工程岩土学考试思考题

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工程岩土学思考题

1.土体与岩体的主要区别。土的力学性质与岩体力学性质的主要差别。岩土体:是非均质、各向异性、厚度不等,具有一定次序并含有一定结构的多层岩土层,且存在于一定的地下水、温度及应力场环境中的地质体。岩体与土体共性:a.都为矿物结合体;b.有固相、液相和气相组成的多相体系;c.相互转化:土---成岩作用---岩石;岩石--风化作用---土;岩体与土体差别: a.结构形式岩石--存在断层、节理、裂隙等结构面; 土一般是连续;b. 连结形式岩石--结晶连结、胶结连结--硬连结;土--无连结、水连结或水胶连结等;c. 力学性质岩石比土具有强度高、不易变形及整体性和抗水性好,但缺陷是存在断层、节理等构造面;d. 地应力岩体--有较高地应力;土体--只有自重应力存在。

土的力学性质:土的压缩性——土在压力作用下体积压缩变小的性能。土的压缩变形主要是由于空隙中的水河气体被挤出,土粒相互移动靠拢,致使土的空隙体积减小而引起的。压缩试验和载荷试验(条件是什么、判断压缩性高低的标准a1-2(0.1、0.5)、载荷试验的三个阶段).压密定律及参数:应力增量不大时,孔隙比的变化(减小值)与压力变化(增加值)之比为常数,定义为压密指数。压缩性指标是压缩指数和弹性模量。土的抗剪强度:是指土抵抗剪切破坏的能力,而土的抗剪性是指土具有抗剪强度的特性。影响因素是土的物质组成和土所处的状态等;其次是土所受的应力状态。抗剪强度指标是粘聚力和内摩擦角。土的击实性:是指用重复的冲击动荷载可将土压密的性质,影响因素是摩擦力、咬合力、粘聚力。土的压密程度用干密度来表示,它与土的含水率和击实功关系密切。击实的目的是使土变形减小,强度增加,透水性减小。在击实曲线上的干密度的峰值称为最大干密度,与之对应的含水率称为最优含水率。偏干(W

含水率较小时,土粒周围的结合水膜较薄,连接较牢固,土粒不易移动,故难于击实;偏湿(W>W0):当含水率较大时,结合水膜较厚,土粒容易移动,但多余的水分不易排出,产生一定的孔隙水压力,抵消了冲击作用,阻碍了土粒的接近。粘性土的击实曲线一般是左段(含水率小于最优含水率)比右段(含水率大于最优含水率)的坡度陡些。岩体力学性质:岩体在外力作用下其力学属性往往表现出非均质、非连续、各向异性和非弹性。岩体力学性质,一方面取决于它的受力条件;另一方面则受岩体的地质特征和和赋存的环境条件影响。其影响因素包括:组成岩体的岩石变形与强度性质;各种结构面的发育特征及其变形与强度性质;岩体的赋存条件,尤其是天然应力和地下水的影响。

2.、影响岩石力学性质的主要因素,影响无粘性土力学性质的主要因素,影响粘性土力学性质的主要因素。

(1)影响岩石力学性质的因素有:岩石的类型、组构、围压、温度、应变率、含水量、载荷时间及载荷性质等。(2)

3、土的基本物理性质及其指标。A、土的基本物理性质:包括土的密度、含水性、孔隙性,它们反映了土的三相物质的比例关系,土的松密和干湿度。土的物理性质含义:狭义的——自然条件下具有的(轻重-(颗粒密度、天然密度)、干湿-(含水率和饱和度)、松密-(孔隙率和孔隙比))指标;广义的——a、狭义(增加土的物理性质指标)粗粒土(密实度),细粒土(稠度);b、水理性质-土与水作用下表现出来的性质(可塑性-塑性指数和液性指数、胀缩性、透水性K)。

