不同时代黄土物理力学性质
(一)Q3均质浅黄色湿陷性黄土与Q2红橙色无湿陷性老黄土基本物理力学性质
Q3均质浅黄色湿陷性黄土(即马兰黄土)与Q2红橙色无湿陷性老黄土(即离石黄土上部)的基本物理力学性质
两类黄土间在物理力学性质上的差别，以及在水平方向的变化规律：
(1)Q2红橙色无湿陷性老黄土的强度和干容重较Q3均质浅黄色湿陷性新黄土大；而孔隙度则较小。
(2)Q2红橙色无湿陷性老黄土的粘土颗粒含量较Q3均质浅黄色湿陷性新黄土多，而砂粒的含量则较少。
(3)Q2红橙色无湿陷性老黄土液限和塑性指数一般较Q3均质浅黄色湿陷性黄土大。
(4)由北向南，两类黄土的砂粒含量逐渐减少；粉粒和粘粒含量增加。
(5)由北向南，两类黄土的液限和塑性指数逐渐增加。
(6)由北向南，Q3均质浅黄色湿陷性新黄土的强度有所增加；Q2红橙色无湿陷性老黄土的强度变化不大。
可以根据干容重、孔隙度、无侧阻抗压强度，粘粒和砂粒的含量等方面的差别，用来鉴别两类黄土。通常，
(1)Q3均质浅黄色湿陷性新黄土的干容重小于1.4g/cm3，多在1.3g/cm3左右，Q2红橙色无湿陷性老黄土的干容重大于1.4g/cm3，甚至可达到1.6g/cm3。
(2)Q3均质浅黄色湿陷性新黄土层孔隙度一般大于50％，甚至可达到65％；Q2红橙色无湿陷性老黄土层一般小于50％，多在45％左右。
(3)Q3均质浅黄色湿陷性新黄上层无侧限强度小于1公斤／厘米2，多在0.6公斤／厘米2左右，Q2红橙色无湿陷性老黄土层大于1公斤／厘米2，甚至可达2．5公斤／厘米2。（注：1公斤／厘米2=98Kpa）
(4)Q3均质浅黄色湿陷性新黄土层粘粒(＜0.005毫米)含量一般小于20％；Q2红橙色无湿陷性老黄土层粘粒含量一般大于20％。(而砂粒含量有时见反常现象，故不可作为鉴别两类黄土的依据)。
（二）新近堆积黄土物理力学性质的特点
(1)从全国湿陷性黄土地区的平均统计数值上看，新近堆积黄土和其他类型湿陷性黄土的各项物理力学性质指标基本上相差不太大。
(2)小范围的地区或场地上新近堆积黄土的物理力学性质与其相邻近的其他类型湿陷性黄土的物理力学性质可能有差异性，有时两者相差较大。
(3)新近堆积黄土的物理力学性质比较复杂，变化较大。它的某些指标表现为极不均匀、稳定性差。
(三)新近堆积黄土各项物理力学性质的特征
1．比重：新近堆积黄土的比重和其他类型湿陷性黄土一样，变化不大，一般在2.68~2.74之间。
2．容重：新近堆积黄土的容重变化较大，青海多巴场地为1.39~1.48g／cm3，陕西宝鸡为1.81g／cm3。一个探井里变化也比较大。干容重亦然，全国范围内变化幅度为 1.67~1.12g／cm3，差值为0.55g／cm3。
有的场地新近堆积黄土的容重、干容重大于其他类型湿陷性黄土，有的场地则相反。
3．天然含水量：新近堆积黄土的天然含水量和其他松散岩土一样，除受自己的内部组织结构等决定的含水能力影响外，还受存在环境及自然条件的影响。因此．各地新近堆积黄土的含水程度不同。我国新近堆积黄土的含水量通常在14~24％之间。最小6％，最大可达30％以上。
无机材料物理性能习题解答
这有答案，大家尽量出有答案的题材料物理性能 习题与解答 吴其胜 盐城工学院材料工程学院 2007，3
目录 1 材料的力学性能 (2) 2 材料的热学性能 (12) 3 材料的光学性能 (17) 4 材料的电导性能 (20) 5 材料的磁学性能 (29) 6 材料的功能转换性能 (37)
1材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解：根据题意可得下表 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，能伸长多少厘米? 解： 拉伸前后圆杆相关参数表 ) (0114.010 5.310101401000940000cm E A l F l E l l =?????=??= ?=?=?-σ ε0816.04.25 .2ln ln ln 2 2 001====A A l l T ε真应变) (91710 909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .0100=-=?=A A l l ε名义应变) (99510 524.44500 6 MPa A F T =?= = -σ真应力
1-3一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。 解：根据 可知： 1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。 证： 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： )21(3)1(2μμ-=+=B G E ) (130)(103.1)35.01(210 5.3) 1(28 8 MPa Pa E G ≈?=+?= += μ剪切模量) (390)(109.3) 7.01(310 5.3) 21(38 8 MPa Pa E B ≈?=-?= -=μ体积模量. ,. ,112 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 S W VS d V ld A Fdl W W S W V Fdl V l dl A F d S l l l l l l ∝=== = ∝= = = =??? ? ? ?亦即做功或者：亦即面积εε εε εε εσεσεσ) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量 ) (1.323)84 05.038095.0()(11 2211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量 ). 1()()(0)0() 1)(()1()(1 //0 ----= = ∞=-∞=-= e e e E t t t στεσεεεσετ τ ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为
水泥物理力学性能试题及答案
