土的物理性质指标和工程分类

第一章 土的物理性质指标和工程分类1-1 有A 、B 两个土样，通过室内试验测得其粒径与小于该粒径的土粒质量如下表所示，试绘制出它们的级配曲线并求出C u 和C c 值。

A 土样试验资料（总质量500g ） 粒径d （mm ） 5 2 1 0.5 0.25 0.1 0.075 小于该粒径的质量（g ） 5004603101851257530B 土样试验资料（总质量30g ）粒径d （mm ） 0.075 0.05 0.02 0.01 0.005 0.002 0.001 小于该粒径的质量（g ）3028.826.723.115.95.72.11-2 从地下水位以下某粘土层取出一土样做试验，测得其质量为15.3 g ，烘干后质量为10.6 g ，土粒比重为2.70。

求试样的含水率、孔隙比、孔隙率、饱和密度、浮密度、干密度及其相应的重度。

1-3 某土样的含水率为6.0%，密度为1.60 g/cm 3,土粒比重为2.70，若设孔隙比不变，为使土样完全饱和，问100 cm 3土样中应加多少水？1-4 有一砂土层，测得其天然密度为1.77 g/cm 3，天然含水率为9.8%，土的比重为2.70，烘干后测得最小孔隙比为0.46，最大孔隙比为0.94，试求天然孔隙比e 、饱和含水率和相对密实度D r ，并判别该砂土层处于何种密实状态。

1-5 今有两种土，其性质指标如下表所示。

试通过计算判断下列说法是否正确?1. 土样A 的密度比土样B 的大；2. 土样A 的干密度比土样B 的大；3. 土样A 的孔隙比比土样B 的大；1-6 试从基本定义证明：1. 干密度(1)1s wd s w G G n E ρρρ==−+ 2. 湿密度 1s r w G S eeρρ+=+3. 浮密度(1)1s w G eρρ−′=+1-7 在下图中，A 土的液限为16.0%，塑限为13.0%；B 土的液限为24.0%，塑限为14.0%；C 土为无粘性土。

图中实线为粒径分布曲线，虚线为C 土的粒组频率曲线。

试按《土的分类标准》对这三种土进行分类。

C0.001(%)某粒组的土粒含量(%)小于某粒径的土粒含量土粒粒径，以计AB0.0060.010.060.10.6161060100200020406080100习题1-7附图1-8 某碾实土坝的土方量为20万方，设计填筑干密度为1.65 g/cm3。

料场土的含水率为12.0%，天然密度为1.70 g/cm 3，液限为32.0%，塑限为20.0%，土粒比重为2.72。

问： (1) 为满足填筑土坝需要，料场至少要有多少方土料？（2）如每日坝体的填筑量为3000m 3，该土的最优含水率为塑限的95%，为达到最佳碾压效果，每天共需加水多少？（3）土坝填筑后的饱和度实多少？1-9 某地基土样数据如下：环刀体积60cm 3,湿土质量0.1204kg ，土质量0.0992kg,土粒相对密度为2.71，试计算：天然含水量ω，天然重度γ，干重度d γ，孔隙比e 。

1-10 一击实试验：击实筒体积1000cm 3，测得湿土质量为1.95kg ，取一质量为17.48g 的湿土，烘干后质量为15.03g ，计算含水量ω和干重度d γ。

1-11 一击实试验土样3kg ，测得其含水量ω=16%，如拌制ω=20%的土样，需加多少水？1-12 描述确定愿位土天然密度的方法，如果求得愿位土样天然密度ρ=2.1 t/m 3,含水量ω=15%，颗粒比重d s =2.71，试计算其孔隙比e 。

1-13 测得砂土的天然重度γ=17.6kN/m 3，含水量ω=8.6%，比重d s =2.66，最小孔隙比e min =0.462，最大孔隙比e max =0.71，试求砂土的相对密度D r 。

1-14 某干砂土样重度为16.6kN/ m 3，比重d s =2.69，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增加到40%，求此砂样在雨中的孔隙比e 。

1-15 某工地进行基础施工时，需在土中加水以便将土夯实，现取土样1000g ，测其含水量为20%，根据施工要求，将土的含水量增加20%，问应在土样内加多少水？1-16 某工程勘察中，取原状土60 cm 3，重99.15g ，烘干后重78.05 g ，比重2.67，求此土的孔隙比和饱和度。

