水运工程地基基础考试真题

水运工程地基基础考试真题内容摘要：

— 最大孔隙比； emin— 最小孔隙比； Gs— 土粒比重； 按下式计算相对密实度： minmax0max ee eeDr  ddddddr pD   )( )(m i nm a xm a xm i n 式中： Dr— 相对密实度； eo— 天然孔隙比或填土的相应孔隙比； d— 天然干密度或填土的相应干密度， g/㎝ 3。 最小与最大干密度应进行二次平行试验，取其平均值，其平行差值不得大于 g/cm3 注意事项 ： （ 1）测最大干密度时用最优含水率 （ 4%~10%附近） 的砂样。 测最小干密度试验用干试样。 （ 2）容器内径对结果有影响，内径越大，测得的干密度越大。 • 第四章 颗粒分析试验 了解：土的颗粒分级的概念；筛分析法、密度计 法和移液管法的基本原理；引起试验误差的原因。 熟悉：筛分析法 、 密度计法 的仪器设备 掌握：各种试验适用土类及应用； 筛分析法、密度计法 的试验操作方法和数 12 据整理方法。 颗粒分析是测定土中各不同粒径的粒组质量占总质量的百分数的方法。 是各粒组的相对百分比含量。 可以对土 进行分类 ，判断工程性质。 试验成果可以画成粒径分布曲线。 横坐标 为粒径的对数值， 纵坐标 为小于某粒径的土粒含量占总量的比例， 曲线平缓说明：粒径相差 不 大，级配好，易于压实。 由此可计算某以粒径组的含量。 砂土从曲线上可以计算两个有用的指标。 不均匀系数 Cu 和曲率系数 Cc（ P45）。 Cu＝ d60/d10（反映土粒分布范围） Cc＝ d302/d10 d60 （反映土粒分布形状） d d d60— 小于某粒径的土粒含量分别为 10％、 30％、 60％的粒径。 如果不均匀系数 Cu≥ 5，同时曲率系数 Cc＝ 1— 3，那么该土级配好。 同一类土级配均匀的比不均匀的压实干密度要低 查得某土样颗粒级配曲线上 A 点 (, 76%)和 B 点 (， 58%)，则该土中粒径为 的土重占总干土重的百分数为 (18%) 方法主要有： 筛分法、密度计、移液管法 筛分法：适用于 d≦ 60mm 的土。 密度计、移液管法：适用于 d 的土。 筛分析法 ： 适用于粒径小于等于 60mm，大于 的土 试验步骤 首先将试样过 2 毫米的筛分成粗粒和细粒两组； 如果粗粒组含量少于 10％则不需要在分析粗粒组； 如果细粒组含量少于 10％则不需要分析细粒组，如果量大则可四分法后再进行筛分，筛分摇震时间一般为 10— 15 分钟。 注意事项： 当小于 2mm 的颗粒用四分法取样时，结果为（ P48）： X＝ 100 a p/ b （一）筛分法 1． 适用范围： 适用于分析粒径大于 的土。 2．仪器精度 : （ 1） 标准筛：孔径 ~60mm 一套。 （ 2） 天平： 称量 5000g、感量 5g；称量 1000g、感量 1g；称量 200g、 感量 （ 3） 摇筛机 （ 4） 其它：烘箱、筛刷、木碾等。 3．试验步骤 （ 1）对于无粘聚性的土： ① 按规定称取试样，将试样分批过 2mm 筛。 ② 将大于 2mm 的试样从大到小的次序，通过大于 2mm 的各级粗筛。 将留在筛上的土分别称量。 ③ 2mm 筛下的土如数量过多，可用 四分法缩分至 100～ 800g。 将试样从大到小的次序通过小于2mm 的各级细筛。 ④ 由最大孔径的筛开始，顺序将筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的 1%为止。 分级称量。 ⑤ 筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差不应大于 1% （ 2）对于含有粘土粒的砂砾土： ① 将土样放在橡皮板上，用木碾将土团碾散，拌和、烘干、称重。 ② 称取试样，放于瓷盆并加入清水浸泡。 13 ③ 将 浸泡后的混合液过 2mm 筛，边冲边洗，至筛上只留大于 2mm 土粒为止，并烘干、称重。 ④ 通过 2mm 筛下的混合液过 筛，边冲边洗， 至筛上只留大于 土粒为止，并烘干、称重。 ⑤ 将第③、④项烘干后的土粒合在一起，放入套筛进行筛分，称取各筛的筛余量。 4． 