水泥物理力学性能试验试题 一）填空题 1、水泥取样可连续取，亦可从（20）个以上不同部位取等量样品，总量至少（12Kg） 2、水泥胶砂试块质量比，水泥：ISO标准砂：水等于（1 : 3 : 0.5 ） 3、水泥胶砂强度试验方法采用尺寸（40mm*40mm*160n）m棱柱体试块的水泥抗压强度和抗折强度 4、达到试验龄期时将试块从水中取出用潮湿棉布覆盖先进行（抗折强度）试验，折断后每截再进行（抗压强度）试验 5、试验室室内空气（温度）和（相对湿度）以及养护池水的（水温）在工作期间每天至少记录一次 6、养护箱的温度与相对湿度至少每4h 记录一次，在自动控制的情况下记录次数酌情减至一天记录（二次）。 7、水泥胶砂振实台为了防止外部振动影响振实效果，需要在整个混凝土基座下放一层厚约 （5mm）天然橡胶弹性衬垫。 8、水泥抗折试验以（50±10N/S ）的速率均匀加荷，直至破坏。 9、制备胶砂后立即进行成型。用勺子将胶砂分（二层）装入试模，装第一层时，每个槽约放 300g，用大播料器垂直模套顶部沿着每个槽来回一次播平，接着振实（60 ）次。再装入第二层，用小播料器播平，再振实（60）次。 10、试体龄期是从（水泥加水搅拌）开始试验时算起。 11、雷氏夹受力弹性应符合要求。当一根指针的根部先悬挂在尼龙丝上，另一根指针的根部再挂上（300g）质量的砝码时，两根指针针尖的距离增加应在（17.5 ± 2.5mm）范围内，并且去掉砝码后针尖的距离能恢复至挂砝码前的状态。 12、由（水泥全部加入水中）至终凝状态的时间为水泥的初凝时间，用什么单位（min ）表示。 13、水泥安定性试验每个样品需成型（两）个试件 14、当两个试件煮后增加距离（C-A）的平均值大于（5.0）mm寸，应用同一样品立即重做一次试验，以复检结果为准
土的力学性质
土的力学性质 土的力学性质 土的力学性质是指土在外力作用下所表现的性质，主要包括压应力作用下体积缩小的压缩性和在剪应力作用下抵抗剪切破坏的抗剪性，.其次是在动荷作用下所表现的一些性质。第一节土的压缩性. 一、土压缩变形的特点与机理 土的压缩性指土在压力作用下体积压缩变小的性能。土受压后体积缩小是土中固、液、气三相组成部分中的各部分体积减小的结果(主要是气体、水分挤出、土粒相互移动靠拢的结果)。 二、压缩试验压缩定律试验方法 : 室内现场据压缩条件: 无侧向膨胀(有侧限)试验有侧向膨胀(无侧限)试验主要是室内无侧向膨胀压缩试验 土的无侧向膨胀压缩试验是先用金属环刀切取土样,然后将土样连同环刀一起放入压缩仪内,由于土样受环刀和护环等刚性护壁约束,在压缩过程中只能发生竖向压缩,不可能发生侧向膨胀.。 试验时,通过加荷装臵将压力均匀地施加到土样上,压力由小到大逐级增加,每级压力待压缩稳定后,再施加下一级压力,土的压缩量可通过微表观测，并据每级压力下的稳定变形量,计算出与各级压力相应的稳定孔隙比。 若试验前试样的截面积为A,土样原始高度为h0，原始孔隙比e0, 当加压P1后土样压缩量为△h1,土样高度由h0减小到h1=h0-△h ,相应孔隙比由e0变为e1. 由于土样压缩时不可能产生侧向膨胀,故压缩前后横截面积不变,加压过程中土的体积是不变的.即: A h0/(1+e0)=A(h0-△h1)(1+ e1) e1=e0-△h1/h0(H e0) 通过试验,求的各级压力Pi作用下,土样压缩性稳定后相应的孔隙比ei，以纵坐标表示孔隙比e, 横坐标表示压力ρ。据压缩试验数据,可绘制出孔隙比与压力的关系曲线------压缩曲线。
无机材料物理性能试题
无机材料物理性能试题及答案
无机材料物理性能试题及答案 一、填空题（每题2分，共36分） 1、电子电导时，载流子的主要散射机构有中性杂质的散射、位错散射、电离杂质的散射、晶格振动的散射。 2、无机材料的热容与材料结构的关系不大，CaO和SiO2的混合物与CaSiO3 的 热容-温度曲线基本一致。 3、离子晶体中的电导主要为离子电导。可以分为两类：固有离子电导（本征 电导）和杂质电导。在高温下本征电导特别显著，在低温下杂质电导最为显著。 4、固体材料质点间结合力越强，热膨胀系数越小。 5、电流吸收现象主要发生在离子电导为主的陶瓷材料中。电子电导为主的陶瓷材料，因 电子迁移率很高，所以不存在空间电荷和吸收电流现象。 6、导电材料中载流子是离子、电子和空位。 7. 电子电导具有霍尔效应，离子电导具有电解效应，从而可以通过这两种效应检查材料 中载流子的类型。 8. 非晶体的导热率（不考虑光子导热的贡献）在所有温度下都比晶体的 小。在高温下，二者的导热率比较接近。 9. 固体材料的热膨胀的本质为：点阵结构中的质点间平均距离随着温度升高而增 大。 10. 电导率的一般表达式为 ∑ = ∑ = i i i i i q nμ σ σ 。其各参数n i、q i和μi的含义分别 是载流子的浓度、载流子的电荷量、载流子的迁移率。 11. 晶体结构愈复杂，晶格振动的非线性程度愈大。格波受到的 散射大，因此声子的平均自由程小，热导率低。 12、波矢和频率之间的关系为色散关系。 13、对于热射线高度透明的材料，它们的光子传导效应较大，但是在有微小气孔存在时，由于气孔与固体间折射率有很大的差异，使这些微气孔形成了散射中心，导致透明度强烈降低。 14、大多数烧结陶瓷材料的光子传导率要比单晶和玻璃小1～3数量级，其原因是前者有微量的气孔存在，从而显著地降低射线的传播，导致光子自由程显著减小。 15、当光照射到光滑材料表面时，发生镜面反射；当光照射到粗糙的材料表面时，发生漫反射。 16、作为乳浊剂必须满足：具有与基体显著不同的折射率，能够形成小颗粒。 用高反射率，厚釉层和高的散射系数，可以得到良好的乳浊效果。 17、材料的折射随着入射光的频率的减少（或波长的增加）而减少的性质，称为折射率的色散。
黄土特性
