第9章 土工合成材料--清华版土木工程材料
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《土木工程材料》复习思考题参考答案第1章 复习思考题一、填空题1. 宏观,细观,微观2. 51.53. 小,大4. 最大冻融循环次数5. 软化系数,0.85二、选择题1. B ;2. A ;3. D ;4. C ;5. B ;6. D三、简答题1.答:当某种材料的孔隙率增大时,下表内其他性质如何变化?(用符号表示:↑增大、↓下降、─不变、?不定)2. 答:脆性材料——在外力作用下达到破坏荷载时的变形值很小,破坏时有突发性;抗压强度远大于抗拉强度,可高达数倍甚至数十倍;承受冲击或震动荷载的能力很差,适宜承受静压力,用于受压部位。
韧性材料——在冲击或震动荷载作用下,能吸收较大能量,同时产生较大变形,特别是塑性变形大,破坏前有明显预兆;抗拉强度接近或高于抗压强度。
适合承受拉力或动载,对于承受冲击荷载和有抗震要求的结构,应具有较高的韧性。
3. 答:提高材料的耐久性,对保证工程结构长期处于正常使用的状态,减少维护费用,延长使用年限、节约材料,具有十分重要的意义。
材料的耐久性与其抗渗性有直接关系,改善抗渗性的措施均有利于提高材料的耐久性。
如生产制备材料时,尽量增大其密实度,提高强度;改善内部孔隙结构,减少连通性孔隙;做好防水措施,对于亲水性材料,表面用憎水材料覆盖或涂层等。
四、计算题1.解:填充1m 3卵石需用砂子的体积大小等于卵石的孔隙体积。
//001550(1)100%(1)100%41.5%2650g P ρρ=-⨯=-⨯= /31.0*0.415s g V P m ==2.一块烧结普通砖的外形尺寸为240mm ⨯115mm ⨯53mm ,吸水饱和后重2940g ,烘干至恒重为2580g 。
将该砖磨细并烘干后取50g ,用李氏瓶测得其体积为18.58 cm 3。
试求该砖的密度、表观密度、孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。
解:砖的密度:350 2.69/18.58m g cm V ρ=== 砖的表观密度:3002580 1.76/2411.5 5.3m g cm V ρ===⨯⨯ 砖的孔隙率:0 1.76(1)100%(1)100%34.6%2.69P ρρ=-⨯=-⨯= 砖的质量吸水率:129402580100%100%14.0%2580m m m w m --=⨯=⨯= 砖的开口孔隙率:360100%24.6%2411.5 5.3k v P w ==⨯=⨯⨯ 砖的闭口孔隙率:34.6%24.6%10.0%b k P P P =-=-=3. 解:① 甲材料的孔隙率:0 1.4(1)100%(1)100%48.1%2.7P ρρ=-⨯=-⨯= 体积吸水率: 0140017%23.8%1000V m w W W ρρ==⨯=② 设乙材料的总体积为1m 3,则吸收水的体积为0.462m 3。
土木工程材料课程土木工程材料课程是土木工程专业的一门基础课程,主要介绍土木工程中常用的材料及其性能、应用和施工要求等知识。
本文将从材料的分类、性能、应用和施工要求等方面进行阐述。
一、材料的分类土木工程材料主要分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料包括钢材、铝材、铜材等,具有高强度、良好的导热性和导电性等特点,广泛应用于建筑结构和桥梁等工程中。
非金属材料包括水泥、砂浆、砖石、混凝土等,具有良好的耐久性、隔热性和耐腐蚀性等特点,是土木工程中常用的建筑材料。
复合材料是一种由两种或两种以上材料组成的材料,具有多种材料的特性,如玻璃钢、碳纤维复合材料等。
二、材料的性能土木工程材料的性能主要包括力学性能、物理性能和化学性能等。
力学性能包括材料的强度、刚度、韧性和稳定性等,对材料的结构承载能力和使用寿命有着重要影响。
物理性能包括材料的密度、热膨胀系数和导热系数等,直接影响到材料的热传导和热膨胀性能。
化学性能包括材料的耐腐蚀性和耐久性等,对材料在恶劣环境下的使用寿命和稳定性有着重要影响。
三、材料的应用土木工程材料的应用范围广泛,主要包括建筑结构、地基处理、道路工程、桥梁工程和水利工程等。
在建筑结构中,常用的材料有混凝土、钢材、木材和玻璃等,它们在不同部位具有不同的作用。
在地基处理中,常用的材料有碎石、砂土和土工合成材料等,用于提高地基的承载力和稳定性。
在道路工程中,常用的材料有沥青、水泥和路基填料等,用于铺设道路和提高道路的使用寿命。
