第1章 土的物理性质与工程分类一．填空题1． 颗粒级配曲线越平缓，不均匀系数越大，颗粒级配越好。
为获得较大密实度，应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。
2． 粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大，亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越多，粘土的塑性指标越大 3． 塑性指标p L p w w I -=，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反映了粘性、可塑性等因素。
因此《规范》规定：1710≤<p I 为粉质粘土，17>p I 为粘土4． 对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，工程上用指标e 、r D 来衡量。
5． 在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数p I 。
6． 决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度，它是用指标r D 来衡量。
7． 粘性土的液性指标pL p L w w w w I --=，它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，《规范》按L I 将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
10．某砂层天然饱和重度20=sat γkN/m 3，土粒比重68.2=s G ，并测得该砂土的最大干重度1.17max =d γkN/m 3，最小干重度4.15min =d γkN/m 3，则天然孔隙比e 为0.68，最大孔隙比=max e 0.74，最小孔隙比=min e 0.57。
11．砂粒粒径范围是0.075~2mm ，砂土是指大于2mm 粒径累计含量不超过全重50%，而大于0.075mm 粒径累计含量超过全重50%。
12．亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子容易进入晶胞之间，而发生膨胀。
二 问答题说明三相草图中e +11和ee +1的物理概念。
答：e +11代表单元土体中土骨架所占有的体积，ee +1代表孔隙在单元土体中所占有的体积。
液限仪测定。
1． 说明土的天然重度γ，饱和重度sat γ，浮重度γ'和干重度d γ的物理概念和相互关系，并比较同一土中的γ、sat γ、γ'、d γ的数值大小。
答：g Vm=γ，g V V m w V ssat ργ+=，g V V m w s s ργ-='，V m s d =γ。
γγγγ'≥≥≥d sat 。
四、计算题1． 某地基土样数据如下：环刀体积60cm 3,湿土质量0.1204kg ，土质量0.0992kg ，土粒相对密度为2.71，试计算：天然含水量w ，天然重度γ，干重度d γ，孔隙比e 。
3/020.010601204.0cm N g V m =⨯==γ 3/0165.010600992.0cm N g V m s d =⨯==γ336.3671.2100992.0cm G m V s s s =⨯==639.06.366.3660=-=-==s s s v V V V V V e 2．若原状土样的天然密度3/1.2m t =ρ，含水量%15=w ，土颗粒相对密度s G =2.71，试计算孔隙比e.答：设31m V s =，71.2==w s s G m ρ t407.071.2*15.0==⋅=s w m w m t484.11.2407.071.2=+=+=ρws m m V m 3484.011484.1=-=-==s s s v V V V V V e 3．测得沙土的天然重度3/6.17m kN =γ，含水量%6.8=w ，土粒相对密度66.2=s G ，最小孔隙比462.0min =e ，最大孔隙比71.0max =e ，试求沙土的相对密度r D 。
答： 设31cm V s =%3.11%1000992.00992.01024.0=⨯-==s w m m w则66.2==w s s s G V m ρg229.066.2086.0=⨯==s w wm m g3641.176.1229.066.2/cm g m m mV w s =+=+==γρ641.011641.1=-=-==s s s v V V V V V e 278.0462.071.0641.071.0min max max =--=--=e e e e D r4．某干沙土样重度为16.6KN/m 3,土粒相对密度69.2=s G ，置于雨中，若砂样体积不变，饱和度增加到40%，求砂样在雨中的孔隙比。
答：设31cm V s = g V G m s s w s 69.2==ρ 62.166.169.2===dsm V ρcm 3 62.0=-==sss v V V V V V e 5.某工地进行基础施工时，需在土中加水以便将土夯实，现取土样1000g ，测其含水量为20%，根据施工要求，将土的含水量增加20%，问应在土样内加多少水？ 答：由%100⨯=swm m w 得 g w m m s 833)2.01/(1000)1/(=+=+= g m m m s w 167=-= 需加水量为g m m m w s w 166167833*4.04.0=-=-=∆6. 某工程地质勘察中，取原状土60cm 3,重99.15g ，烘干后重78.05g ，67.2=s G ，求此土的孔隙比和饱和度。