黄土特性 黄土或黄土状土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪沉积物。我国黄土分布广范,6.6% 的国土面积被黄土覆盖,黄土主要分布在我国中西部地区,其中以西北地区的黄土地层 最厚,最完整。黄土具有颜色淡黄至褐黄、大孔隙、结构疏松、具直立节理(破坏时能 保持直壁)、常含有盐类(主要为碳酸盐与硫酸盐)、成分均匀无层理和遇水具有湿陷性等 显著特点。 3.1.1典型物理化学性质 黄土的颗粒粒径大部分为0.25~以下,主要以粉粒(0.05~0.005~)为主,含量多大于50%,一般土颗粒粒径大小在0.002一200~之间。黄土的粘粒部分(<0.005~)基本上由粘土矿物组成,如蒙脱石、高岭石、绿高岭石和水云母。根据粘土矿物的含量百分比,可将黄土分为蒙脱石黄土、蒙脱石一高岭石黄土和蒙脱石一水云母黄土。粘土矿物成分和比例在某种程度上体现着黄土的湿陷性,因为各种粘土矿物的亲水性不同。如高岭石和水云母等能促使黄土湿陷的发生与发展,而蒙脱石、绿高岭石和水云母等具有特殊的膨胀性,可以阻止湿陷过程的发展。 黄土粉细砂粒部分(0.1一0.05~),其矿物同水不起作用,不影响湿陷过程。在粗粒造岩矿物中,石英、长石和碳酸盐含量较大,对湿陷性无重大影响,而细散粘粒对湿陷过程起重大积极作用,因其具有大的比表面积,会使黄土膨胀、收缩或湿陷,具有不同的力学性质,如压缩、强度等。粉粒在黄土颗粒组成中占绝对优势,而粒径为0.05~0.01~粗粉粒含量最大,一般在50%~60%范围,其浸水活动性也最强。因此有人认为粉粒含量>70%者为重粉质黄土,50%一70%者为中粉质黄土,<50%者为轻粉质黄土。随着浸水,其团粒破坏特征亦不同,所表现的湿陷性亦不同。主要成分:黄土中轻矿物含量占矿物总含量的90%一%%,主要由石英、长石和云母等组成;黄土中的重矿物含量较少,含量在4%~10%之间;黄土的物理力学性质主要由粘土矿物(伊犁石)的多少来决定。而一般土中的粘土与粗矿物成分所占的比例并无规律,或大或小。 化学性质:黄土中的化学成份主要为A12O3和5102,二者含量占总量的60%,其他化学成分还有CaO、Feo和FeZO等。一般土中的这些化学组成并无规律。微观结构:黄上由结构单元(单矿物、集合体和凝块)、胶结物(粘粒、有机质和CaCO3)和空隙(大孔隙、架空孔隙和粒间孔隙等)三部分组成,它表明从空间结构体系的力学强度和稳定性角度分析,构成黄土结构体系的支柱是骨架颗粒。骨架颗粒形态表征传力性能和变形性质,骨架颗粒的连接形式直接影响土结构体系的胶结强度,骨架颗粒的排列方式决定结构体系的稳定性。而一般土的微观结构则表现为单粒结构、片架结构和片堆结构等形式。 3.1.2物理力学性质 黄上物理力学性质的特殊性表现为压密性、振陷性和湿陷性这三个方面。黄土在动 静荷载及浸水后,均可引起振陷变形、湿陷变形和压密变形,振陷变形与湿陷变形分别以振动和浸湿作为诱发因素,使黄土的结构破坏而发生附加湿陷,有时则表现为黄土液化。黄土的湿陷性变形具有突变性、不可逆性和非连续性。黄土与其他一般土相同,一定压应力作用下黄土会出现弹性变形、压密变形、塑性变形和蠕变变形。对于经振动压实后的黄土其性质与一般土有明显的不同,其主要表现为: 1、湿陷性。压实黄土的湿陷性,随干容重和压实功的减小而增大,随含水量增加 而减小。 2、饱和度、渗透性和压缩性。压实黄土的基本性质因含水量的不同而有很大区别, 表现为:其饱和度随含水量的增大而显著减小;渗透系数在最佳含水量附近有一个峰值; 当含水量稍大于最佳含水量时,土体随含水量的增加压缩性显著减小,土体的稳定性也因水份增加而减弱。
红粘土的物理性与力学性质的探讨
红粘土的物理性与力学性质的探讨 发表时间：2019-03-07T13:44:01.157Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第33期作者：刘军 [导读] 本文通过相关实验研究和相关工程数据分析了红粘土的物理性和力学性质，以供相关人员进行参考。 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司 摘要：红粘土分布在我国各地，是几大特殊土之一，随着我国社会经济的不断发展，人们的生活水平也在不断提高，红粘土也逐渐应用于各类项目的建设中，研究和分析红粘土的物理性和力学性质就显得尤为重要，更好地了解其物理性和力学性质能够提高其应用程度和项目的建设质量。本文通过相关实验研究和相关工程数据分析了红粘土的物理性和力学性质，以供相关人员进行参考。 关键词：红粘土；物理性；力学性质；对比分析 引言：红粘土具有极高的使用价值，在工程的建设中被广泛应用，所以，研究和分析红粘土的物理性和力学性质有着十分重要的意义，对工程的建设和发展也存在着积极的影响，能够正确高效地解决在工程建设中出现的问题。 1.基本物理性质 红粘土由不同的矿物成分和化学成分组成，有其独特的结构特征，这些方面都决定了红粘土的物理性质。红粘土分布在我国全国各地，不同区域的红土化程度也存在差异，因此其物理性质也有所不同。通过对比不同地区红粘土的指标，可以看出红粘土的特性和不同之处。 对比的土样样品，一些是使用相关取土设备进行的直接取样；一些是通过取土器在钻孔中取得。取样的深度是1.5米-8.0米，样品颜色均为褐红色、棕红色，呈细小颗粒。通过符合相关标准的试验，以上红粘土的物理性质和各项指标如下表所示： 以上表格的绘制和建立，对诸多与红粘土试验相关的资料进行了参考和结合应用，根据以上数据表明，红粘土中天然含水率较高，孔隙比较大，当红粘土处于硬塑状态时压缩性较低，抗剪强度也较大，比一般粘土承载力相对高一些；当红粘土处于可塑状态时，压缩性变大，
无机材料物理性能题库(2)综述
名词解释 1.应变：用来描述物体内部各质点之间的相对位移。 2.弹性模量：表征材料抵抗变形的能力。 3.剪切应变：物体内部一体积元上的二个面元之间的夹角变化。 4.滑移：晶体受力时，晶体的一部分相对另一部分发生平移滑动，就叫滑移. 5.屈服应力：当外力超过物理弹性极限，达到某一点后，在外力几乎不增加的情况下，变形骤然加快，此点为屈服点，达到屈服点的应力叫屈服应力。 6.塑性：使固体产生变形的力，在超过该固体的屈服应力后，出现能使该固体长期保持其变形后的形状或尺寸，即非可逆性。 7.塑性形变：在超过材料的屈服应力作用下，产生变形，外力移去后不能恢复的形变。 8.粘弹性：一些非晶体和多晶体在比较小的应力时,可以同时变现出弹性和粘性，称为粘弹性. 9.滞弹性：弹性行为与时间有关，表征材料的形变在应力移去后能够恢复但不能立即恢复的能力。 10.弛豫:施加恒定应变，则应力将随时间而减小，弹性模量也随时间而降低。 11.蠕变——当对粘弹性体施加恒定应力，其应变随时间而增加，弹性模量也随时间而减小。 12.应力场强度因子：反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量称为应力强度因子。