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第一章 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？

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.

土中水按性质可以分为哪几类？

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。

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）。

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. 什么是土的构造？其主要特征是什么？

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。

6. 试述强、弱结合水对土性的影响。

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. 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？

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. 土颗粒的矿物质按其成分分为哪两类？

（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. 简述土中粒度成分与矿物成分的关系。

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. 粘土的活动性为什么有很大差异？

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。

二、 填空题

1.根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较 较平缓 时表示土的级配良好。

2.工程中常把 CU>10 的土称为级配良好的土，把 CU<5 的土称为级配均匀的土，其中评价指标叫 不均匀系数。

3.不同分化作用产生不同的土，分化作用有：物理风化、化学风化、生物分化。

25.不均匀系数Cu、曲率系数Cc 的表达式为Cu＝d60 / d10、Cc＝d30 / (d60 ×d10 )。

6. 砂类土样级配曲线能同时满足Cu ≧5 及Cc = 1～3的土才能称为级配良好的土。

7. 土是岩石分化的产物，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：散粒性和多相性。

9.最常用的颗粒分析方法有 筛分 法和 沉降分析法 法。

16.下图1-1为某砂土的颗粒级配曲线，是判断属于下列（ D）类。

图1-1

(D) A线级配不良，B线级配良好，C线级配不连续。

第2章土的物理性质及分类

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）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 、含水量 、相对密度ds；计算指标是：孔隙比e、

’孔隙率n、干密度 d、饱和密度 sat、有效密度 、饱和度Sr

3. 什么是塑限、液限和缩限？什么是液性指数、塑性指数？

（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. 塑性指数对地基土性质有何影向？

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，10< IP ≤17为粉质粘土。

7.按规范如何对建筑地基岩土进行分类？

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。

11. 什么是土的灵敏度和触变性？试述在工程中的应用。

（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. 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 线

【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；

13.影响土压实性的主要因素什么？

【答】含水量、击实能量、土的颗粒级配、试验条件。

14.什么是最优含水量和最大干密度？

【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opdmax表示。

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）

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。

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。

锥式液限仪、搓条法、收缩皿法

5. 土的触变性是指 。

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. 土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越 越多 。

7. 作为建筑地基的土，可分为岩石、碎石土砂土、 粉土 、粘性土和人工填土。

8. 碎石土是指粒径大于 2 mm的颗粒超过总重量50%的土。

10. 液性指数是用来衡量粘性土的 软硬 状态。

第3章 土的渗透性及渗流

一、 简答题

2. 简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。

（1）土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。 （3）土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。（4）水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。

6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系

在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。

在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。

具体地再说，管涌和流砂的区别是：（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；（2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体内部；（3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。

7. 渗透力都会引起哪些破坏？

渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：一是由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。

二、 填空题

1.土体具有被液体透过的性质称为土的 。

2.影响渗透系数的主要因素有： 、 、 、 、 、 。

3.一般来讲，室内渗透试验有两种，即 和 。

4.渗流破坏主要有 和 两种基本形式。

5.达西定律只适用于 的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的 。

答1. 渗透性或透水性

2. 土的粒度成分及矿物成分、土的密实度、土的饱和度、土的结构、土的构造、水的温度

3. 常水头法、变水头法

4. 流砂(土)、管涌

5. 层流、渗透系数

第4章土中应力

一简答题

3、 何谓土中应力？它有哪些分类和用途？

土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。

土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身

重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原

因。