土木工程材料课后习题及答案样本

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土木工程材料习题集与参照答案

第一章

土木工程材料基本性质

1. 试述材料成分、构造和构造对材料性质影响?

参照答案:

材料成分对性质影响:材料构成及其相对含量变化,不但会影响材料化学性质,还会影响材料物理力学性质。材料成分不同,其物理力学性质有明显差别。值得注意是,材料中某些成分变化,也许会对某项性质引起较大变化,而对其她性质影响不明显。

材料构造对性质影响:材料构造是决定材料物理性能重要因素。可分为微观构造和细观构造。材料在微观构造上差别影响到材料强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质,可以说材料微观构造决定着材料物理力学性能。

材料构造对性质影响:材料构造重要是指材料孔隙和相似或不同材料间搭配。不同材料恰当搭配形成复合材料,其综合性能优于各个单一材料。材料内部孔隙会影响材料强度、导热性、水渗入性、抗冻性等。

总之,材料构成、构造与构造决定了材料性质。材料构成、构造与构造变化带来了材料世界千变

万化。

2.试述材料密度、表观密度、孔隙率定义、测定办法及互有关系。密度与视密度区别何在? 参照答案:

密度ρ:是指材料在密实状态下单位体积质量。测定办法:将材料磨细成粒径不大于0.25mm 粉末,再用排液法测得其密实体积。用此法得到密度又称“真密度”。

表观密度0ρ:是指材料在自然状态下单位体积质量。测定办法:对于外形规则块体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则块体材料,将其加工成规则块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。

孔隙率P :材料中孔隙体积与总体积比例。

互有关系:

%10010⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=ρρP

密度与视密度区别:某些散粒材料比较密实,其内部仅含少量微小、封闭孔隙,从工程使用角度来说,

不需磨细也可用排液法测其近似密实体积,这样测得密度称为“视密度”。

3.孔隙率及孔隙特性对材料表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响?

参照答案:

对表观密度影响:材料孔隙率大,在相似体积下,它表观密度就小。并且材料孔隙在自然状态下也许含水,随着含水量不同,材料质量和体积均会发生变化,则表观密度会发生变化。

对强度影响:孔隙减小了材料承受荷载有效面积,减少了材料强度,且应力在孔隙处分布会发生变化,如:孔隙处应力集中。

对吸水性影响:开口大孔,水容易进入但是难以布满;封闭分散孔隙,水无法进入。当孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时,材料吸水多。

对抗渗性影响:材料孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具备较高渗入性;如果孔隙率小,孔隙封闭不连通,则材料不易被水渗入。

对抗冻性影响:连通孔隙多,孔隙容易被水布满时,抗冻性差。

对导热性影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布孔隙多,则导热系数就小,导热性差,保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大,其内空气会发生对流,则导热系数就大,导热性好。

4.材料耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性含义是什么?

参照答案:

耐水性:材料抵抗水破坏作用能力称为耐水性,即材料经水浸泡后,不发生破坏,同步强度也不明显减少性质。指标:软化系数

吸水性:材料与水接触时其毛细管会吸取水分性质。指标:吸水率

吸湿性:材料在潮湿空气中吸取水分性质。指标:平衡含水率

抗冻性:材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻融循环作用而不被破坏,强度也不严重减少性质。指标:抗冻级别,其划分取决于材料在一定条件下经受冻融而不被破坏次数。

导热性:当材料两面存在温度差时,热量会从温度较高一面传导到温度较低一面性质。指标:导热系数

热容:某块材料在温度升降1K时所放出或吸取热量。

指标:C(热容)=c(比热容)•m(材料质量)

抗渗性:材料抵抗压力水或液体渗入性质。指标:渗入系数

5.材料导热系数、比热容和热容与建筑物使用功能有什么关系?

参照答案:材料导热系数小,建筑物保温隔热性能就好。如果建筑物围护构造热容越大,则在气温变化较大时,能较好地保持室内温度。

6.试述材料弹性、朔性、脆性和弹性磨量意义?

参照答案:

弹性:当撤去外力或外力恢复到原状态,材料可以完全恢复本来形状性质。

塑性:当撤去外力或外力恢复到原状态,材料仍保持变形后形状和尺寸,并不产生裂缝性质。

脆性:是材料在外力作用下不产生明显变形而突然发生破坏一种性能。

弹性模量:晶体材料如金属材料体现为线弹性,某些非晶体材料如玻璃等也体现为线弹性,其应力与

应变之比为常数,比值称为弹性模量,它是衡量材料抵抗外力使其变形能力一种指标。

7.影响材料强度实验成果因素有哪些?强度与强度级别与否不同,试举例阐明。

参照答案:

实验条件对材料强度实验成果有较大影响,其中重要有试件形状和尺寸、实验机加载速度、实验时温度和湿度,以及材料自身含水状态等。

强度与强度级别不同样。强度是一种详细值,而强度级别是一种级别范畴。如:混凝土强度级别为C30,

那么属于C30强度级别混凝土实际强度值有也许是30MPa 或与30MPa 接近强度值。

8.某地红砂岩,已按规定将其磨细,过筛。烘干后称取50g ,用李氏瓶测得其体积为18.9cm3。另有卵石通过清洗烘干后称取1000g ,将其浸水饱和后用布擦干。又用广口瓶盛满水,连盖称得其质量为790g ,然后将卵石装入,再连盖称得其质量为1409g ,水温为25℃,求红砂岩及卵石密度或视密度,并注明哪个是密度或视密度。

参照答案:

红砂岩密度:

)/(646.29.18503cm g ==ρ

卵石视密度:

)(3811140910007903cm V =-+= )/(625.238110003cm g ==ρ

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