结果整理 按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数： X=BA 100 式中： X—— 小于某粒径颗粒质量百分数， % A—— 小于某粒径的颗粒质量 ,g B—— 试样的总质量， g 当小于 2mm 的颗粒用四分发缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总土质量的百分数： X=ba p 100 式中： a—— 通过 2mm 筛的试样中小于某粒径的颗粒质量， g b— — 过 2mm 筛的土试样中所取试样的质量， g q— — 径小于 2mm 的颗粒质量百分数。 在半对数坐标纸上，以小于某粒径的颗粒质量百分数为纵坐标，以粒径（ mm）为横坐标，绘制颗粒大小级配曲线，求出各粒组的颗粒质量百分数。 密度计法 (试验步骤 ) （ 1） 司笃克原理 ：土颗粒在水中开始使加速运动，由于受到水粘滞阻力作用最后会等速下沉，粒径太大太小都不适用。 （ 2） 试验原理 ：粒径为 d 的颗粒以速度 v 经过时间 t 后，下降距离为 L=vt,粒径大于 d 的下降距离肯定大于 L，所以 L 平面以上只有粒径小于 d 的颗粒，测出此处的比重与原来的比重相比较，即可求出粒径小于 d 的颗粒百分数。 （颗粒越大下沉越快） 均匀的悬液，在土颗粒下沉过程中，用密度计在悬液里测读出对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度读数和土颗粒下沉时间，计算出小于某一粒径的颗粒占总土样的百分比 试验开始： 1) 土样首先进行分散处理，如果易溶盐含量大于 %还需要洗盐处理，然后风干备样 2) 取代表性土样 100g，测定风干含水量 3) 称风干土样 30g，注入 200ml 蒸留水中 ，浸泡过夜 4) 将浸泡过的悬液过 筛，煮沸 40min 5) 冷却 后 倒入量筒 加入分散剂 4%r 浓度 六偏磷酸钠 10ml 进行分散土粒 ，再注入 蒸留 水 1000ml；上下搅拌各 30 次共 1 分钟，使土颗粒在水中均匀分布；将密度计放入液体 10— 20 秒后读数。 密度计的作用 ：测量悬液密度；测量土粒沉降的距离。 校正：当悬液不等于 20 度时，温度计要进行校正。 甲乙密度计的可读和分度值范围。 （ P49） 当含盐量大于 ％时需要洗盐。 第五章 击实试验（试验步骤） 压实可以使土体强度增加、变形减小、渗透降低。 土的压实与含水量、压实功、压实方法密切相关。 击实试验可求得最大干密度ρ dmax 和最优 含水量 wop。 可以用来计算压实度（ρ d/ρ dmax）。 击实不 是固结也不是压缩过程 ，而是在不排水条件下颗粒重组（排列）的过程，可减少土的塑性变形和渗透系数。 主要影响因素：含水率、击实功、土种类、级配、粗粒含量等。 击实（曲线）特征原理： 14 含水率低时，土粒表面含水层薄，土粒错动困难土粒任意排列，干密度低；含水率增加后，吸水层厚，土粒易于错动，土粒定向排列，干密度增加。 当含水率增加到某值后，由于封闭气泡在土体内，击实功消耗在孔隙气体上。 体积不再变化。 试验注意事项 ： （ 1）应根据塑限确定 加水量。 使得含水 量一个在塑限附近，另外分别有 2 个试样含水量大于和小于塑限，且各个试样之间相差 2％ — 3％。 如 9％、 11％、 13％（塑限）、 15％、 17％。 然后浸润一夜。 （ 2）筒壁应 涂油 便于脱模，分层击实时应进行刨毛处理。 （ 3） 最后一层 击实高出筒应小于 5 毫米（轻型）或 6 毫米（重型）。 (4)击实曲线与饱和曲线 不应该相交。 (5)压实功不同，求得最大干密度和最优含水量也不同。 （击实功越大，最大干密度值越大，最优含水量值越小）。 当含水率很高时，提高击实功效果不大。 （ 6）击实筒有大小之分试验，大击实筒（内径 ）适用于粒径小于 38mm 颗粒，小击实筒（内径 ）适用于粒径小于 25mm 颗粒。 一般用大击实筒，轻重型区别： 轻型 :锤重 落高 30 击数 27；重型 :锤重 落高 45 击数 98。 （ 7）试样分为： 干法和湿法 最大干密度 :干法大于湿法 最优含水量 :干法小于湿法。 