它和裂纹尺寸、构件几何特征以及载荷有关。 13.断裂韧性：反映材料抗断性能的参数。 14.冲击韧性：指材料在冲击载荷下吸收塑性变形功和断裂功的能力。 15.亚临界裂纹扩展：在低于材料断裂韧性的外加应力场强度作用下所发生的裂纹缓慢扩展称为亚临界裂纹扩展。 16.裂纹偏转增韧：在扩展裂纹剪短应力场中的增强体会导致裂纹发生偏转，从而干扰应力场，导致机体的应力强度降低，起到阻碍裂纹扩展的作用。 17.弥散增韧：在基体中渗入具有一定颗粒尺寸的微细粉料达到增韧的效果，称为弥散增韧。 18.相变增韧：利用多晶多相陶瓷中某些相成份在不同温度的相变，从而达到增韧的效果，称为相变增韧。 19.热容：分子热运动的能量随着温度而变化的一个物理量，定义为物体温度升高1K所需要的能量。 20.比热容：将1g质量的物体温度升高1K所需要增加的热量，简称比热。 21.热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象。 热传导：当固体材料一端的温度笔另一端高时，热量会从热端自动地传向冷端。22.热导率：在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为1平方米的平行平面，若两个平面的温度相差1K，则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率。 23.热稳定性:指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，又称为抗热震性。 24.抗热冲击断裂性：材料抵抗温度急剧变化时瞬时断裂的性能。 25.抗热冲击损伤性：材料抵抗热冲击循环作用下缓慢破坏的性能。 26.热应力：材料热膨胀或收缩引起的内应力。 27.声频支振动：振动的质点中包含频率甚低的格波时，质点彼此间的位相差不
材料无机材料物理性能考试及答案
材料无机材料物理性能考试及答案
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无机材料物理性能试卷 一．填空（１×２０＝２０分） 1．CsCl结构中，Ｃs+与Cl-分别构成＿＿＿＿格子。 ２．影响黏度的因素有＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿. ３.影响蠕变的因素有温度、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿. ４．在＿＿＿＿、＿＿＿＿的情况下，室温时绝缘体转化为半导体。 ５．一般材料的＿＿＿＿远大于＿＿＿＿。 ６．裂纹尖端出高度的＿＿＿＿导致了较大的裂纹扩展力。 ７．多组分玻璃中的介质损耗主要包括三个部分：＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿。 ８．介电常数显著变化是在＿＿＿＿处。 ９．裂纹有三种扩展方式：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。 １０．电子电导的特征是具有＿＿＿＿。 二.名词解释（4×4分=16分） 1.电解效应 2.热膨胀 3.塑性形变 4.磁畴 三.问答题（3×8分=24分） 1.简述晶体的结合类型和主要特征： 2.什么叫晶体的热缺陷？有几种类型？写出其浓度表达式?晶体中离子电导分为哪几类？ 3.无机材料的蠕变曲线分为哪几个阶段，分析各阶段的特点。 4.下图为氧化铝单晶的热导率与温度的关系图，试解释图像先增后减的原因。 四，计算题（共20分） 1.求熔融石英的结合强度，设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm，弹性模量值从60 到75GPa。（10分） 2.康宁1273玻璃(硅酸铝玻璃)具有下列性能参数： =0.021J/(cm ·s ·℃)；a=4.6×10-6℃-1；σp=7.0kg/mm2，
土的物理力学性质
光泽反应 光泽反应是指用小刀切开稍湿的土，并用小刀抹土面，看土面是否呈现光泽。可分为：有光泽和无光泽两种。高液限的粘性土通常有光泽，而低液限粘性土（或粉质土）通常无光泽反应。 土的结构描述： 粒状结构，野外表现很密实状，显微镜下呈粒状紧密连接； 蜂窝状结构，野外表现很松散，显微镜下显蜂窝状； 环状结构，显微镜下显环状结构。 关键是在野外怎么判别？而且土的结构与哪些土有较密切关联性。 另外分别说出各类土的结构对工程力学性质有什么影响，就是说通过土的结构可以推断出土的大概力学物理性质吗？大家畅言 常见的土结构有以下三种： 1、单粒结构(particle structure)或(single-grained structure) 粗颗粒土，如卵石、砂等。 2、蜂窝结构(boneycomb structure) 当土颗粒较细（粒级在0.02~0.002mm范围），在水中单个下沉，碰到已沉积的土粒，由于土粒之间的分子吸力大于颗粒自重，则正常土粒被吸引不再下沉，形成很大孔隙的蜂窝状结构。 3、絮状结构（flocculent structure） 粒径小于0.005mm的粘土颗粒，在水中长期悬浮并在水中运动时，形成小链环状的土集粒而下沉。这种小链环碰到另一小链环被吸引，形成大链环状的絮状结构，此种结构在海积粘土中常见。
上述三种结构中，以密实的单粒结构土的工程性质最好，蜂窝状其次，絮状结构最差。后两种结构土，如因振动破坏天然结构，则强度低，压缩性大，不可用作天然地基。 二、土的构造 同一土层中，土颗粒之间相互关系的特征称为土的构造。觉见的有下列几种： 1．层状构造 土层由不同颜色，不同粒径的土组成层理，平原地区的层理通常为水平层理。 层状构造是细粒土的一个重要特征。 2．分散构造： 土层中土粒分布均匀，性质相近，如砂，卵石层为分散构造。 3．结核状构造 在细粒土中掺有粗颗粒或各种结核，如含礓石的粉质粘土，含砾石的冰碛土等。其工程性质取决于细粒土部分。 4．裂隙状构造 土体中有很多不连续的小裂隙，有的硬塑与坚硬状态的粘土为此种构造。裂隙强度低，渗透性高，工程性质差。
最新无机材料物理性能考试试题及答案
