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东南大学等四校合编《土力学》（第3版）笔记和课后习题（含考研真题）详解试读：
绪 论
0.1 复习笔记
一、土力学的概念及学科特点（1）土力学是指研究土体的一门力学，它是研究土体的应力、变形、强度、渗流及长期稳定性的一门学科。广义的土力学包括土的生成、组成、物理化学性质及分类在内的土质学。（2）土是由岩石经历物理、化学、生物风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用等交错复杂的自然环境中所生成的各类沉积物。（3）特殊土有遇水沉陷的湿陷性土（如常见的湿陷性黄土）、湿胀干缩的胀缩性土（习称膨胀土）、冻胀性土（习称冻土）、红黏土、软土、填土、混合土、盐渍土、污染土、风化岩与残积土等。（4）对土的基本力学性质和土工问题计算方法的研究验证，是土力学的两大重要研究课题。
二、土力学的发展简史
古代许多宏伟的土木工程，如我国的万里长城、大型宫殿、大庙宇、大运河、开封塔、赵州桥等，国外的大皇宫、大教堂、古埃及金字塔、古罗马桥梁工程等，屹立至今，体现了古代劳动人民丰富的土木工程经验。
18世纪欧美国家在产业革命推动下，社会生产力有了快速发展，大型建筑、桥梁、铁路、公路的兴建，促使人们对地基土和路基土的一系列技术问题进行研究。
20世纪20年代开始，对土力学的研究有了迅速的发展。
20世纪后期，经过国内外学术会议的召开，大大促进了土力学学科的发展，预计21世纪土力学理论与实践在非饱和土力学、环境土力学、土破坏理论等方面将取得长足的发展。
第一章 土的组成
1.1 复习笔记
【知识框架】【重点难点归纳】一、概述
1基本概念
在自然界，存在于地壳表层的岩石圈是由基岩及其覆盖土组成。（1）基岩
①定义：在水平和竖直两个方向延伸很广的各种原位岩石。
②分类：按成因可分为：a．岩浆岩；b．变质岩；c．沉积岩。（2）覆盖土
①定义：还没有固结成沉积岩的松散沉积物。
②分布：广泛分布在地壳表层。
2．风化作用
风化作用是指地壳表层的岩石在阳光、大气、水和生物等因素影响下，使岩石崩解、破碎，再经流水、风、冰川等动力搬运的作用，最终使岩石变成细小的颗粒的过程。（1）风化作用的分类（见表1-1-1）表1-1-1 风化作用的分类风化类定义型由于温度变化、水的冻胀、波浪冲击、地震等引起的物理风物理力使岩体崩解、碎裂，使岩体逐渐变成细小的颗化粒的过程基岩体（或岩块、岩屑）与空气、水和各种水溶液相互本作用使岩石颗粒变细，并且使岩石成分发生变化，形定成大量细微颗粒（黏粒）和可溶盐类的过程义水解原生矿物成分被分解，并与水进行化学成分的交换，作形成新的次生矿物的过程用化水学化水和某种矿物发生化学反应，形成新的矿物的过程风作化用氧化某种矿物与氧结合形成新的矿物的过程作用溶解原生矿物成分被溶解，并与水进行化学成分进行反作应，形成新的矿物的过程用碳酸形成碳酸类原生矿物成分被溶解，与水中溶解的CO2化物质的过程作用
3．土的成因类型（见表1-1-2）表1-1-2 土的成因类型定义土的成因基本特征类型岩石经风化后未被搬运而残留于原残积颗粒表面粗糙、多棱地的碎屑堆积物土角、无分选、无层理残积土受重力和暂时性流水（雨随斜坡自上而下呈现坡积水、雪水）的作用，搬运到山坡或由粗而细的分选性和土坡脚处沉积起来的土局部层理由暂时性洪流，将山区高地的碎屑洪积水流流速骤减而呈扇物质携带至沟口或平缓地带堆积形土形沉积体成的土河流的流水作用搬运到河谷坡降平颗粒具有较好的分选冲积缓的地带沉积下来的土性和磨圆度，具有层土理在湖泊及沼泽等极为缓慢水流或静含大量细微颗粒，常湖积水条件下沉积下来的土，或称淤积伴有生物化学作用所土土形成的有机物河流流水搬运到海洋环境下沉积下孔隙比大，含大量细海积来的土微颗粒，含有一定量土有机物由风力搬运形成的土风积颗粒磨圆度好，分选土性好由冰川或冰水挟带搬运形成的沉积冰积颗粒粗细变化大，土物土质不均匀由于致污物质的侵入，使土的成污染土壤有异味，常伴有分、结构和性质发生了显著变异的土土壤颜色也不正常土
4．土的特殊物理力学性质（1）散体性
颗粒之间无黏结或有一定的黏结，存在大量孔隙，可以透水透气。（2）多相性
