2021年造价工程师《水利工程》精讲考点:岩土的工程特性

  岩(土)体的工程特性

  (一)土的组成与结构

  1.土的固相:三相的主体,是决定土的工程性质主要成分。

  原生矿物:岩石经物理风化破碎而形成,其成分与原岩矿物相同,颗粒较大;

  次生矿物:岩石经化学风化改变了其原来的成分,形成一种颗粒很细的新矿物,以黏土矿物为主。

  粒径小于0.005mm的黏粒,主要成分是原岩经化学风化而成,常见的黏土矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石。使土具有可塑性、黏性、膨胀性、收缩性和触变性。

  1)为便于研究,常常将工程性质相近的土颗粒划分为一个粒组,可划分为6个大的粒组;

  2)随着颗粒大小的变化,土具有完全不同的性质。如粗颗粒的卵石、砾石具有很大的透水性,完全没有黏性;而细颗粒的黏粒则具有黏性,透水性极小,常称为不透水性土。

  因此,粒组划分是土按颗粒大小分类的基础。

  3)工程上通过室内颗粒级配试验确定各粒组含量,大于0.075mm颗粒采用筛分法,小于0.075mm颗粒采用密度计法。

  2.土的液相:指固体颗粒之间的水。

  结合水:附着于土粒表面,受土粒表面电分子引力作用而不服从水力学规律的土中水,有强结合水和弱结合水(对黏性土的物理力学性质影响较大)两种。

  自由水:处于土粒表面引力作用范围以外的土中水,与普通水无异,包括重力水(自由水面以下)和毛细管水(受重力和表面张力的共同作用)两种。

  3.土的气相

  1)土的饱和度较低时,土中气体与大气相连通,当土受到外力作用时,气体很快就会从孔隙中排出,土的压缩稳定和强度提高都较快,对土的性质影响不大。

  2)若土饱和度较高,土中出现封闭气泡无法逸出,在外力作用下,气泡被压缩或溶解于水中,一旦外力除去后,气泡就又膨胀复原,所以封闭的气泡对土的性质有较大的影响。土中封闭气泡的存在将增加土的弹性,能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小,并延长土体受力后变形达到稳定的历时。

  4.土的结构:与土粒矿物成分、颗粒形状和沉积条件有关。

  单粒结构:沉积过程中,颗粒较粗的矿物颗粒在自重作用下沉落,其特点是土粒间存在一般点与点的接触。

  蜂窝结构:较细的土粒在自重作用下沉落时,碰到已沉稳的土粒,由于土粒细而轻,粒间接触点处的引力大于下沉土粒重量,土粒就被吸引着不再下沉,形成链环状单元,形成孔隙较大的蜂窝结构,常存在于粉土和黏性土中。

  絮凝结构:一般存在于黏性土中,往往形成面与边或面与角的接触方式凝聚成絮状物下沉,具有很大的孔隙。

  ……

  例题

  【XT-08】工程地质问题包括工程地质条件和工程地质作用,下列不属于工程地质作用的是( )。

  A.地形地貌

  B.水库诱发地震

  C.砂土振动液化

  D.潜蚀

  『正确答案』A

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。工程地质作用。包括建筑物荷载引起地基岩土体的沉陷变形和剪切滑动;人工开挖造成边坡或地下洞室岩土体的变形和失稳破坏;水库诱发地震、渗漏、塌岸和浸没;砂土振动液化;以及潜蚀、流沙等。

  【XT-07】根据《土的工程分类标准》(GB/T50145-200 7 ),土粒粒径为2-10mm,则其属于( )。

  A.粉粒

  B.砂粒

  C.砾粒

  D.卵石

  『正确答案』C

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。

  【XT-06】下列关于土的组成和结构说法正确的有( )。

  A.随着颗粒大小的变化,土具有完全不同的性质

  B.粒径小于0.005mm黏粒,是经物理风化而成的黏土矿物

  C.小于0.075mm的颗粒采用筛分法确定颗粒级配

  D.土中封闭气泡能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性增大

  E.土的结构单粒结构、蜂窝结构和絮凝结构三种基本类型

  『正确答案』AE

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。选项B错误,粒径小于0.005mm黏粒,是经化学风化而成的黏土矿物。选项C错误,小于0.075mm的颗粒采用密度计法确定颗粒级配。选项D错误,土中封闭气泡能阻塞土内的渗流通道使土的渗透性减小。

  【XT-05】下列土的物理性质指标中,属于试验测定指标的有( )。

  A.饱和度

  B.土的含水率

  C.土粒比重

  D.天然密度

  E.干密度

  『正确答案』BCD

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。选项AE属于换算指标。

  【XT-04】( )反映土颗粒排列紧密程度,工程上常用它作为控制人工填土施工质量的指标。

  A.干密度

  B.干重度

  C.饱和密度

  D.饱和重度

  E.有效重度

  『正确答案』AB

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。干密度和干密度反映土颗粒排列紧密程度,工程上常用它作为控制人工填土施工质量的指标。

  【XT-03】下列关于砂土的密实状态说法错误的是( )。

  A.孔隙比是确定土体的密实状态的简便指标,孔隙比越大则土体中的孔隙体积越大,土体越松,但未考虑级配影响

  B.Dr=1时土体处于最疏松状态

  C.某土体Dr为0.52,其状态为中密

  D.根据标准贯入试验,击入土层中的深度为30cm需的锤击数量为15,则其状态为稍密

  『正确答案』B

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。Dr=0时土体处于最疏松状态。

  【XT-02】下列关于黏性土物理状态说法错误的有( )。

  A.液限是指土由可塑状态变化到半固体状态的界限含水率

  B.缩限用符号ωS表示

  C.塑性指数是指塑限与缩限的差值

  D.液性指数可用来判别天然土的软硬程度

  E.土中多含自由水时,处于流动状态

  『正确答案』AC

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。选项A错误,液限是指土由可塑状态变化到液态的界限含水率。选项C错误,塑性指数是指液限与塑限的差值。

  【XT-01】根据《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001),砂土是指粒径( )不超过总质量50%,粒径( )超过总质量50%。

  A.大于20mm、大于2mm

  B.大于2mm、大于0.5mm

  C.大于0.075mm、大于0.005mm

  D.大于2mm、大于0.075mm

  『正确答案』D

  『答案解析』本题考查的是土体的工程特性。砂土:粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%,粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%。

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