粘土试样不宜用烘干试样。 （ 8）加水量公式 (P57)： m=mo(WWo)/(1+Wo) (式中 mo、 Wo 分别表示土现在的质量和含水量， m、 W 表示需要加水的 质量和要达到的含水量 )。 （ 9）无粘性土击实曲线 在含水较小含水率时，由于假粘聚力的存在，击实功消耗在克服假粘聚力上，出现最小干密度。 随着含水率的增加，假粘聚力消失，得到了较高的干密度。 因此无粘性土的填筑需要不断加水才能压实。 （无粘性土填筑一般通过相对密度来控制） 15 （ 10）两次试验密度差值应小于。 （ 11）压实度计算： P＝ ρ ds / ρ d max (12)塑性指数越高，其最大干密度越小。 一）击实试验方法类型 （下表）： 试验方法 类别 锤 底直径（ cm） 锤质量（ kg） 落高（ cm） 试洞尺寸 层数 每层击数 击实供功（ KJ/㎝ 3 最大粒径(mm) 内径（ cm） 高 （ cm） 容积 （㎝ 3） 轻型Ⅰ法 Ⅰ .1 5 30 10 997 3 27 25 Ⅰ .2 5 30 12 2177 3 59 38 重型Ⅱ法 Ⅱ .1 5 45 10 997 5 27 25 Ⅱ .2 5 45 12 2177 3 98 38 （二）所用仪器精度要求： 标准击实仪：根据工地需要选择轻型、或重型。 天平： 1000g、 感量 ； 10kg 感量 5g 土工筛、拌和工具、脱模器等。 （三）试验步骤： 1. 试样制备：按四分法至少准备 5 个试样，每样称量：对小试筒为 3kg，对大试筒为 ，分别加入不同水分（按 2～ 3％含水量递增），拌匀后闷料一夜备用。 2. 试样击实：将击实筒放在坚硬的地面上，将制备好的试样按所选击实方法分 3或 5 层倒入筒内，每层按规定的击实次数进行击实，每一层击完后，将试样表面“拉毛”，后装入土进行下层击 实，最后一层要求击实后余土高度不超过试筒顶的 5mm。 3. 取下试筒，用修土刀刮平试模顶、底面。 4. 称量试模和模内土样重量。 5. 用脱模器脱出土样，取中间处土样测含水量。 6. 重复上述第 2~5 步骤，将所备不同预定含水量的土样击完。 （四）结果整理： 1. 按下式计算击实后各点的干密度 ： d ＝  式中： d — 击实后土的干密度 g/cm3  — 击实后土的湿密度 g/cm3 ω — 击实后土的含水量，％ 2．以干密度 ρ d 为纵坐标，含水量ω为横坐标，绘制 ρ d — ω关系曲线，曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。 如曲线不能绘出明显的峰值，应进行补点或重做 例题 1 击实试验时有试样 2020g，含水量为 ％，如果要得到含水量为 %的试样，加水多少。 解 ： m=mo(WWo)/(1+Wo) ＝ 2020 x (%%)/(1+%)= 第六章 渗透固结试验 渗透试验（试验步骤） 16 渗透是水在孔隙中的流动，水力坡降越大渗透力越大。 渗透系数 K 是指： 水力坡降为 1 时水的渗透速度。 根据达西定律来确定。 试验分为两种： 常水头试验 ：适于 粗粒土（砂性土）。 测定在固定水位差下一定时间内的渗透量。 渗透性大小主要取决于土的 粒径和级配。 (水流的快，如渗透量固定，时间难控制 )。 变水头试验 ：适于 细粒土（粘性土）。 测定在固定的渗透量下所需要的 时间。 达西定律的渗透属于层流，由于细粒土在起始比降以前、粗粒土在某一比降以后不属于层流，因此不适用达西定律。 （ 1） 常水头试验 仪器设备：常水头渗透仪 ， 锤，秒表、天平 试验步骤： 取土样 3~4kg 称量准确至 ，测风干含水量 土样分层装入圆筒， 每层厚 2~3cm，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制孔隙比。 如粘粒 土 多则需要铺 2厘米的粗砂以防止细粒冲走； 每层都需要从底部充水饱和； 至试样表面高出上测压孔 3~4cm，量出试样顶面至筒顶高度。 计算试样高度。 称剩余土质量，准确至。 试样上面 铺 1— 2 厘米砾石层 做缓冲层防止放水时冲散土颗粒； 测压管应与溢水孔齐平 ,否则说明仪器有气。 变水头试验。