土是由固体颗粒、水和气体组成的三相体系，相系之间质和量的变化直接影响它的工程性质；土中固体颗粒（简称土粒）的大小和形状、矿物成分及其组成情况是决定土的物理力学性质的重要因素，如图1-1-1所示。
图1-1-1 土的组成示意图（3）自然变异性
土是在自然界漫长的地质历史时期演化形成的多矿物组合体，性质复杂，不均匀，且随时间还在不断变化的材料。
二、土中固体颗粒
1土粒粒度与粒组（1）土粒粒度
土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示。（2）土粒粒组
①介于一定粒度范围内的土粒，称为粒组，各个粒组随着分界尺寸的不同，而呈现出一定质的变化。
②划分粒组的分界尺寸称为界限粒径。
土粒粒组的划分方法如表1-1-3所示，表中根据界限粒径200mm、60mm、2mm、0.075mm和0.005mm把土粒分为六大粒组：漂石或块石颗粒、卵石或碎石颗粒、圆砾或角砾颗粒、砂粒、粉粒及黏粒。表1-1-3 土粒粒组的划分[土的分类标准（GB/T 50145—2007）]粒粒组名称粒一般特征组径统范称围（mm）>20巨漂石或块透水性很大，无黏性，无毛细水0粒石颗粒200卵石或碎～石颗粒6060粗圆砾粗透水性大，无黏性，毛细水上升高度不超～粒或 过粒径大小20角砾颗粒20中～55～细22～沙粒粗易透水，当混入云母等杂质时透水性减小，0.5而压缩性增加；无黏性，遇水不膨胀，干燥时松散；毛细水上升高度不大，随粒径变小而增大0.5由～0.250.25细～0.0750.细粉粒透水性小，湿时稍有黏性，遇水膨胀小，075粒干时稍有收缩；毛细水上升高度较大较快，4～极易出现冻胀现象0.005≤0.黏粒透水性很小，湿时有黏性、可塑性，遇水005膨胀大，干时收缩显著；毛细水上升高度大，但速度较慢
③土粒的大小及其组成情况，以土中各个粒组的相对含量（指土样各粒组的质量占土粒总质量的百分数）来表示，称为土的粒度成分或颗粒级配。（3）粒度成分分析试验
①筛分法：用于粒径大于0.075mm的巨粒组和粗粒组；
②沉降分析法：用于粒径小于0.075mm的细粒组；
③当土内兼含大于和小于0.075mm的土粒时，两类分析方法可联合使用。（4）粒度成分分布曲线
根据粒度成分分析试验结果，采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配。采用对数坐标表示；纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量，见图1-1-2。由曲线的坡度可以判断土粒均匀程度或级配是否良好。
图1-1-2 粒径累计曲线
结论：①若曲线较陡，表示粒径大小相差不多，土粒较均匀，级配不良；
②若曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配良好。（5）确定颗粒级配的两个定量指标
①不均匀系数C，定义的表达式（1-1-1）如下：u （1-1-1）
②曲率系数C，定义的表达式（1-1-2）如下：c （1-1-2）
式中，d是指小于某粒径土重累计百分含量为60％对应的粒60径，称为限制粒径；d是指小于某粒径土重累计百分含量为30％对30应的粒径，称为中值粒径；d相当于小于某粒径土重累计百分含量10为10％对应的粒径，称为有效粒径。（6）工程上对土的级配是否良好的判断：
①对于级配连续的土：把C<5的土看作是均粒土，属级配不u良；C>5的土，属级配良好；u
②对于级配不连续的土：同时满足C≥5和C=1～3两个条件时，uc则为级配良好；如不能同时满足，则判定为级配不良。
2．土粒的矿物成分
土中固体颗粒的矿物成分绝大部分是矿物质，或多或少含有有机质，如图1-1-3所示。
图1-1-3 固体颗粒矿物成分
土粒矿物类型及分类如表1-1-4所示。表1-1-4 土粒矿物类型及分类矿物类型定义原矿岩浆在冷凝过程中形成的矿物，原生矿物颗粒生物石英是原岩经物理风化（机械破碎的过程）形成，矿质其物理化学性质较稳定，成分与母岩完全相同物长石云母粘土矿物次生可溶由原生矿物经化学风化后所形成的新矿物，成矿盐分与母岩成分完全不同物无定型氧化物胶体未分解的动植物残与组成土粒的其他成分稳固地结合在一起的混有机质体合物半分解的泥炭完全分解的腐殖质
三、土中水和土中气
1土中水（1）土中水的分类
