土的物理性质与工程分类习题解答全 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/20 16:59:13星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

?mw?(Vv?Vw)??w?(?sat??)?m/??(2.1?1.9)?1000/1.9?105.3kg。

22. 已知一土样的土粒比重ds?2.72,含水量为36%,饱和度Sr为85%,试求该土样的天然重度、干重度各为多少? 100m3的天然土中的干土重量为多少?

22. 解:e?wdsSr?36%?2.720.85??1.15;

???d?ds?w(1?w)1?e2.72?10?(1?36%)1?1.15?12.6kN/m;

3?17.2kN/m;

3?1?w?17.21?36%Ws??d?V?12.6?100?1260kN。

23. 试验需要配制2m3的土样,要求土样重度??18kN/m3,含水量为35%,若土粒比重ds?2.65,则所需干土体积是多少?需加多少重量的水?

23. 解:?d??/(1?w)?18/1.35?13.3kN/m; Ws??d?V?13.3?2?26.6kN;

Vs?Wsds?w?26.62.65?10?1.0m;

336 Ww?Ws?w?26.?0.?359.31 。

24. 试验室要用干土和水制备一个直径50mm,长100mm的圆柱形压实土样,并要求土样的含水量为18%,空气占总体积含量20%。已知干土的土粒比重ds?2.71,试求制备土样所需干土和水的体积、土样的重度、干重度、孔隙比和饱和度。

24. 解:先求土样中固、液、气各自的体积:

土样总体积为:V??/4?d?h??/4?5?10?196.35cm, 由题意可得空气体积为:Va?0.20V?39.27cm;

由于w?WsWw?Vw?wVsds?w?0.18,可得Vw?w?(Vsds)?0.488Vs,

3223 又因为Va?Vw?Vs?V,所以可得39.27?0.488Vs?Vs?196.35cm 解得干土和水的体积为:Vs?105.56cm,Vw?51.52cm;

土样中干土和水的重量分别为:Ws?Vsds?w?2.86N,Ww?Ws?w?0.51N 所以土样的重度为:??(2.86?0.51)?10196.35?10?3?6?6?3333?17.16kN/m;

3 土样的干重度为:??2.86?10196.35?10?14.57kN/m;

3 土样的孔隙比为:e?ds?w(1?w)?wdse??1?27.1?1.1817.16?1?0.86;

土样的饱和度为Sr?0.18?2.710.86?56.7%。

25. 为提高某土样的饱和度,对其进行真空抽气。抽气前测得其ds?2.69,

?1?1.85g/cm,w1?25%;经真空抽气后,测得其?2?1.95g/cm,请问土样饱和度达

33到了多少?

25. 解:由题意得,真空抽气前后土样的含水量不变,因此

抽气后土样的孔隙比为:e2?ds?w(1?w)?1?2.69?1?(1?0.25)1.95?1?0.724;

?wdse2则抽气后土样的饱和度为:Sr??0.25?2.690.724?100%?92.9%。

26. 一体积为50cm3的土样,湿土质量90g,烘干后质量为68g,土粒相对密度

ds?2.72,问其此时的孔隙比为多少?若将土样压密,使其干密度达到1.65 g/cm,土样

3

的孔隙比将减少多少?

26. 解:土样的天然密度??土样的含水量w?mwmsmV??9050?1.8g/cm,

390?6868?100%?32.3%,

所以,e1?ds?w(1?w)?ds?w?1?2.72?1?(1?0.323)1.8ds?w2.72?11.65?1?0.999;

因为?d?1?e2,所以e2??d?1??1?0.648,

因此,孔隙比减少量△e?e1?e2?0.999?0.648?0.351。

27. 取一完全饱和土样,在压缩仪上做侧限压缩试验。试验结束后土样质量为250g,烘干后土质量为195g。已知土样高度为3.0cm,截面积为50cm,土粒相对密度为2.70,求:

(1)土样压缩前的质量;

(2)压缩前后土样孔隙比变化了多少? (3)试验中土样的压缩量共有多少? 27. 解:

(1)Vs?ms?1951?2.70?72.2cm;

32?wds 由于试验前土样是完全饱和的,所以:

Vw1?V1?Vs?150?72.2?77.8cm;

3所以压缩前土质量为:195?77.8?272.8g。

Vv1VsVw1Vs77.872.2(2)压缩前孔隙比:e1????1.078;

压缩后孔隙体积:Vv2?Vw2?mw2?w?250?1951?55cm;

3压缩后孔隙比:e2?Vv2Vs?5572.2?0.762;

故压缩后孔隙比减少:?e?1.078?0.762?0.316。 (3)压缩后水排出的体积为:77.8?55?22.8cm;

则土样压缩量为:

