工程岩土学题目

1、在某建筑地基中存在一细粒土层，该层土的天然含水量为24.0%。经液、塑限联合测定法试验求得：对应圆锥下沉深度2mm、10mm、17mm 时的含水量分别为16.0%、27.0%、34.0%。请分析判断，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009 年版）对本层土的定名和状态进行判别。

解：

根据《土工试验方法标准》GB/T50123，该层土的塑限为16%，10mm 液限为27%，17mm液限为34%。

《岩土工程勘察规范》GB50021对土的定名和评价采用10mm液限。该层土的塑性指数为：I p=ωL—ωp=27—16=11，大于10，小于17，为粉质黏土。

液性指数为：I L=(ω0—ωP)/I P=（24—16）/11=0.73，属可塑状态

2、某原状土的土样体积为70cm3，湿土质量为129g，加热驱水后干土质量为104g，比重法测得土粒比重ds=2.68，求土样的密度、重度、干土密度、干土重度、含水量、孔隙比、孔隙率、饱和度、饱和密度及饱和重度？

解：

密度：ρ=m/V=129g/70cm3≈1.84g/cm3

重度：γ=ρ·g=1.84g/cm3×10=18.4kN/m3

干土密度：ρd=m s/V=104g/70cm3≈1.48g/cm3

含水量：ω=(m w/m s)×100％=[(m-m s)/m s]×100％=[(129g-104g)/104g]×100％≈24.04％

孔隙比：e=V v/V s=ρs/ρd-1=2.68/1.48-1≈0.81

孔隙率：n=e/(1+e)=0.81/(1+0.81)≈44.75％

饱和度：S r=V w/V v=ωρs/e=24.04％×2.68/0.81≈79.54％

饱和密度：ρsat=(m s+V vρw)/V=nρw+ρd=44.75％×1g/cm3+1.48g/cm3≈1.93g/cm3

饱和重度：γsat=ρsat g=1.93g/cm3×10=19.3kN/m3

3、某建筑地基需要压实填土8000m3，控制压实后的含水量w1=14%，饱和度Sr=9 0%，填料重度γ=15.5KN/m3、天然含水量W0=10%，相对密度Gs=2.72，需要填料方量多少？

解：

压实前填料的干重度

γd1= γ/1+ω=15.5/(1+0.1)=14.09KN/m3

压实后填料干重度

γd2=S r G sγ/S r+ωG s=(0.97*2.73*10)/(0.9+0.14*2.72)=19.1KN/m3

因为压实前后土体干质量相等，所以填土方量为

V1γd1=V2γd2

V=(8000*19.1)/14.09=10844.6m3

4、用内径为79.8mm，高20mm的环刀切取未扰动饱和黏性土试样，比重Gs=2.7，含水量w=40.3%，湿土质量154g。现作侧限压缩试验，在压力100KPa和200KPa作用下，试样总压缩量分别为1.4mm，和2mm，其压缩系数a1~2（MPa-1）为多少？

解：

已知，环刀直径R=7.98cm，h0=2cm，△h1=0.14cm，△h2=0.2cm，

p1=0.1MPa，p2=0.2MPa

试样体积：V=πR2h0/4=3.14×(7.98cm)2×2cm/4=99.98cm3

土的密度：ρ=m/V=154g/99.98cm3=1.54g/cm3

土的干密度：ρd=ρ/(1+ω)=1.54g/cm3/(1+0.403)=1.1g/cm3

е0=G s/ρd-1=2.7/1.1-1=1.45

е1=е0-△h1(1+е0)/h0=1.45-0.14cm×(1+1.45)/ 2cm=1.2785

е2=е0-△h2(1+е0)/h0=1.45-0.2cm×(1+1.45)/ 2cm=1.205

a1-2=△е/△p=(е1-е2)/(p2-p1)=(1.2785-1.205)/(0.2MPa-0.1MPa)=0.735MPa-1

5、某地基土的c=20kPa，φ= 30o若地基中某点的最大主应力σ

，最小主应力σ3=150kPa，问该点是否破坏？

1=600kPa

解：

方法一：

σ1*=σ3tg2(45°+υ/2)+2ctg(45°+υ/2)=550kPa<σ1

或

σ3*=σ1tg2(45°-υ/2)-2ctg(45°-υ/2)=176.9kPa>σ3

方法二：

α=（90°+υ）/2=60°

σ=(σ1+σ3)/2+cos2α(σ1-σ3)/2=262.5KPa

τ=sin2α(σ1-σ3)/2=194.86KPa >τf=σtanυ+c=171.55KPa

6、下列各土样的试验成果如表，请按岩土工程勘察规范

（GB50021-2001）的规定确定土的名称(写清判断过程)：

解：

根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）有：

塑性指数I P=ωL—ωP

I P>17为粘土，17≥I P>10为粉质粘土，I P≤10为粉土；

粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%为细砂；

粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%为粉砂。

粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于

或小于10

的土，应定名为粉土。

土样1：

I P=ωL—ωP=45.0—28.0=17.0，即为粉质粘土；

粒径大于0.075mm的颗粒质量为总质量的22.0%；

所以此土样命名为粉质粘土。

土样2：

I P=ωL—ωP=21.0—16.0=5.0；

粒径大于0.075mm的颗粒质量为总质量的43.0%，

所以此土样命名为粉土。

土样3：

I P=ωL—ωP=29.0—20.0=9.0；

粒径大于0.075mm的颗粒质量为总质量的13.0%，

所以此土样命名为粉土。

土样4：

I P=ωL—ωP=48.0—29.0=19.0，即为粘土；

粒径大于0.075mm的颗粒质量为总质量的14.0%，即为细砂；所以此土样命名为粘土。