第一章土的物理成分和组成.doc

第一章土的物理成分和组成讨论问题
（整理：66B-冒险 90A-奋进）2015.2.5

本次讨论6日晚进行，共有 95A-鄂-小草 80B-甘-朱小明 74A-杭-猫儿 90B-鲁-九零 68B-鲁-铁蛋-721 沪-赵老白
六位同学分别从不同的方面提出了问题。在次表示感谢，下面将问题整理解答如下，并附上14年小鱼群的物性讨论解答。

问题一：
2010年下午案例题第27题：
某非自重湿陷性黄土试样含水量w=15.6%，土粒比重Gs=2.70，质量密度=1.60g/cm3，液限wL=30.0%，塑限wp=17.9%，桩基设计时需要根据饱和状态下的液性指数查取设计参数，该试样饱和度达85%时的液性指数最接近下列哪一选项？

（A）0.85 （B）0.92
（C）0.99 （D）1.06
根据w、Gs、，求出孔隙比e
再根据e、Gs、饱和度85%，求出含水量，继而求出液性指数。
我不明白的是：为什么孔隙比e保持不变？（95A-鄂-小草）

解答：
非自重湿陷性黄土，在浸水后不发生湿陷，浸水后饱和度增加可认为是水填充空隙，而不引起空隙比的变化。

问题二：
土力学（李广信，第二版）习题1-3：
1-3 用来修建土堤的的土料料场，土的天然密度ρ=1.92g/cm3，含水量w=20%，比重Gs=2.70. 现在要修建一压实干密度ρd=1.7 g/cm3，体积80000m3的土堤，如果备料的裕量按20%考虑，求修建土堤需在料场开挖天然土的体积。
问题：备料裕量是指：（1）土堤填料的20%，即8*1.2=9.6万m3，需要准备的天然土体积要满足9.6万m3填料的要求；（2）还是料场的天然土的量要多准备20%？（80B-甘-朱小明）

解答：
此处的20%是在满足压实需求的8万方量所需要备的天然土料的基础上加的20%，（即算出所需天然料场的土方量再乘以1.2）

：

问题三：
土力学第25页表1-10的下部“细粒土无法在实验室测定emax和emin。实际上也不存在最大和最小孔隙比，因此只能根据孔隙比e或干密度ρd来判断其密实度。”
问题：实验室为什么无法测定emax和emin？细粒土为什么实际上也不存在最大和最小孔隙比？是不是对于粗粒土要想测最大、最小孔隙比已经很难了，很难与实际一样，而细粒土本身颗粒非常细且集中，那就更难测了，细粒土更关心稠度，即软硬状态，对于密实度不关心也罢？细粒土在实际工程中的密实度可以用压实度来反映？（80B-甘-朱小明）
解答：
查找一下细粒土的概念~，细粒土的性质一般与孔隙比关系不大。
细粒土含有粘性矿物，颗粒细小。按照土工试验测定砂土最大e的原理，分散不宜，效果不明显。而测定最小空隙比往往需要一定的击实功和含水率，此时可以直接采用最大干密度表示，不需要换算成最小空隙比。再者，细粒土的物理性质更多是和水有关，试验的针对性不同。非要对细粒土测emax和emin是没有必要的。

问题四：
清华大学 土力学 第二版
P38 活性指数出处？
P40 压实能出处？（111B-黑-青果）
解答：
活性指数土力学上有明确的定义。活性指数未写入规范。至于出处，建议不需要关心那么多
压实能是与击实实验所得的最大干密度有关的，击实能越大，得到的干密度越大。

问题五：
2011下午第2题：用内径8.0cm，高2.0cm的环刀切取饱和原状土试样，湿土质量m1=183g，进行固结试验后，湿土的质量m2=171.1g，烘干后土的质量m3=131.4g，土的必中Gs=2.70，则经压缩后，土孔隙比变化量Δe为多少。（74A-杭-猫儿）

解法一：

解法二：

解法三：（武威标准）
V1=2×2=100.5cm3
压缩前：===1.31g/cm3，=Gs-1=2.7-1=1.061
压缩后：V2===39.6cm3，V3==48.7cm3，e1===0.813
-=1.061-0.813=0.248
解法四：（武威标准）
压缩后孔隙体积变化也就是排出水的体积
ΔV===12cm3
Δe===0.247
武威解法四对应三相换算解法一，武威解法三对应三项换算解法二