22.85033?0.456cm。

28. 砂土土样的密度为1.77g/cm,含水量为9.8%,土粒的比重为2.67,烘干后测定最小孔隙比为0.461,最大孔隙比为0.943,试求孔隙比e和相对密实度Dr,并评定该砂土的密实度。

28. 解:e?ds(1?w)?w?1?2.67?1.0981.77?1?0.6563;

?emax?eemax?eminDr??0.943?0.65630.943?0.461?0.595;

由于Dr?0.595,介于0.33与0.67之间,该砂土属中等密实。

29. 某砂层在天然状态时的孔隙比为0.68,室内试验测得emin?0.49,emax?0.78。若砂层的厚度为3m,经振动压实后,砂面平均下沉18cm(假设压缩前后砂层横截面面积保持不变)。问此时的相对密度是多少?

29. 解:设砂层横截面面积为A,在压实前体积为V,由于土颗粒体积Vs保持不变,则: Vs?V1?e?3A1?0.68?1.79A;

压缩后孔隙体积为:

Vv?(3?0.18)A?Vs?2.82A?则压缩后孔隙比为:e?VvVs?1.03A1.79A3A1.68?1.03A;

?0.58;

所以相对密度为:Dr?emax?eemax?emin?0.78?0.580.78?0.493?0.69。

30.某粘性土,其土粒比重为2.7,密度为1.6g/cm,饱和度为82%,液限为50%,塑限为35%。试求其液性指数、塑性指数,并判断其物理状态。

30. 解:

wds2.7w??Sr?0.82?????ee 由? ??,解之可得:w?42.8%;

???ds(1?w)??1.6?2.7(1?w)?1w??1?e1?e??5IL? IP?wL?wP?50?35?1,

w?wPwL?wP42.8?3550?35?0.52;

?因为10?IP?15?17,0.25?IL?0.52?0.75, 所以该土为粉质粘土,处于可塑状态。

31. 某地基土样物理性质指标如下:含水量w?18%,干密度?d?1.60g/cm,相对密度ds?2.72,液限wL?30%,塑限wP?16%。求:(1)该土的孔隙比e、孔隙率n、饱和度Sr。(2)塑性指数IP、液性指数IL,并确定土的名称及状态。

31. 解: (1)e?ds?w?1?2.72?11.60?1?0.7; n?e1?e?0.71?0.7?100%?41.2%;

3?dSr?wdse?100%?18%?2.720.7?100%?69.9%;

w?wpwL?wp18%?160%?16%(2)Ip?wL?wp?30?16?14;IL???0.14;

因为10?Ip?17,0?IL?0.25,所以该土样是硬塑粉质粘土。

32. 某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%,土粒比重为2.73,液限为33%,塑限为17%,试求孔隙比、干密度和饱和密度,并按塑性指数和液性指数分别定出该粘性土的分类名称和软硬状态。

32. 解: e?w?ds?0.819;?d??sat?ds?e1?e??w?1.95g/cm

w?wpwL?wp3ds1?e??w?1.5g/cm;

3Ip?wL?wp?16;IL??0.8125

所以该土处于软塑状态,属粉质粘土。

33. 一原状土样,其体积为100cm,质量为200g,烘干后质量为150g,土粒相对密

3度为2.69。已知土的液限wL?48%,塑限wP?29%,求:(1)土的塑性指数IP、液性指数IL,并确定该土的名称和状态;(2)若将土样压密使其干密度达到1.9g/cm,此时土样孔隙比减少多少?

33. 解:

(1)mw?m?ms?200?150?50g,则含水量为: w?mwms?100%?33.3%;

3 IP?wL?wP?48?29?19?17,所以该土样应为粘土; IL?w?wpwL?wp?0.33?0.290.49?0.29?0.2,

由于0?IL=0.2?0.25,所以该粘土属于硬塑状态。

(2)压密前干密度为:?d?所以压密前孔隙比为e1?msV?150100?1.5g/cm, 2.69?11.53ds?w?d1?1??1?0.79,

压密后孔隙比为e2?ds?w?d2?1?2.69?11.9?1?0.42,

所以孔隙比减少?e?e1?e2?0.79?0.42?0.37。

34. 已知一土样的天然重度为17.5kN/m,干重度为12.8kN/m,塑限wP?33%,液性指数IL?0.5,试问该土的液限为多少?

34. 解:因为??ds(1?w)1?edsw1?e33?w,?d????d?dds1?e?w,

17.5?12.812.8?36.7%;

所以???d??w,

?w,代入数据得:w?因为IL?w?wpwL?wp,所以0.5?36.7?33wL?333,可得wL?40.4%。

35. 已知某饱和土样的天然密度??1.84g/cm,含水量w?38%,其液限wL?40%,塑限wP?25%,求IL、e、ds的大小。

35. 解:由题意可知,饱和土样的Sr?100%,