1-17 描述确定愿位土天然密度的方法，如果求得愿位土样天然密度ρ=2.1 t/m 3，含水量ω=15%，颗粒比重d s =2.71，试求其。

r s1-18 已知某地基土试样有关数据如下。

①天然重度γ=18.4kN ；干重度d γ=13.2 kN/m 3。

②液限试验，取湿土14.5g ，烘干后10.3g 。

③搓条试验：取湿土条5.2g ，烘干后重4.1g,求： （1）确定土的天然含水量，塑性指数和液限指数； （2）确定土的名称和状态。

1-19 试样A 的含水量为35%，质量为800g 。

加同质量的试样B 与试样A 后含水量41%；在搅拌中失去了2g 的水。

试求试样B 的含水量。

1-20 某土样，经试验测得其干重度d γ=15.4 kN/m 3。

含水量ω=19%，土粒比重s d =2.71，液限L ω=28.3%，塑限p ω=16.7%。

试求：(1) 孔隙比和饱和度；(2) 确定此土的名称和状态。

1-21 某地基开挖中，取原状土样送至实验室中进行试验。

测得天然重度γ=19.2 kN/m 3，天然含水量ω=20%，比重s d =2.72；液限L ω=32%，塑限p ω=18%。

试问这些数据合理么？为什么？如果合理，请定出次土的名称和状态。

1-22 一饱和粘土的天然重度为γ=18.4 kN/m 3，土粒比重s d =2.74，试求次土的孔隙比、天然 含水量、干重度、浮重度。

1-23 一个饱和原状土样体积为143 cm 3，质量为260g ，颗粒相对密度为2.70，确定它的孔隙 比、含水量和干密度。

1-24 用三相比例简图推导压缩试验沉降量公式：12111e e S h e −Δ=+ 。

1-25 某原状土样试验结果为：比重s d =2.70，土样湿的和烘干后的质量分别为210g 和125g ，若湿土样的饱和度为75%，试确定其孔隙比。

1-26 一体积为50cm 3的土样，湿土质量0.09kg ，烘干后质量为0.068kg ，土粒相对密度s d =2.69，求其孔隙比，若将土样压密，使其干密度达到1.61 t/m 3，土样孔隙比将减少多少？1-27 在标准试验中，装在环刀中（环刀体积为64.4 cm 3）的土的质量为128.8g ，假设土85%饱和，求此土的干重度。

1-28 有一块50cm 3的原状土样重95.15g ，烘干后重75.05g ，已知土粒比重s d =2.67，试求其天然重度γ、干重度d γ、饱和量度sat γ、浮重度'γ、天然含水量ω、孔隙比、孔隙率、饱和度、并比较e n r S γ、d γ、'γ、sat γ的数值大小。

1-29 在地下水以下取出的砂土试样，由于砂土蓄水能力差，在取样中水分流失一部分，以后由试验测得，砂土的重度γ=18.0 kN/m 3，含水量ω=18%，土粒比重s d =2.66，试计算该砂土的天然孔隙比，水分流失后的饱和度，原砂土的天然含水量几浮重度。

1-30 已知料场土料的天然重度γ=18.0 kN/m 3，土颗粒比重s d =2.70，天然含水量ω=20%，实验结果max d γ=17.35 kN/m 3，设计要求干重度为0.98max d γ，且碾压后土的饱和度不能超过85%，问这料场的土料是否是适于建筑？1-31 一个有5 cm 3的天然土块（V=5 cm 3）,已知其天然孔隙比=0.67，求该土块中固体颗粒的体积0e s V =？1-32 某工地回填土工程，土料的天然含水量为12%，夯实时需要土的最优含水量16.5%，试问应该在每吨土中加多少公斤水方可满足夯实要求？1-33 用比重为2.70，天然孔隙比为0.9的某处原状土开挖后运到另处作路基填料，填筑干密度要求达1.65 t/m 3，试求填筑1m 3需要挖方多少体积？1-34 施工一砂垫层，施工用料的含水量为6%，砂的比重为2.65，经过试验测得最大孔隙比为0.80，最小孔隙比为0.60，问当垫层施工相对密度达D r =0.80时，每施工1m 3所需湿砂量多少吨？1-35 绘出三相图，并用定义证明下列等式：（1）1s d d eωγγ=+ （2）max min max min ()()d d d r d d d D γγγγγγ−=−（3）饱和含水量()d sd ωωγγωγ=−1-36 某土坝施工中，上坝材料的土粒相对密度为s d =2.70，天然含水量为ω=10%，上坝时的虚土干重度为d γ=12.7 kN/m 3，要求碾压后饱和度达到95%，干重度达到16.8 kN/m 3 ，如每日填筑坝体5000m 3 ，问每日上坝多少虚土？共需加多少水？1-37 制备200cm 3的饱和土样，s d =2.70，含水量为32%，假定土样吸水膨胀，弱结合水达到最大厚度时的含水量为50%，求其可能的最大吸水量和体积膨胀量。

1-38 设有1m 3的石块。

孔隙比e=0，打4碎后孔隙比e=0.5，再打碎后孔隙比e=0.6，求第一次与第二次打碎后的体积。

1-39 完全饱和土样，厚2.0cm ，环刀面积30cm 2，在压缩仪上做试验。

试验结束后，取出称重为105g ，烘干后重85g ，设土粒的相对密度为2.70，求： （1） 压缩前的土重；（2） 压缩前后土样孔隙比改变了多少； （3） 压缩量共有多少。

1-40 从A 、B 两地土层中各取粘性土样进行试验，恰好其液、塑限相同，即液限为L ω=45% ，塑限P ω=30%，但A 地的天然含水量为45%，而B 地的天然含水量为25%。

试求：A 、B 两地的地基土的液限指数，并通过判断土的状态，确定哪个地基土比较好。

1-41 欲对某粘性土料进行分层压实，经试验测得其土性指标为：土粒的相对密度为2.75，天 然重度为 16.5 kN/m 3，饱和度为85%，液限为52%，塑限为37%，当经过压密后，刚好达到完全饱和但又没有排出水，试求此时的液限指数。