63.5≤30

中密

N63.5>30

密实

(2)黏性土的稠度状态

1)黏性土的稠度状态

黏性土处于可塑状态时,土具有可塑性,是区别黏性土和无黏性土的重要特征之一。

2)塑性指数和液性指数

塑性指数Ip

黏粒含量越高,Ip越大,能综合反映土的矿物成分颗位大小影响。

IpLP=液限-塑限

液性指数IL

判别黏性土的软硬程度,也称稠度。

 

习题4:【2020】土的物理力学性质指标中,通过试验测定指标换算获得的是( )。

A. 土的天然密度

B. 含水率

C. 土的容重

D. 干密度

233网校答案: D                                                       

习题5:【2020】一黏性土样的液性指数为0.55,土样状态为( )。

A. 坚硬

B. 硬塑

C. 可塑

D. 软塑

233网校答案:C  

习题6:【2020】工程现场用标准贯入试验测砂土密实度,标准锤击数为13,砂土的密实度为( )。

A. 松散

B. 稍密

C. 中密

D. 密实

233网校答案:

习题7:某1cm³土体中水的质量mw为0.2g,土粒的质量ms为1.5g,则该土体的含水率为( )。

A.0.1

B.0.13

C.0.15

D.0.2

233网校答案:B                            

233网校解析:ω=mw /ms×100%=0.2/1.5×100%=0.13,故正确选项为B。                             

习题8:某1cm³土体中水的质量mw为0.2g,土粒的质量ms为1.5g,则该土体干密度为(  )。

A.1.25g/cm³

B.1.5g/cm³

C.1.75g/cm³

D.1.85g/cm³

233网校答案:B                            

233网校解析:干密度ρd=ms/V=1.5/1×100%=1.5g/cm³,故正确选项为B。                             

习题9:标准贯入试验是指在规定锤重(63.5kg)和落距(76cm)的条件下击入土中,测定贯入量为( )所需要的锤击数N。

A.5cm

B.10cm

C.15cm

D.30cm

233网校答案:D                            

233网校解析:标准贯入试验是常用的一种原位试验方法,测得的标准贯入击数是采用标准质量为63.5kg的击锤,落距为76cm,击入土层中的深度为30cm时所需的锤击数量,击数越大,土层越密实。                             

4、土的抗剪强度

概念

土的抗剪强度指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。

相关的三类工程问题

第一类是土质边坡的稳定性问题;
第二类是土对工程建筑物的侧向压力
第三类是建筑物地基的承载力问题。

库仑抗剪强度定律

1)对于无黏性土,抗剪强度的表达式为:τf=σtanφ
2)对于黏性土,抗剪强度的表达式为:τf=c+σtanφ
τf:土的抗剪强度(kPa);
σ:滑动面上的法向应力(kPa);
c:土的黏聚力(kPa);
φ:土的内摩擦角,即抗剪强度线倾角。

土的抗剪强度是滑动面上的法向总应力σ的线性函数

考点五、土的分类

碎石土

粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%

砂土

粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%

粉土

粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%,且土的塑性指数≤10

黏性土

塑性指数>10的土。Ip>17为土;10<Ip≦17为粉质黏土。

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