无机材料物理性能考试试题及答案 一、填空（18） 1. 声子的准粒子性表现在声子的动量不确定、系统中声子的数目不守恒。 2. 在外加电场E的作用下，一个具有电偶极矩为p的点电偶极子的位能U=-p·E，该式表明当电偶极矩的取向与外电场同向时，能量为最低而反向时能量为最高。 3. TC为正的温度补偿材料具有敞旷结构，并且内部结构单位能发生较大的转动。 4. 钙钛矿型结构由 5 个简立方格子套购而成，它们分别是1个Ti 、1个Ca 和3个氧简立方格子 5. 弹性系数ks的大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。 6. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 7. 制备微晶、高密度与高纯度材料的依据是材料脆性断裂的影响因素有晶粒尺寸、气孔率、杂质等。 8. 粒子强化材料的机理在于粒子可以防止基体内的位错运动，或通过粒子的塑性形变而吸收一部分能量，达从而到强化的目的。 9. 复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。 10.裂纹有三种扩展方式：张开型、滑开型、撕开型 11. 格波：晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波，或某一个原子在平衡位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波 二、名词解释(12) 自发极化：极化并非由外电场所引起，而是由极性晶体内部结构特点所引起，使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩，这种极化机制为自发极化。 断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用，不仅取决于组分、结构，在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性能等。 电子的共有化运动：原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子的某一电子壳层转移到相邻原子的相似壳层上去，因而电子可以在整个晶体中运动。这种运动称为电子的共有化运动。 平衡载流子和非平衡载流子：在一定温度下，半导体中由于热激发产生的载流子成为平衡载流子。由于施加外界条件(外加电压、光照)，人为地增加载流子数目，比热平衡载流子数目多的载流子称为非平衡载流子。 三、简答题（13） 1. 玻璃是无序网络结构，不可能有滑移系统，呈脆性，但在高温时又能变形，为什么？ 答：正是因为非长程有序，许多原子并不在势能曲线低谷；在高温下，有一些原子键比较弱，只需较小的应力就能使这些原子间的键断裂；原子跃迁附近的空隙位置，引起原子位移和重排。不需初始的屈服应力就能变形-----粘性流动。因此玻璃在高温时能变形。 2. 有关介质损耗描述的方法有哪些？其本质是否一致？ 答：损耗角正切、损耗因子、损耗角正切倒数、损耗功率、等效电导率、复介电常数的复项。多种方法对材料来说都涉及同一现象。即实际电介质的电流位相滞后理想电介质的电流位相。因此它们的本质是一致的。 3. 简述提高陶瓷材料抗热冲击断裂性能的措施。 答：(1) 提高材料的强度 f，减小弹性模量E。(2) 提高材料的热导率c。(3) 减小材料的热膨胀系数a。(4) 减小表面热传递系数h。(5) 减小产品的有效厚度rm。
水泥土物理力学性质试验研究
水泥土物理力学性质试验研究 Water soil physical and mechanical properties of the experimental research 摘要：基于山东省济菏高速公路软基加固试验资料的分析，探讨了水泥土的物理力学性能及其变化规律。结果表明，影响水泥土抗压强度的主要因素有水泥掺量、龄期和含水率，水泥土抗压强度随水泥掺量的增大而增大，两者呈幂函数关系，随龄期的增长而增大，随土样含水率的增加而迅速降低。其应力-应变关系呈非线性关系，表现为弹塑性材料的性质。另外水泥土的压缩系数随水泥掺量的增加而减小，变形模量、抗拉强度和抗剪强度都随抗压强度的增大而增大。 关键词：水泥土；强度；变形；水泥掺量；龄期；含水率 Abstract: based on the shandong province He highway has soft foundation reinforcement test data analysis, probes into the soil water of physical and mechanical performance and the changing laws. The results showed that soil water influence the compressive strength of cement content is the main factors, and moisture content of cement, water the compressive strength of the cement soil with the mixed quantity increases, both a power function relation between, along with the growth of the age increases with the increase of the moisture content of the soil sample lowers quickly. The nonlinear stress-strain relationship, for the performance of the elastic-plastic material properties. In addition of cement-treated soil cement mixed quantity compression coefficient with the increase and decrease, elastic modulus, tensile strength and shear strength as the compressive strength increases. Keywords: water soil; Strength; Deformation; Cement mixed quantity; ); Moisture content 1引言 济菏高速公路地处黄河下游东部黄泛冲积平原，沿线为第四纪覆盖区，出露地层主要为第四纪粉土、粘性土、砂土等，厚度150m-400m。