第1章 土的物理性质及工程分类 - 习题

参考答案：

1. 土的三相组成：土由固体颗粒、水和气体组成。固体颗粒是土的骨架，决定土的基本性质；水对土的强度和压缩性有显著影响；气体影响土的渗透性和压缩性。
2. 物理性质指标：包括土粒比重、密度（天然、干、饱和、有效）、含水率、孔隙比、孔隙率、饱和度等。这些指标之间可以通过三相比例关系相互换算。
3. 级配：土中各粒组的相对含量。级配良好的土颗粒大小搭配合理，孔隙小，密度大，工程性质好。
4. 界限含水率：包括液限（流动状态与可塑状态的界限）、塑限（可塑状态与半固体状态的界限）、缩限（半固体状态与固体状态的界限）。它们反映了黏性土的可塑性和软硬程度。
5. 土的分类：根据《建筑地基基础设计规范》，土分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和特殊性土。分类依据主要是颗粒级配和塑性指数。

参考答案：

孔隙比（e）、孔隙率（n）和饱和度（Sr）之间的关系推导：

孔隙率是孔隙体积与总体积的比值，孔隙比是孔隙体积与固体颗粒体积的比值。

其中Vw是水的体积，Vv是孔隙体积。当土完全饱和时，Sr=100%；当土完全干燥时，Sr=0%。

参考答案：

塑性指数（IP）：液限与塑限的差值，IP = wL - wP

物理意义：反映土的可塑性大小，塑性指数越大，土的可塑性越强。塑性指数是黏性土分类的重要指标。

液性指数（IL）：表示土的天然含水率与塑限的差值与塑性指数的比值，IL = (w - wP) / IP

物理意义：反映黏性土的软硬状态，液性指数越大，土越软。IL≤0时，土处于坚硬状态；01时，土处于流塑状态。

参考答案：

根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011），土的分类体系如下：

1. 岩石：颗粒间牢固联结，呈整体或具有节理裂隙的岩体。
2. 碎石土：粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。根据颗粒级配和形状进一步分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。
3. 砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土。根据颗粒级配分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。
4. 粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，且塑性指数IP≤10的土。
5. 黏性土：塑性指数IP>10的土。根据塑性指数进一步分为粉质黏土（1017）。
6. 特殊性土：具有特殊工程性质的土，如淤泥、淤泥质土、红黏土、膨胀土、湿陷性黄土、冻土、盐渍土等。

参考答案：

已知：w = 22%，Gs = 2.65，ρ = 1.85g/cm³

a. 计算干密度（ρd）：

b. 计算孔隙比（e）：

c. 计算孔隙率（n）：

d. 计算饱和度（Sr）：