土中水有三种形态：固态、液态或气态，如表1-1-5所示。表1-1-5 土中水的形态形态分类作用存在位置参与矿物构造，当作矿物颗土粒矿物的晶体固态水粒的一部分格架内部强液结结有固体的性质，被当做土颗紧靠土颗粒表面态合合粒的一部分的一定范围内水水水弱对粘性土的粘性特征（如可结紧靠强结合水的塑性）和工程性质有很大影合外围响水毛地下水位以上，细表面张力水与空气交界面自水由重水地下水位以下的力对渗流特性有很大影响透水土层水气态水影响不大土体的空隙中
2．土中气
土中的气体存在于土孔隙中未被水所占据的部位，也有些气体溶解于孔隙水中。
在粗颗粒沉积物中，常见到与大气相连通的气体。在外力作用下，连通气体极易排出，它对土的性质影响不大。在细粒土中，则常存在与大气隔绝的封闭气泡。在外力作用下，土中封闭气体易溶解于水，外力卸除后，溶解的气体又重新释放出来，使得土的弹性增加，透水性减小。
四、黏土颗粒与水的相互作用
黏土颗粒（黏粒）的矿物成分主要有黏土矿物和其他化学胶结物或有机质，其中黏土矿物的结晶结构特征对黏性土的工程性质影响较大。
1．黏土矿物的结晶结构和亲水性
黏土矿物实际上是一种铝—硅酸盐晶体，是由两种晶片交互成层叠构成的（图1-1-4）。一种是硅氧晶片（简称硅片，图1-1-4a）；另一种是铝氢氧晶片（简称铝片，图1-1-4b）。硅片和铝片构成两种基本类型晶胞（或称晶格），即由一层硅片和一层铝片构成的二层型晶胞（即1：1型晶胞）和由两层硅片中间夹一层铝片构成的三层型晶胞（即2：1型晶胞）。这二类晶胞的不同叠置形式就形成了不同的黏土矿物，其中主要有蒙脱石、伊利石和高岭石三类，三种粘土矿物的比较如表1-1-6所示。图1-1-4 黏土矿物晶片示意图（a）硅氧晶片；（b）铝氢氧晶片表1-1-6 三种粘土矿物的比较类蒙脱石伊利石高岭石型产由伊利石进一步云母在碱性介生风化或火山灰风质中风化的产长石风化的产物过化而成的产物物程高膨胀性、高塑具有膨胀性，膨胀性最低，水稳定特性、高压缩性、其性质介于蒙性好，可塑性低，压性低强度、低渗透脱石与高岭石缩性低，亲水性差性之间膨胀性蒙脱石>伊利石>高岭石大小结构示意图
2黏土颗粒与水的相互作用（1）黏土颗粒的带电性
黏土颗粒本身带有一定量的负电荷，在电场作用下向阳极移动，++这种现象称为电泳；而极性水分子与水中的阳离子（K，Na等）形成水化离子，在电场作用下这类水化离子向阴极移动，这种现象称为电渗。（2）双电层的概念
反离子层与土粒表面负电荷一起构成双电层。
五、土的结构和构造
土的组成成分、土的结构和构造等因素决定土的性质。
土的结构包含：①微观结构，简称为土的结构或土的组构，是指土粒的原位集合体特征；②宏观结构，称为土的构造，是同一土层中的物质成分和颗粒大小等都相近的各部分之间的相互关系的特征。
1．土的结构（见表1-1-7）表1-1-7 土的结构分类分单粒结构蜂窝结构絮状结构类主由粗大土粒在水或空土粒在接触点不由于电荷相互作要气中下沉而形成的，在下沉，逐渐形用，导致土粒之特土颗粒相互间有稳定成一大片连续的间相互层叠交织征的空间位置土粒链形成典型碎石土、砂土粉粒、细砂粘性土土紧密状：强度大，压弓架作用和一定其土粒之间的联缩性小，是良好的天程度的粒间联工结强度，由于长然地基；疏松状：土结，可承担一定程期的固结作用和粒易移动，土中孔隙的静力载荷。当特胶结作用得到加多，能引起土的很大承受高应力荷载性强，工程性质良变形，不宜做天然地时，导致严重的好，低透水性基地基变形示意图
2．土的构造（1）土的构造是土层在空间的赋存状态，表征土层的层理、裂隙及大孔隙等宏观特征；（2）土的构造最主要特征就是成层性，即层理构造，常见的有水平层理构造和交错层理构造；（3）土的构造的另一特征是裂隙性，裂隙的存在大大降低土体的强度和稳定性，增大透水性，土的构造特征都造成土的不均匀性。
1.2 课后习题详解
1砂类土和黏性土各有哪些典型的形成作用？
答：土在其形成过程中有各种风化作用共同参与，它们同时进行。砂类土主要是由于温度变化、波浪冲击、地震引起的物理力使岩体崩解、破碎形成。粘性土主要是岩体与空气、水和各种水溶液相互作用形成。
2请分析下列几组概念的异同点：①黏土矿物、黏粒、黏性土；②粒径、粒度和粒组。
