2013工程岩土学复习提纲 2.doc

工程岩土学复习题2一. 名词解释1. 粒组：把粒径大小相近，性质相似的土合并分组。2. 粘土矿物：是由原生矿物经过化学风化作用后形成的具有片状或链状结晶格架的颗粒细小，亲水性强，具有胶体特性的铝硅酸盐矿物。3. 红粘土：指碳酸盐系岩石，经过强烈的化学风化形成的褐红、棕红的残积（局部坡积） 的高塑性粘土。4. 土粒密度：指土中固体颗粒单位体积的质量。（公式与文字叙述皆可）5. 离子交换：土粒与水作用后，土粒表面吸附的离子可以与水溶液中的同号离子相互交换。6. 土的液性指数：稠度指标，用来判断天然土稠度状态。Il （公式与文字叙述皆可）7. 膨胀压力：原始土样在体积不变的情况下，土膨胀时产生的最大内应力。 8. 湿陷系数：黄土在一定压力下，压缩稳定的高度hp与不增加压力浸水后湿陷稳定的高度hp 之差与土样原始高度之比。s （公式与文字叙述皆可）9. 比表面积：单位体积或单位质量的固体颗粒所具有的表面积的总和。10. 等电pH值：使固体颗粒呈中性不带电时溶液的pH值。11. 土：地壳表层岩石经过各种复杂的地质作用形成的松散堆积物。12.次生矿物 ：原岩经化学风化后形成的细小的新矿物。13. 同晶替代（同晶置换）：粘土矿物的粘粒由硅氧四面体和铝氧八面体组成，四面体中的可被、 置换，八面体中的被、 等置换，产生过剩负电荷，在晶层表面形成永久负电荷。14. 土的结构：指土中颗粒和集粒的大小、形态、表面特征、排列状况及其结构连接和孔隙特征。15.孔隙比：指土中孔隙体积与固体颗粒体积之比。16. 塑限：细粒土从塑态转变为液态时的界限含水量。17.土的塑性指数：稠度指标，用来判断细粒土结合水含量、粘粒含量，常用作细粒土工程分类的依据。（，公式文字均可）18. 土的胀缩性：细粒土由于含水量的增加体积增大、由于含水量的减小体积减小的性质19. 前期固结压力：在历史上曾受到过的最大固结压力称为前期固结应力。20.界限含水量：细粒土由一种状态转变为另一种状态相应于转变点的含水量。21.分散体系：一种物质分散在另外一种介质中形成分散体系。22.蠕变二判断正误，并说明理由（评分标准：判断正确1分，理由正确2分）1.土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物。风化包括物理风化、化学风化和生物风化，土中的次生矿物一般由物理风化而来。错误。次生矿物是指原生矿物经风化后形成的新的细小颗粒，因为有新的物质生成，应该是化学风化。2.粘土颗粒细小，具有较大的比表面积和表面能，吸附能力强。正确。比表面积是指每克或每cm3的固体颗粒的表面积总和，表面能是指细小颗粒表面由于力场的不饱和具有吸引外部极性分子和离子的能力。粘土颗粒细小，单位质量的总表面积和越大，表面能越大，吸附能力越强。3. 粘性土的稠度反映了土中水的形态，稠度状态从固态（半固态）、塑态到流态，对应土中水的形态从强结合水、弱结合水到自由水。正确。稠度状态呈固态（半固态）时颗粒之间主要是强结合水连结，呈塑态时主要是弱结合水连结，到流态时几乎无连结，土孔隙中主要是自由液态水。4. 饱和土体内任一平面上受到的总应力可分为两部分和，土的变形与强度都只取决于有效应力。正确。饱和土的有效应力原理，受力过程中孔隙水消散，孔隙水压力减小至消失，所以土的变形与强度只取决于有效应力。5. 土颗粒级配累积曲线陡，说明土级配好，曲线缓说明土级配不好。错误。曲线越陡说明土颗粒越均匀，大小级配不好。相反曲线缓则说明土粒大小不均匀，级配良好。6. 溶液的pH值小于矿物等电pH值，矿物带负电。 错误。 7. 粘性土中含表面结合水越多，土的连结越强。（关键点为哪种结合水连结） 错误。粘性土中表面结合水少时为强结合水连结，此时连结力强。当结合水增多后为弱结合水连结，连结力减弱。8. 随着密实程度的增加，砂土的值增大。（关键点为颗粒之间的摩擦）正确。因为砂土的值主要取决于颗粒间的摩擦及交错排列的咬合力，当密实程度增大时，颗粒间的接触点增多，摩擦增大，所以内摩擦角值增大。9. 压缩系数是随着压力变化的变量。（关键点为压缩系数的定义及特点） 正确。在压缩曲线上，在压力变化不大的范围内，孔隙比的变化（减量）与 压力变化（增量）的比值为压缩系数。因为压缩曲线为先陡后缓的曲线，所以随着压力的变化，压缩系数大小不定，为一变量。10. 一般红土由于具有较大的含水率和较低的密实度，因而具有较高的压缩性。（关键点为红土颗粒间连结力较强） 错误。红土天然含水率高，但其液限含水率也高，基本等于其天然含水率，所以液性指数较小，颗粒间连结力较强，同时由于红土中存在Fe2O3的胶结连结，也增强了颗粒间的连结力，所以红土不易被压缩。