该题环刀取饱和土样做固结试验，压缩前后，土体均为饱和，应该是：
环刀体积=土中固体颗粒体积+土中水体积，但是解法一、解法二中土中水体积不同的计算方法，结果却不同，这就带来了问题：
1、 环刀取样，是否环刀体积可以代表土体体积？通俗的说，环刀是否取满？
2、 固结试验，土体前后是否均为饱和？
如果以上两个问题答案都是肯定的，那么该题题干应该错了。不过不影响答案，选项均为B、0.25。
解答：环刀取样时，环刀是满的，这样可以免去测量土样体积的麻烦。
土工试验方法标准中，固结实验14.1.1指出：固结试验方法适用于饱和的粘土，只进行压缩试验时允许用于非饱和土。而饱和土是指饱和度大于80的土。所以饱和土是否完全饱和，要看题目给定的条件。不要直接把饱和土当做完全饱和土。
本题没有明确是完全饱和土，而且题干中提到的是压缩的问题，所以不能把初始的土样当做完全饱和土对待。否则就会出现答案不统一的问题。当然这样的题目感觉确实出的不是很严谨，但是又不能说他错。会让考生无所适从。从常理看，一开始的土样肯定是不完全饱和的。

问题六：（好的练习题目推荐解答）

有一湿土样质量为200g，已知含水率为15%，要制备含水率为20%的土样，需要加水多少？（90B-鲁-九零）

解法一：g
m2=ms（1+w2）=208.7g
Δm=m2-m1=208.69-200=8.7g
解法二：可以和万能公式结合在一起记忆，（加水问题）

m2=208.7
Δm=m2-m1=208.69-200=8.7g

问题六：

1、 饱和密度公式的适用条件，什么时候可以用，什么时候不可以用？建议在总结中明确。 （沪-赵老白）

解答：往往含水量大于80%可叫做饱和土，和完全饱和概念是不一样的。上面的公式是针对完全饱和100%而言的。

问题七：

如果试验结果表明天然砂层的相对密度Dr大于1，可能吗？天然黏性土的液性指数Il大于1，流动状态还有一定的强度，如何理解？（68B-鲁-铁蛋-721）

解答：室内测定e0 对天然土样有扰度，室内测定的最小e0往往比天然状态下的e0要大，Dr大于1是可能的。液性指数采用的也是扰动土，扰度土强度下降，原本非流动的土，试验做出来有可能流动。其次，天然砂层的原状土的取样测定孔隙比，目前还有难度
流动状态还有一定的强度，是因为原状土的结构未被破坏，有一定的结构强度。

问题八：

装在环刀内的饱和土样加上竖向压力后高度自2.0cm压缩至1.95cm，然后取出土样测得其含水率28.0%.已知土粒比重2.70，求改土样压缩前后的孔隙比e1和e2。（压缩前的含水率可以取28.0%吗？) （68B-鲁-铁蛋-721）
解答：
压缩后土粒质量没变，水跑了，含水率自然降低了。

附：
14年精英鱼儿群第一章问题解答：

总结：常用的等量关系 ：1.比重ds不变 2 侵水前后e n pd不变 3换填压实之后土颗粒的固体质量不变面 即V1pd1=V2pd2 本题用3

总结：考试时最好用三相草图，套公式容易错误。

笑傲算法，简单明了：

（对于本题的A选项存在争议，请结合下题进行判断）

（本题存大争议,711认为活性指数公式是老外的 不知道其他教材有没有引用；老六也提出同样的疑问，活性指数的观点在岩土界认可吗？由于本题计算量小，有人认为知识题会考，对于同类型的题目，如果考试时遇到，就套用活性指数公式）

这个题目有问题！
确实Vw=29.54了。Vs+Vw=66.28cm3。
这题的错误原因在于湿土的密度给的太大了，达到2g/cm3，不符合实际情况。

干重度=Gs/（1+e），Gs和e两个变量呢

志华的总结是：饱和土取Sr=1，黄土饱和Sr取0.85。