答：（1）黏土颗粒（黏粒）的矿物成分主要有黏土矿物和其他化学胶结构物或有机质，其中黏土矿物的结晶结构特征对黏性土的工程性质影响较大。黏土矿物实际上是一种铝-硅酸盐晶体，是由两种晶片交互层叠构成的。黏土矿物颗粒一般为扁平状（或纤维状），与水作用后扁平状颗粒的表面带负电荷，但颗粒的（断裂）边缘，局部却带有正电荷。黏性土由黏粒与水之间的相互作用产生，黏性土及其土粒本身大多是由硅酸盐矿物组成。（2）自然界中土一般都是由大小不等的土粒混合而组成的，也就是不同大小的土颗粒按不同的比例搭配关系构成某一类土，比例搭配（级配）不一样，则土的性质各异。土颗粒大小，通常以其直径大小表示，简称粒径，单位为mm。所谓土的颗粒大小组合情况在工程上就是按土颗粒（粒径）大小分组，称为粒组。每个粒组都以土粒直径的两个数值作为其上下限，并给以适当的名称，简言之，粒组就是一定的粒径区段，以毫米表示。土颗粒的大小是以其直径来表示，称为粒径(或粒度)，其单位一般采用毫米。
3简述土中粒度成分与矿物成分的关系。
答：粗颗粒土往往是岩石经物理风化形成的原岩碎屑，是物理化学性质比较稳定的原生矿物颗粒；细小土粒主要是化学风化作用形成的次生矿物颗粒和生成过程中有机物质的介入，次生矿物的成分、性质及其与水的作用均很复杂，是细粒土具有塑性特征的主要因素之一，对土的工程性质影响很大。
4粒组划分时，界限粒径的物理意义是什么？
答：界限粒组的物理意义是划分粒组的分界尺寸。因为在自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发生变化。土粒的大小称为粒度，通常以粒径表示。介于一定粒度范围内的土粒，称为粒组。各个粒组随着分界尺寸的不同，而呈现出一定质的变化。
5黏土颗粒为什么会带电？
答：（1）离解作用：指粘土矿物颗粒与水作用后离解成更微小的颗粒，离解后的阳离子扩散于水中，阴离子留在颗粒表面。（2）吸附作用：指溶于水中的微小粘土矿物颗粒把水介质中一些与本身结晶格架中相同或相似的离子选择性地吸附到自己表面。（3）同晶置换：指矿物晶格中高价的阳离子被低价的离子置换，4+3+3+2+常为硅片中的Si被Al置换，铝片中的Al被Mg置换，因而产生过剩的未饱和的负电荷。（4）边缘断裂：理想晶体内部是平衡的，但在颗粒边缘处，产生断裂后，晶体连续性受到破坏，造成电荷不平衡。
6毛细现象对工程有何影响？毛细带内为什么孔隙水压力为负值？
答：（1）毛细水是存在于地下水位以上，受到水与空气交界处表面张力作用的自由水。在工程中，毛细水的上升高度和速度对于建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸湿、冻胀等有重要影响。（2）在水、气界面上，由于弯液面表面张力的存在，以及水与土粒表面的浸润作用，孔隙水的压力将小于孔隙内的大气压力。于是，沿着毛细弯液面的切线方向将产生迫使相邻粒挤紧的压力，这种压力称为毛细压力，毛细压力的存在使水内的压力小于大气压力，即孔隙水压力为负值。
7黏土的活动性为什么有很大差异？
答：粘土颗粒（粘粒）的矿物成分主要有粘土矿物和其他化学胶结物或有机质，而粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很强的与水相互作用的能力，表面积（比表面）愈大，这种能力就愈强，由于土粒大小而造成比表面数值上的巨大变化，必然导致土的活动性的极大差异，如蒙脱石颗粒比高岭石颗粒的比表面大几十倍，因而具有极强的活动性。
8研究土的结构性有何工程意义？如何研究土的微观结构？
答：（1）土的微观结构是指土粒的原位集合体特征，由土粒单元的大小、矿物成分、形状、相互排列及联结关系，土中水性质及孔隙特征等形成的综合特征。（2）首先通过对显微照片信息的提取，采用割补法画出的几何图形来代表结构单元体形态，从简化的图形中找出土微观结构的每个结构单元体的长轴和短轴的两个长度量数，运用四个角点的坐标求出长、短轴，用长轴和短轴之积来近似地代替结构单元体的几何面积，然后进行土颗粒的定向研究。
9土中水扩散层的厚度与哪些因素有关？为什么？
