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水运工程试验检测工程师考试题库 土工试验及地基承载力检测 第一章土工基础知识 1、土的形成 我国的土大部分形成于第四纪或是新第三纪时期，按照地质营力和沉积条件可分为残积土（风化后在原处）和运积土。根据来源分为有机土和无机土，当土中有机质含量大于5％-10％时会对工程产生不利影响。 岩石可分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩2、土的组成 土由固相、液相和气相三相部分组成。 固相：土由原生矿物（石英云母长石等）和次生矿物（高岭石蒙脱石等）组成，通过颗粒分析试验可以对土的级配进行确定，级配好的土压实度高、渗透性小、强度高。 液相：分为结合水（吸附在颗粒表面）和自由水两种。结合水：物理化学作用，对细粒土的影响大。自由水：分为毛细管水和重力水。毛细管水的作用是表面张力和重力。重力水可以传递动水和静水压力，但不能承受剪力。含水率测得是两者含量之和。 气相：开口和闭口气泡。闭口气泡使得土的渗透性减小，弹性增大，承载力降低，密度减小，变形缓慢。 3、国家标准《土的工程分类》规定: 采用粗细粒统一体系分类法。工程用土主要是按照土的工程性质（如粒径、级配、塑性、有机质/压缩性等）进行分类。 其中主要性质有： 颗粒粒径 工程上将相近粒径的土合成一组叫粒组，其中大于0.075 mm的叫粗粒，其性质主要取决于粒径大小和级配。小于0.075 mm的叫细粒，其性质主要取决于矿物组成。（2）塑性指数（Ip=Wl-Wp） 塑性指数相同，土的性质不一定相同，因为随着液限的变化土的性质变化也很大。 作为建筑地基的土，其分类可见教材第6页，要注意粒径和塑性指数对土分类的影响。如细粒土分类的依据有粒径、塑性指数、稠度。 《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）规定：按颗粒级配或塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土 碎石土 按照大于2mm粒径进行再分类 砂土 按照小于2mm粒径进行再分类，用Cc、Cu表示组成特征（颗粒级配），密实度可由标贯击数判定。 粉土 按照大于0.075mm粒径和粘粒含量以及塑性指数（小于10）进行再分类。（冻胀最严重） 粘性土 按照小于0.075mm粒径以及塑性指数（大于10）进行再分类。 天然含水率大于液限，天然孔隙比大于1.0的粘性土为淤泥性土 填土 由人类活动堆积的土 塑性图（细粒土分类）：液限为横坐标，塑性指数为纵坐标。 有机土的测定: (1)有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，弹性和海绵感。 （2）将试样放在105-110烘箱中，如试样的液限小于烘前的液限1/3时，试样为有机质。 需要说明的是：各种分类法中没有软土、冻土、盐渍土的称谓，也没有有机土、砂、石料等。 4、土的结构 土粒可分为三种类型： 单粒结构：在动力作用下易液化，如粉土。 絮凝结构：孔隙大，对扰动敏感。 片堆结构：各向异性。 5、土的物理性质指标 是最基本的工程特征，是衡量土的工程性质的关键。 （1）三相指标： 土的物理指标分为2类指标 试验指标（天然密度ρ、含水率W、土粒比重Gs） 换算指标（孔隙比、孔隙率、饱和度） 1）天然密度ρ：总质量与总体积之比。 2）饱和密度ρsat：孔隙全为土水的质量与总体积之比 3）浮密度ρ’：土粒质量与同体积的水质量之差与总体积之比（饱和密度－1） 4）干密度ρd：土粒质量与总体积之比，是填土施工的控制指标。 饱和密度天然密度干密度浮密度 5）含水率w：水的质量与土粒质量之比。 6）土粒比重Gs：土粒质量与同体积4摄氏度水的质量之比，数值上等于土粒密度。 7）孔隙比e：孔隙体积与土粒体积之比（e=Gs/ρd－1=土粒比重/干密度－1） 8）孔隙率n：孔隙体积与总体积之比(n=e/(1+e)) 9）饱和度Sr：水体积与孔隙体积之比.(含水率小并不意味着饱和度小) 注意：孔隙体积＝充水的孔隙和未充水孔隙体积 土的空隙体积为零不能说明土的密度最大。不同土样（甲、乙）含水率与饱和度没有关系。 （2）无粘性土的相对密度 一般采用相对密度来衡量土的松紧程度 emax-e0 最大孔隙比-天然孔隙比 Dr = __________ = ____________________ emax-e0 最大孔隙比-最小孔隙比 由三相指标换算可得相对密度的实用表达式： (天然干密度-最小干密度)最大干密度 Dr ==______________________________________