三简要回答下列问题1简述粘粒表面电荷形成的几种方式。（关键点为三种带电方式，解释内容可简略）答：（一）选择性吸附带电：粘粒颗粒细小S大表面能大吸附与本身结晶格架相同或相似的离子而带电。 （二）表面分子电离：粘粒与水作用后生成离子发生基，离子发生基电离，粘粒选择吸附与本身相同或相似离子带电。（三）同晶替代（同晶置换）：四面体中Si4+可被Fe3+、Al3+置换，八面体中Al3+被Fe2+、Ca2+置换,产生过剩负电荷，在晶层表面产生永久负电荷。2. 简述土中次生矿物分类。次生矿物：原岩经化学风化后分解成的细小新矿物。分为可溶性次生矿物和不可溶性次生矿物，可溶性的分为易溶盐、中溶盐、难溶盐。不可溶性次生矿物又分为次生二氧化硅、倍半氧化物和粘土矿物，其中粘土矿物对土工程性质有重要影响。3. 简述土的强度特点（1）.碎散性：强度不是颗粒矿物本身的强度，而是颗粒间相互作用主要是抗剪强度与剪切破坏，颗粒间粘聚力与摩擦力；（2）.三相体系：三相承受与传递荷载有效应力原理；（3）.自然变异性：土的强度的结构性与复杂性。4. 简述土体摩尔应力圆与强度线之间的几类关系，每一类对应的土体状态。5由载荷试验P-S曲线结果，简述地基土变形的几个阶段。（关键点为三个变形阶段，解释内容可简略）答：（1）压密变形阶段，压力与s成直线关系，土粒发生铅直方向压密，土呈弹性变形。 （2）剪切变形阶段，压力超过pa，土在继续压密同时局部地区剪力超过了土粒抗剪强度，出现了剪切变形（土粒相互错动）。（3）完全破坏阶段：p超过某临界值时，剪切变形形成连续滑动面，导致一部分土体对另一部分土体相对滑动。6简述超固结比的定义，根据其值的大小，可把天然土层分为哪几种不同的固结状态？答：土的前期固结压力pc与土层上覆自重压力p0的比值称为超固结比。按pc与p0的比值OCR的大小把土的固结状态分为：当pcp0，称正常固结土（正常压密）。或OCR=1当pc p0，称超固结土（超压密土）。或OCR 1当pc p0，称欠固结土（欠压密土）。或OCR17分别简述砂土和细粒土的库仑定律数学表达式，并画出相应的草图。答：无粘性土： 粘性土： 土的抗剪强度由内摩擦力和内聚力两部分组成。内摩擦力与剪切面上的法向应力成正比，比值为土的内摩擦系数。8. 影响土抗剪性的因素土本身：粒度成分、矿物成分、含水量、结构、构造；外力：受力条件、受荷历史、剪切速度（1）粒度成分、矿物成分（简述）（2）矿物成分（3）含水量（4）结构、构造（5）受力条件（6）受荷历史（7）剪切速度9论述以总应力法确定土的抗剪强度指标时的三种不同的试验方法及不同的抗剪强度计算公式。（每种方法3分，其中文字叙述2分，公式1分）答：1.排水剪（慢剪）使土样施加后，充分排水固结稳定后缓慢施加水平剪力（剪切过程也排水）使土剪坏，试验过程中，充分消散。2.不排水剪（快剪）施垂直压力后立即施加剪力，使土剪坏，试验中，含水率不变，孔隙水压力不消散。3.固结不排水剪（固结快剪）施加垂直压力后充分排水，固结稳定后迅速施加水平剪力（剪切过程不排水）。10什么是湿陷性，黄土产生湿陷的原因是什么？ （湿陷定义，其中关键点是物质成分特征、孔隙特征、连结特征及特殊矿物）答：黄土的湿陷性：黄土在一定压力作用下，浸水后，结构迅速破坏，产生附加沉陷的性能。黄土特殊的物质组成和特殊结构是产生湿陷的内因，而水是外因。物质组成颗粒细小，以粉粒为主，矿物以长石、石英为主，富含CaCO3。矿物亲水性差，结构疏松多孔，大孔隙发育，为湿陷提供空间。黄土天然含水率小，具有可溶盐胶结连结和粘粒吸附的强结合水连结，连结不抗水，遇水结构迅速破坏，连结减弱，产生湿陷.11什么是可塑性？粘性土为什么可塑？而砂土为什么不可塑？（可塑性定义2分，细粒土可塑性原因2分，砂土不可塑原因2分）答：可塑性是指细粒土含水量介于液限含水量与塑限含水量之间时，土处于塑态，具有在外力作用下可被揉搓成任意形状而不破坏连结，外力解除后不恢复原状的性质。细粒土具有塑性是由于它具有公共的扩散层连结，使得颗粒间既有连结，同时连结力又很弱，因此它可以被任意揉搓变形，但还保持一定形状。砂土由于颗粒粗大，土粒周围不能形成结合水膜，不会有结合水连结，所以没有塑性。12. 影响扩散层厚度的因素（1）矿物成分和分散程度（dispersity）的影响（2）溶液的PH值（3）溶液的化学成分（离子成分）（4）溶液浓度的影响（离子浓度）五计算题1 土样试验成果如下，计算a1-2和Es1-2，并评价土的压缩性（e0=0.8）。土样编号各级压力下e值压缩系数a1-2压缩模量Es1-2土的压缩性P1=0.10MPaP2=0.20MPa10.6600.65520.7100.690 答：对1号土样因为a1-20.1