根据野外地质钻探及室内土工试验等勘察资料综合分析，部分路段属于软土地基需进行加固处理，经多方案比较，决定采用水泥土搅拌法。水泥土搅拌法是加固软弱地基的一种新型技术，是以水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥强制搅拌，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基［1］。目前这项技术的发展仅经历三十年，无论从加固机理到设计计算方法或者施工工艺均存在有待完善的地方，有些还处于半理论半经验的状态，再加上施工的隐蔽性，因此对水泥土进行室内试验研究是保证地基加固效果的重要途径。本文结合济菏高速公路工程水泥土搅拌法软基加固实例，通过室内试验，探讨水泥土的物理力学性能及其变化规律，为高速公路软土地基加固提供理论依据。 1、Introduction
湿陷性黄土的压实度及含水率对力学性质的影响 康烨
湿陷性黄土的压实度及含水率对力学性质的影响康烨 摘要：为研究非饱和湿陷性黄土的工程力学性质，评估黄土隧道基底稳定性， 通过相关试验，分析了黄土作为隧道基底的基本物理力学性质，研究了不同压实度、含水率条件下黄土的强度与变形特性。研究表明：湿陷性黄土易于压实，压实后空气容积率接近黏性土的空气体积率，残余变形能得到有效控制。最优含水率条件下，压实度k≥0.95的黄土变形呈软化特征；k≤0.93的黄土，围压较低时，变形为软化型；围压较高时，变形为硬化型。围压越高，含水率越大，压实系数越小，则试样塑性越明显。黄土的内摩擦角、粘聚力与压实度正相关，与含水率负相关，可用y=A ln（x）+B较精确的拟合。 关键词：湿陷性黄土；强度；变形；密实度；含水率；隧道桩土复合基底；极限强度 Effects of water content and compaction coefficient on mechanical behaviors of collapsed loess KANG Ye RAILWAY ENGINEERING CONSULTING GROUP CO.,LTD.，Beijing 100055 Abstract：In order to study the engineering mechanics behavior of unsaturated collapsible loess and to evaluate stability of loess tunnel base, the basic physic-mechanical properties of loess were analyzed in the experiments, the strength and deformation behaviors of disturbed loess with different water content and compaction coefficient were studied. Conclusions indicate the loess is easy to compacted, compacted loess has the same volume ratio of air with cohesive soil, and residual deformation can be contained. For specimens at optimum water compactness higher than 95%, the deformation character is softening. For specimens at optimum water compactness lower than 93%, the deformation character is softening in the case of low confining pressure, however it is hardening in the case of high confining pressure. For specimen with higher water content, higher confining pressure and lower compactness, the plastic deformation is more significant. There is positive correlation between internal friction angle, cohesionand degree of compaction, but negative correlation between internal friction angle, cohesion and water content. And the relationship can be fitted with y=A ln（x）+B. Key words：collapsed loess; deformation; strength; water content; compactness; tunnel composite substrate 1 引言 黄土是指粒径介于粘土与细砂之间，范围为>0.005毫米～<0.05毫米的陆相黄色粉砂质土状堆积物，其颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40%～50%。其颗粒 组成以粉粒为主，其含量可以达50%以上。在我国，湿陷性黄土主要分布在北纬30°～48°间自西而东的条形地带上，面积约64万平方公里，其中山西、陕西、甘肃等省，是典型的湿陷性黄土分布区。 我国黄土覆盖地区广，占全国土地面积的6%，工程建设不可避免的要在湿陷性黄土地基上进行。工程实践表明，湿陷性黄土具有特殊的工程性质及遇水湿陷性，从而导致湿陷性黄土地基出现各种各样的工程问题。 本文鉴于郑西客专及其他黄土区隧道基底所出现的地基不均匀沉降、坍塌和陷穴等工程病害，以新建大准至朔黄铁路联络线项目工程柳条山隧道基底湿陷性黄土为研究对象，通过室内击实与三轴试验，分析研究了湿陷性黄土的隧道基底
