第一章思考题与习题

=
ms V
=
75.05 50
= 1.501g / cm3 , Gs
=
ms Vs
= 2.67
令V = 1cm3
所以
则 m = 1.903g, ms = 1.501g,Vs = 0.562cm3
ρ sat
=
ms
+ ρ wVv V
= 1.94, ρ' = ρsat
− ρw
= 0.94, w =
mw ms
×100％＝26.8％，e = Vv ＝0.78 Vs
n = Vv ×100％ = 43.8％, Sr = Vw ×100％ = 91.8％
V
Vv
2.一办公楼地基土样，用体积为 100cm3 的环刀取样试验，用天平加湿土的质量为 241.0g，环刀质量为 55.0g，烘干后土样质量为 162.0g，土粒比重为 2.70。计算该
土样的ϖ ， S r ， e ， n ， ρ ， ρ sat ， ρ' 和 ρ d ，并比较各种密度的大小。
解：由题意可知：
①w =
mw ms
= 0.15, e = Vv Vs
= 0.6, Gs
=
ms Vs
= 2.7
令Vs = 1cm3 则 Vv = 0.6, ms = 2.7, mw = 0.405
Sr = Vw ×100％＝ 0.405 ×100％＝67.5％
Vv
0.6
所以 ρ＝ m = 2.7 + 0.405 = 1.94,γ = 19.4
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解：由题意可知：
ρ
=m V
= 1.77, w =
mw ms
= 0.098,Gs =
ms Vs
= 2.67, emin
= 0.461, emax
= 0.943
令 Vs = 1cm3 则
ms = 2.67, mw = 0.262, m = ms + mw = 2.932,V = 2.932 /1.77 = 1.656
就形成单粒结构。②蜂窝结构：较细的颗粒在水中单独下沉时，碰到已沉积的土粒，因 土粒间的分子引力大于土粒自重，则下沉的土粒被吸引不再下沉，依次一粒粒被吸引， 最终形成具有很大孔隙的蜂窝状结构。③絮状结构：粒径极细的粘土颗粒在水中长期悬 浮，这种土粒在水中运动，相互碰撞而吸引逐渐形成小链环状的土集粒，质量增大而下 沉，当一个小链环碰到另一个小链环时相互吸引，不断扩大形成大链环状的絮状结构。
答： 土的各粒组的相对含量称为土的颗粒级配。横坐标用对数坐标表示土的粒径，用对
数尺度；纵坐标表示小于某粒径的土重占总土重的百分数。 Cu > 10 的土，级配曲线平 缓，土不均匀，级配良好。
3.土的结构通常分成哪几种？它的矿物成分及成因条件有何关系？
答： ①单粒结构：粗颗粒在重力的作用下单独下沉时与稳定的颗粒相接触，稳定下来，
7.从某场地取土，测得含水率 w ＝15％，e=0.6,Gs=2.7,把该土的含水率调整到ϖ ＝18
％后，均匀地夯实进行填土，测得夯实后地 γ d = 17.6KN / m3 求：① Sr ,γ ,γ d ；②
进行夯实时，应向 10000m3 土中加多少水时才能达到ϖ ＝18％；③填土完毕后，由 于贮水而使填土饱和，假定饱和后土体体积不变，此时土地含水率和天然重度是？
解：由题意可知：
ρd
=
ms V
= 162 100
= 1.62g / cm3 ,Gs =
ms Vs
= 2.7, ρ
=m V
=
241 − 55 100
= 1.86g / cm3
令V = 1cm3 则 m = 1.86g, ms = 1.62g,Vs = 0.6cm3
所以
ρ sat
=
ms
+ ρ wVv V
粒组含量 5.6
（％）
17.5
27.4
24.0
15.5
10.0
试确定该土的名称和状态。
解：由题意可知：
砂土粒径 d>0.5mm 含量占 5.6％<50％ 砂土粒径 d>0.25mm 含量占 23.1％<50％ 砂土粒径 d>0.075mm 含量占 50.5％<80％ 砂土粒径 d>0.075mm 含量占 50.5％>50％ 所以 该土是粉砂。 15<N＝20<30 所以 中密 Sr ＝85％>80％ 所以 饱和
率 wop 。
习题
1.某住宅工程地质勘察中取原状土做试验。用天平称 50cm3 湿土质量为 95.15g，烘干 后质量为 75.05g，土粒比重为 2.67。计算此土样的天然密度、干密度、饱和密度、 有效密度、天然含水量、孔隙比、孔隙度和饱和度。
解：由题意可知：
ρ
=m V
=
95.15 50
= 1.903g / cm3 , ρd
ms
V
1
V
1.6
ρd
=
ms V
=
2.7 ＝1.69，γ 1.6
d＝16.9
②令V = 1cm3
则
1.6 0.405
=
1 m w1
∴ mw1
=
0.253
1.6 2.7 × 0.18
=
1 mw2
∴ mw2
=
0.30375
所以应向 10000m3 加水 mw = (0.30375 − 0.253) ×10000 = 507.5 吨
第一章 思考题与习题
思考题
1.何谓土粒粒组？土粒粒组的划分标准是什么？
答： 工程上各种不同的土粒，按粒径范围的大小分组，即某一粒径的 变化范围，称为