4、土的物质组成特点,粒度成分,矿物成分,土中水的分类及其工程性质。B,土的粒度成分:土中各种大小土粒的相对含量(熟悉按粒度成分对土的分类、粒度成分的表示方法)。矿物成分:原生矿物、次生矿物、有机质。C、(1)弱结合

弱结合水紧靠于强结合水的外围形成一层结合水膜。它仍然不能传递静水压力,但水膜较厚的弱结合水能向邻近的较薄的水膜缓慢转移。当土中含有较多的弱结合水时,土则具有一定的可塑性。砂土比表面较小,几乎不具可塑性,而粘性土的比表面较大,其可塑性范围就大。

弱结合水离土粒表面愈远,其受到的电分子吸引力愈弱小,并逐渐过渡到自由水。

(2)重力水

重力水是在重力或压力差作用下运动的自由水,它是存在于地下水位以下的透水土层中的地下水,对土粒有浮力作用。重力水对土中的应力状态和开挖基槽、基坑以及修筑地下构筑物时所应采取的排水、防水措施有重要的影响。

(3)毛细水

毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。毛细水存在于地下水位以上的透水层中。毛细水按其与地下水面是否联系可分为毛细悬挂水(与地下水无直接联系)和毛细上升水(与地下水相连)两种,当土孔隙中局部存在毛细水时,毛细水的弯液面和土粒接触处的表面引力反作用于土粒上,使土粒之间由于这种毛细压力而挤紧,土因而具有微弱的粘聚力,称为毛细粘聚力。

5、粒度成分的表示方法,研究意义和用途。粒度与矿物成分的关系,粒度对土的结构力学性质的影响。与粒度成分有关的指标及应用。A、列表法、累计曲线法(熟练掌握)、三角图法。B、意义和用途:a、求Cu/Cc或根据形状判别级配;

b、求各粒组的百分含量;

c、对土分类定名。C、粒度与矿物成分的关系:随着岩石风化破坏过程的加深和风化产物搬运距离的加大,土粒逐渐变小,矿物成分也

逐渐由原生向次生转化。土的粒度成分与矿物成分之间明显存在着内在联系,总的情况是,较粗大的土粒一般是由原生矿物构成,而细小粘粒绝大多数为次生矿物。D、(1)组成土的颗粒大小不同,土的比表面不同,则土粒与水(或气)作用的表面能大小不同。因此,不同大小颗粒与水(或气)相互作用的程度,以至含水的种类、性质和数量不同。(2)天然土中不同大小颗粒的组成矿物类型不同,直接影响土的工程特性。E、Cu、Cc。判断土的级配

6、土的水理性质(广义物理性质)的基本内容,涵义,指标及其使用。在应用中指标的划分,用途,本质。(1)土与水作用下表现出来的性质(可塑性Ip、Il,胀缩性、透水性K)。(2)按Ip对土进行分类;按液性指数Il对粘性土稠度状态的分类。(3)本质:细粒土稠度状态的变化,是由于土中含水率的增减引起的,其实质是由于土颗粒周围结合水厚度或者扩散层厚度发生了变化,使土粒间连结强度发生变化所致。

7、土的力学性质及其基本涵义。各力学性质的基本规律,实验条件和方法,成果曲线特征,数学规律,指标的规律及其应用。指标间的关系及影响因素。(第五章)

8、土结构的基本概念,微结构要素,土的结构的类型,土的结构对各力学性质的影响,结构研究的意义。(1)、概念:微观结构:借助于光学显微镜来研究的结构;宏观结构(土体结构):借助于肉眼或放大镜可以看到的结构。土体结构是指土体形成时期伴随形成的相的特征,以及后期改造过程中产生的节理、裂隙等不连续面在土块内的排列、组合特征。(2)结构要素:a、土粒本身特征—大小、形状、表面特征;b、土粒排列特征—松密、定向性;c、土粒粒间连接特征—类型、强度特征;d、土粒孔隙特征—总孔隙、单孔尺寸、连通情况。(3)结构