无机材料物理性能期末复习题
期末复习题参考答案 一、填空 1.一长30cm的圆杆，直径4mm，承受5000N的轴向拉力。如直径拉成3.8 mm，且体积保持不变，在此拉力下名义应力值为，名义应变值为。 2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。 3．固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。 4．格波间相互作用力愈强，也就是声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈低。 5．电介质材料中的压电性、铁电性与热释电性是由于相应压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。 6．复介电常数由实部和虚部这两部分组成，实部与通常应用的介电常数一致，虚部表示了电介质中能量损耗的大小。 7．无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。 8．广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。 ?（1-m）2x。9．设某一玻璃的光反射损失为m，如果连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为 I 10．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子Y= 。 11．设电介质中带电质点的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷与负电荷的位移矢量为l，则此偶极矩为 ql 。 12．裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。 13.Griffith微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。14．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。 15．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是声子热导。 16．在应力分量的表示方法中，应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。 17．电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。 18．原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。 19. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 20.复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。 21.晶体发生塑性变形的方式主要有滑移和孪生。 22.铁电体是具有自发极化且在外电场作用下具有电滞回线的晶体。 23.自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用。 二、名词解释 自发极化：极化并非由外电场所引起，而是由极性晶体内部结构特点所引起，使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩，这种极化机制为自发极化。 断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用，不仅取决于组分、结构，在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性 能等。 滞弹性：当应力作用于实际固体时，固体形变的产生与消除需要一定的时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。 格波：处于格点上的原子的热振动可描述成类似于机械波传播的结果，这种波称为格波，格波的一个
不同时代黄土物理力学性质
(一)Q3均质浅黄色湿陷性黄土与Q2红橙色无湿陷性老黄土基本物理力学性质 Q3均质浅黄色湿陷性黄土(即马兰黄土)与Q2红橙色无湿陷性老黄土(即离石黄土上部)的基本物理力学性质 两类黄土间在物理力学性质上的差别，以及在水平方向的变化规律： (1)Q2红橙色无湿陷性老黄土的强度和干容重较Q3均质浅黄色湿陷性新黄土大；而孔隙度则较小。 (2)Q2红橙色无湿陷性老黄土的粘土颗粒含量较Q3均质浅黄色湿陷性新黄土多，而砂粒的含量则较少。 (3)Q2红橙色无湿陷性老黄土液限和塑性指数一般较Q3均质浅黄色湿陷性黄土大。 (4)由北向南，两类黄土的砂粒含量逐渐减少；粉粒和粘粒含量增加。 (5)由北向南，两类黄土的液限和塑性指数逐渐增加。 (6)由北向南，Q3均质浅黄色湿陷性新黄土的强度有所增加；Q2红橙色无湿陷性老黄土的强度变化不大。 可以根据干容重、孔隙度、无侧阻抗压强度，粘粒和砂粒的含量等方面的差别，用来鉴别两类黄土。通常， (1)Q3均质浅黄色湿陷性新黄土的干容重小于1.4g/cm3，多在1.3g/cm3左右，Q2红橙色无湿陷性老黄土的干容重大于1.4g/cm3，甚至可达到1.6g/cm3。