答：g m m m s w 65.2005.7815.99=-=-=365.20/cm m V w w w ==ρ 323.2967.205.78cm G m V w s s s ===ρ 053.123.2923.2960=-=-==s s s v V V V V V e 671.023.296065.20=-==v w r V V S 7．某土样的干重度3/4.15m kN d =γ，含水量%3.19=w ，土粒相对密度73.2=s d ，求饱和度rS 。
答：设31cm V s =，则g V G m w s s s 73.2==ρg wm m s w 527.073.2193.0=⨯== 3773.154.173.2/cm g m m V d s ds====γρ3527.01527.0cm m V www ===ρ %2.681773.1527.0%100%100=-=⨯-=⨯=sw vw r V V V V V S 第三章 地基土的应力与变形14．什么是基底压力？答：建筑物的荷载是通过自身基础传给地基的。
基底压力是作用于基础底面上的荷载效应，它与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋深以及地基土的性质等多种因素有关。
16．地基变形按其特征分为哪几种？其定义是什么？ 答：分为瞬时沉降、固结沉降和次压缩沉降。
四、计算题1． 土层分布如图，计算土层的自重应力，并绘制自重应力的分布图。
解：（1） 砂土：设11=s V ，则65.2111==s w s s G V m ρg265.065.2*1.0111===s w m w m g 265.011==ww w m V ρcm 3699.0379.0265.011===r w v S V V cm 371.9699.01165.211111=+-=+-='g g V V V m v s w s s ργKN/m 3（2）黏土 设12=s V则 70.2222==w s s s G V m ρg54.070.2*2.0222===s w m w m g76.110/4.1854.07.2222=+=+=ρw s m m V cm 366.976.117.2222=-=-='g V V m w s s ργkN/m 32m4m%9.37,65.2%,1011===r s S d w311/4.18,70.2%,20m kN d w s ===γ 19.42kN/m 258.06kN/m 22.某粉土地基如图，测得天然含水量%24=w ，干密度3/54.1m t d =ρ，土粒比重73.2=s G ，地面及地下水位高程分别为35.00及30.00m ，汛期水位将上升到35.5m 高程。
试求25.00高程处现在及汛期时的土的自重应力。
当汛期后地下水下降到30.00高程（此时土层全以饱和状态计）、25.00m 处的自重应力是多少？ 解：1=s V ，73.2==w s s s G V m ρt 655.073.2*24.0===s w wm m t772.154.173.2===dsm V ρm 3 8.9772.1173.2=-=-='g g V V m w s s ργkN/m 31.19772.1655.073.2=+=+=g g V m m w s γkN/m 3 8.19=+'=w sat γγγkN/m 3现在的自重应力5.1445*8.95*1.19=+=c σkPa, 汛期时的自重应力kPa c 9810*8.9==σ 地下水下降后kPa 1485*8.95*8.19=+=σ1． 图所示基础基底尺寸为m m 24⨯，试求基底平面平均压力p 和max p 及min p ，绘出沿偏心方向的基底压力分布图。
解：基底平面平均压力为4*24*2*2*20680+=+=A G F p 2/125m kN =kN F G N 8406802420=+⨯⨯=+=∑ ∑⋅=⨯=⨯=m kN F M 23835.068035.0)( 33.06228.0840238=<===m N M e =±=⨯⨯±⨯=±=63.441054261238428402minmax W M A N P kN/m 3 8．有一矩形基础，35.5035.0030.0025.00汛期水位现在水位细砂粉土∑=kN F 6802m0.35mG4m37.6063.149底面尺寸m m 84⨯，埋深2m ，受4000kN 中心荷载（包括基础自重）的作用，地基为粉砂层，3/19m kN =γ，压缩资料如表所示，试用分层总和法计算地基最终陈降量。
解：略。
9．如图，已知基础长42.5m ，宽13.3m ，基础底面附加压力kPa p 2400=基础底面铺有 水砂层，地基为粉质黏土层，压缩模量Mpa E s 5.7=，渗透系数s cm k /106.060-⨯=，土层厚8m ，底部基岩处附加应力为160Pa ，试计算：（1）地基的最终沉降量，（2）计算地基的固结系数。
解：mm H E p p H E p s 33.213810*5.7*21602402310=⨯+=+=∆=土的竖向固结系数236105.410/105.7106.0/--⨯=⨯⨯⨯==w s v kE c γcm 2/s10.饱和黏土层厚8m ，受大面积荷载kPa p 120=作用，该土层初始孔隙比0.1=e ，压缩系数13.0-=MPa a a cm k /18=，在单面排水条件下问加荷一年的沉降量为多少？ 解： 粘土层的压缩模量为MPa a e E s 67.6103.00.1116=⨯+=+=-粘土层的最终沉降量为mm H E s sz93.14380001067.610001206=⨯⨯⨯==σ竖向固结系数a m a e k c w v /120103.010000)11(1018)1(262=⨯⨯+⨯=+=--γ 对于单面排水条件下： 竖向固结时间因数875.18112022=⨯==H t c T v v ，查表得固结度接近100%，所以加荷一年的沉降量为143.93mm 。