粒组。 划分标准是按粒径范围的不同，可以分为漂石、卵石、圆砾、砂砾、粉砾、粘砾
等。
2.何谓土的粒径级配？粒径级配曲线的纵横坐标各表示什么？不均匀系数 Cu > 10 反映 土的什么性质？
解：由题意可知：
w ＝36.4％， wL ＝48％， wP ＝25.4％
所以
Ip
= (wL
− wp ) ×100 = 22.6, I L
=
w − wp wL − wp
= 0.49
6.某无粘性土样，标准贯入试验锤击数 N＝20，饱和度 Sr ＝85％，土样颗粒分析结果 如下：
粒径（mm） 2～0.5 0.5～0.25 0.25～0.075 0.075～0.05 0.05～0.01 <0.01
土的三相比例换算公式得出。
6.液性指数会出现 I L >0 和 I L <0 的情况？相对密度是否会出现 Dr >1.0 和 Dr <1.0 的情 况？
答：
当土处于坚硬状态时， I L <0；当土处于可塑状态时，0< I L <1.0；当土处于流动状
态时，I L >1.0。根据 Dr
=
emax − e emax − emin
= 2.02, ρ' =
ρ sat
− ρw
= 1.02, w =
mw ms
×100％＝14.8％，e = Vv ＝0.67 Vs
n = Vv ×100％ = 40％, Sr = Vw ×100％ = 60％
V
Vv
3.已知某土样的土粒比重为 2.72，孔隙比为 0.95，饱和度为 0.37。若将此土样的饱和
4.土由哪几部分组成？土中次生矿物是怎样生成的？
答： 土由固体矿物、液体水和气体三部分组成。母岩表面破碎的颗粒受环境因素的作用
而产生一系列的化学变化，改变了原来矿物的化学成分，形成新的矿物——次生矿物。
5.在土的三相比例指标中，哪些指标是直接测定的？其余指标如何导出？
答：
土的比重 Gs 、土的重度 γ 、土的含水量 w 可由实验室直接测定。其余指标可根据
9.土的压实性与哪些因素有关？何谓土的最大干密度和最优含水率？
答：
影响土的压实性的因素很多，主要有含水率、击实功能、土的种类和级配以及粒组 含量。由压实曲线可以看出：当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大， 而当干密度随着含水率的增加达到某一值后，含水率的继续增加反而使干密度减小。干 密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度 ρ d max ，此时相应的含水率称为最优含水
，emin
< e <emax 可知 Dr <1.0 不可能出现 Dr >1.0
的情况。
7.无粘性土最重要的物理状态指标是什么？用孔隙比、相对密实度和标准贯入试验锤 击数 N 来划分密实度各有何优缺点？
答：
无粘性土最重要的物理状态指标是土的密实度 Dr 。用孔隙比 e 为标准的优点：应 用方便；缺点：由于颗粒的形状和级配对孔隙比有极大的影响，而只用一个指标 e 无法
反映土的粒径级配的因素。用相对密实度为标准的优点：把土的级配因素考虑在内，理
论上较为完善。缺点：e ，emax ，emax 都难以准确测定。用标准贯入试验锤击数 N 为标
准的优点：这种方法科学而准确；缺点：试验复杂。
8.粘性土最重要的物理特征是什么？何谓液限？何谓塑限？
答：
粘性土最重要的物理特征是稠度。粘性土呈液态与塑态之间的分界含水量称为液限 wL (％)；粘性土呈塑态与半固态之间的分界含水量称为塑限 wP (％)
所以 e = Vv = 1.656 −1 = 0.656
Vs
1
Dr
= emax − e emax − emin
= 0.595
5.某粘性土的含水量 w ＝36.4％，液限 wl ＝48％，塑限 wP ＝25.4％，要求：计算该
土的塑性指数 I p ；根据塑性指数确定该土的名称；计算该土的液性指数 I L ；按液性 指数确定土的状态。
③根据 ρ d
=
ms V
= 1.76
令V = 1cm3
则 ms = 1.76,
Gs =
ms Vs
= 2.7 ∴V s= 0.65∴Vw
= Vv
= 1 − 0.65 = 0.35∴ mw
= 0.35
所以 w = mw ×100％＝19.9％，ρ＝ m = 0.35 + 1.76 = 2.11,γ = 21.1
度提高到 0.90 时，每 1 m3 的土应加多少水？
解：由题意可知：
Gs =
ms Vs
= 2.72, e = Vv Vs
= 0.95, Sr
= Vw Vv
= 0.37
令V = 1cm3 则Vs = 0.513,Vv = 0.487,Vw = 0.18, mw = 0.18
当 Sr ' = 0.9 时， mw = vw = 0.9 × 0.487 = 0.44
所以 每 1 m3 的土应加水 mw = (0.44 − 0.18) ×1000000 = 260kg
4.某砂土土样的天然密度为 1.77 g/cm3，天然含水量为 9.8％，土粒相对密度为 2.67， 烘干后测定最小孔隙比为 0.461，最大孔隙比为 0.943，试求天然孔隙比 e 和相对密
度 Dr ，并评定该砂土的密实度。