在桥梁工程中,常用的材料有预应力混凝土、钢材和桥梁支座等,用于提高桥梁的承载能力和稳定性。
在水利工程中,常用的材料有混凝土、钢材和防水材料等,用于建设水库、水闸和堤坝等。
四、材料的施工要求土木工程材料的施工要求主要包括材料的储存、运输、加工和安装等方面。
首先,材料在储存过程中需要保持干燥、防止受潮和变形。
其次,材料在运输过程中需要避免碰撞和挤压,保持完好无损。
再次,材料在加工过程中需要按照设计要求进行切割、焊接和连接等工艺操作。
土木工程材料土木工程是一门涵盖广泛的学科,在我们日常生活中,几乎所有的建筑和公共基础设施都需要应用土木工程。
而材料则是土木工程中不可或缺的重要组成部分,它与结构设计相互关联,直接影响土木工程的安全可靠性和使用寿命。
本文将围绕土木工程中常用的材料展开论述分析,以期为读者进一步了解和认识土木工程材料提供参考。
1. 水泥作为一种常用的建筑材料,水泥广泛应用于土木工程的建筑基础、桥梁、隧道等地方。
水泥性质优良、施工性能良好、粘聚性好,而且能够经受高强度的压缩和牵拉力,因此在工程上大有用处。
目前常见的水泥种类有普通硅酸盐水泥、白水泥、山东膨胀水泥、高强度水泥等,它们的特点有所不同。
普通硅酸盐水泥是制造混凝土必备的材料,它有较强的抗拉强度,能够经受远高于承受力的拉力,同时,它还能够吸收打击和磨损,使建筑物的寿命得以延长。
白水泥则具有均质性和均匀性较高的优点,并且外观白色,工艺性能也更好。
高强度水泥则在建筑设计中发挥着重要的作用,因其抗压强度较高,因此常用于桥梁、隧道等地方,使建筑物在承受重负荷时更具有抗压性。
2. 钢材钢材是土木工程中不可或缺的另一种材料,它是建筑结构的重要组成部分。
钢材具有强度高、延展性好、质量轻、造价低、可回收利用等优点,在土木工程中扮演着举足轻重的角色。
钢材常见的种类有普通钢、高强钢、不锈钢等,它们在工程设计中的性能有所不同,常应根据建筑物的实际需要进行选择。
3. 混凝土混凝土是土木建筑工程中常用的主要材料之一,广泛应用于建筑基础、桥梁、隧道等领域。
混凝土具有易性缩、抗压、抗拉、抗剪切等优点,且配制方便,施工起来需要的人力和物力也比较少,因此其使用比例较大。
混凝土的常见种类有预制混凝土、后浇带钢筋混凝土等,其中预制混凝土具有施工方便、质量标准高的特点,而后浇带钢筋混凝土则具有强度大、耐冻化的优点。
4. 玻璃玻璃是土木工程中常用的材料之一,应用的领域包括建筑幕墙、高层建筑的玻璃幕、围栏墙等。
1.为什么土木工程材料大多数为复合材料?2.材料的孔隙率、孔隙状态、孔隙尺寸对材料的性质有什么影响?3.材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度有何区别?材料含水时对四者有什么影响?4.称取堆积密度为1500kg/m3的干砂200g,将此砂装入容量瓶内,加满水并排尽气泡(砂已吸水饱和),称得总质量为510g。
将此瓶内砂倒出,向瓶内重新注满水,此时称得总质量为386g,试计算砂的表观密度。
5.材料的脆性和弹性、韧性和塑性有什么不同?6.脆性材料和韧性材料各有什么特点?7.影响材料强度和断裂韧性的因素有哪些?8.经测定,质量3.4kg,容积为10.0L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。
若向筒内注入水,待石子吸水饱和后,为注满此筒共注入水 4.27 kg。
将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为18.6 kg (含筒的质量)。
求该石子的表观密度、绝干体积密度、质量吸水率、体积吸水率、绝干堆积密度、开口孔隙率?9.含水率为10%的l00g湿砂,其中干砂的质量为多少克?10.材料含水时对材料的性质有何影响?11.某岩石在气于、绝于、吸水饱和情况下测得的抗压强度分别为172、178、168MPa。
求该岩石的软化系数,并指出该岩石可否用于水下工程?12.现有一块气干质量为2590g的红砖,其吸水饱和后的质量为2900g,将其烘干后的质量为2550g。
将此砖磨细烘干后取50g,其排开水的体积由李氏瓶测得为18.62cm3。
求此砖的体积吸水率、质量吸水率、含水率、体积密度、孔隙率及开口孔隙率,并估计其抗冻性如何?13.现有甲、乙两相同组成的材料,密度为2.7g/cm3。
甲材料的绝干体积密度为1400kg/m3,质量吸水率为17%;乙材料吸水饱和后的体积密度为1862kg/m3,体积吸水率为46.2%。
试求:(1)甲材料的孔隙率和体积吸水率?(2)乙材料的绝干体积密度和孔隙率?(3)评价甲、乙两材料。