(2)Q3均质浅黄色湿陷性新黄土层孔隙度一般大于50％，甚至可达到65％；Q2红橙色无湿陷性老黄土层一般小于50％，多在45％左右。 (3)Q3均质浅黄色湿陷性新黄上层无侧限强度小于1公斤／厘米2，多在0.6公斤／厘米2左右，Q2红橙色无湿陷性老黄土层大于1公斤／厘米2，甚至可达2．5公斤／厘米2。（注：1公斤／厘米2=98Kpa） (4)Q3均质浅黄色湿陷性新黄土层粘粒(＜0.005毫米)含量一般小于20％；Q2红橙色无湿陷性老黄土层粘粒含量一般大于20％。(而砂粒含量有时见反常现象，故不可作为鉴别两类黄土的依据)。 （二）新近堆积黄土物理力学性质的特点 (1)从全国湿陷性黄土地区的平均统计数值上看，新近堆积黄土和其他类型湿陷性黄土的各项物理力学性质指标基本上相差不太大。 (2)小范围的地区或场地上新近堆积黄土的物理力学性质与其相邻近的其他类型湿陷性黄土的物理力学性质可能有差异性，有时两者相差较大。 (3)新近堆积黄土的物理力学性质比较复杂，变化较大。它的某些指标表现为极不均匀、稳定性差。 (三)新近堆积黄土各项物理力学性质的特征 1．比重：新近堆积黄土的比重和其他类型湿陷性黄土一样，变化不大，一般在2.68~2.74之间。
钙质砂物理力学性质试验中的一些问题
岩石力学与工程学报 CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING 1999年 第18卷 第2期 Volume18 No.2 1999 钙质砂物理力学性质试验中的几个问题* 刘崇权 汪 稔 吴新生 摘要 钙质砂微观结构和变形机理与陆源砂不同，需采用适用于其特征的试验技术。对钙质砂的土粒比重、孔隙比的测量方法、三轴剪切制样技术、颗粒破碎的评价及强度取值方法进行了探讨。 关键词 钙质砂, 物理力学性质试验 分类号 TU411.3 SOME PROBLEMS FOR THE TESTS OF PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF CALCAREOUS SAND Liu Chongquan1 Wang Ren1 Wu Xinsheng2 (1Institute of Rock and Soil Mechanics, The Chinese Acad emy of Sciences, Wuhan 430071) (2Long gang Real Estate Compary, Shenzhen 518000) Abstract The micro-structure and mechanism of deformation of calcareous sand are different from that of terrogenious sand. It is necessary to use new experiment technique to fit its characters. The methods are disscussed for measuring grain specific gravity and void ratio, preparing sample for triaxial test, evaluating particle crushing and estimating soil strength. Key words calcareous sand, tests of physico-mechanical properties 1 前 言 钙质砂是一种含CaCo3达50%以上的海洋生物成因的特殊土。钙质砂从微观结构上看，棱角度高，粒间孔隙度大，有内孔隙，这些内孔隙或相互联通，或成为盲孔，使常规试样饱和技术很难达到95%以上的饱和度。又由于矿物硬度低，颗粒粗糙度大，使试样在加载剪切过程中，颗粒破碎与剪胀耦合作用，表现出特殊的应力-应变关系及强度特征。为了对其物理力学性质进行详细的研究，必须有一整套适用于其特性的试验技术。本文对钙质砂的土粒比重、孔隙比的测量方法、三轴剪切制样技术、颗粒破碎的评价及强度取值方法进行了探讨。
常用土层和岩石物理力学性质
(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下： ) 1(2ν+= E G （7.2） 当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要5 中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3 流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量
K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。其取值依赖于分析的目的。分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,? tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系： ' f f k K n t ∝ ? （7.3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。 f 'K n m k C + = νν （7.4） 其中 其中，' k ——FLAC 3D 使用的渗透系数 k ——渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒） f γ——水的单位重量 考虑到固结时间常量与νC 成比例，我么可以将K f 的值从其实际值（Pa 9 102?）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。 流动体积模量还会影响无流动但是有空隙压力产生的模型的收敛速率（见1.7节流动与力学的相互作用）。如果K f 是一个通过比较机械模型得到的值，则由于机械变形将会产生孔隙压力。如果K f 远比k 大，则压缩过程就慢，但是一般有可能K f 对其影响很小。例如在土体中，孔隙水中还会包含一些尚未溶解的空气，从而明显的使体积模量减小。 在无流动情况下，饱和体积模量为： n K K K f u + = （7.5） 不排水的泊松比为： ） G 3K (22G 3K u u u +-= ν （7.6） 这些值应该和排水常量k 和ν作比较，来估计压缩的效果。重要的是，在FLAC 3D 中，排水特性是用在机械连接的流变计算中的。对于可压缩颗粒，比奥模量对压缩模型的影响比例与流动。 7.3 固有的强度特性 在FLAC 3D 中，描述材料破坏的基本准则是摩尔-库仑准则，这一准则把剪切破坏面看作直线破坏面： s 13N f φσσ=-+ （7.7）