答：（1）土粒的矿物成分与分散程度。颗粒的分散程度愈高，比表面积愈大，对一定量的上来说，扩散层的总体积也愈大。颗粒的比表面积与颗粒的大小、形状有关，颗粒的形状又与矿物成分有关，所以矿物成分是决定的因素。（2）溶液的化学成分。对于由选择性吸附而形成的双电层的矿物而言，介质中可被选择吸附的离子浓度愈大，则热力学电位愈大，扩散层愈厚；反之，扩散层则愈薄。（3）溶液的浓度。当溶液中反号离子的浓度增加时，可对扩散层中的反号离子起排斥作用，结果使扩散层中的离子被迫进入团定层，扩散层变薄。（4）溶液的pH值。由次生二氧化硅、游离氧化物、粘土矿物组成的粘粒，其溶液的pH值将决定着双电层的热力学电位，从而影响到扩散层的厚度。
10甲、乙两土样的颗粒分析结果列于表1-2-1，试绘制颗粒级配曲线，并确定不均匀系数以及评价级配均匀情况。表1-2-1 习1-10<0.0.20.50.10.010.0.050.02005粒径～～ 25～ ～ 0～ ～ ～ （mm）～ 00.0.0.00.0.020.01.5250.10500520022甲14.20.14.3.4.10.56.04.12.9相对含土22803量（%）乙9. 5.05.017.132.918.612.4土0
解：（1）甲土颗粒级配表格如表1-2-2所示。表1-2-2 甲土颗粒级配表格孔径留筛土质量小于该孔径土质量小于该孔径土的百（g）（g）（mm）分数%201001000.524.375.775.70.2514.261.561.50.120.241.341.30.0514.826.526.50.0210.516160.016.010100.0054.15.95.90.0022.933 <0.0023.0
则甲土颗粒的级配曲线如图1-2-1所示。
图1-2-1 甲土颗粒的级配曲线
则d=0.23，d=0.01，d=0.05。C=d/d=23>10，则粒度601030u6010范围分布较大，级配良好。（2）乙土颗粒级配表格如表1-2-3所示。表1-2-3 乙土颗粒级配表格孔径留筛土质量小于该孔径土质量小于该孔径土的百（mm）（g）（g）分数%201001000.501001000.2551001000.1595950.05590900.0217.172.972.90.0132.940400.00518.621.421.40.00212.499 <0.0029
则乙土颗粒的级配曲线如图1-2-2所示。
图1-2-2 乙土颗粒的级配曲线2
则d=0.016，d=0.0023，d=0.007。C=d/d=7，C=d/601030u6010c30（dd）=1.33。则C>5，C在1~3之间，所以为良好级配砂。1060uc
1.3 考研真题与典型题详解
一、名词解释
1弱结合水[成都理工大学2013年]
答：弱结合水是指紧靠于强结合水的外围而形成的结合水膜，又称薄膜水。它仍然不能传递静水压力，但较厚的弱结合水能向邻近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。
2电渗[苏州大学2014年]++
答：电渗是指极性水分子与水中的阳离子（K，Na等）形成水化离子，在电场作用下这类水化离子向阴极移动的现象。
3土的颗粒级配
答：土的颗粒级配是指由不同粒度组成的土颗粒中各级粒度所占的数量，常以占总量的百分数来表示。土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的，常用的测定方法有筛分法和沉降分析法。
4强结合水
答：强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜，又称吸着水。它的特征是没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动。强结合水的厚度很薄，有时只有几个水分子的厚度，但其中阳离子的浓度最大，水分子的定向排列特征最明显。黏性土中只含有强结合水时，呈固体状态，磨碎后则呈粉末状态。
二、判断题
1土中强结合水的性质接近固态，故强结合水属固态。（ ）【答案】错误【解析】土中的强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜，其厚度只有几个水分子厚，小于0.003μm。这种强结合水的性质与普通水不同：它的性质接近固体，不传递静水压力，100℃不蒸发，密度p=1.2～w32.4g/cm，并具有很大的黏滞性、弹性和抗剪强度。但是，强结合水不属固态。当黏土只含强结合水时呈坚硬状态。
2强结合水水分子失去自由活动的能力并紧密地整齐排列，在力学性质上与固体物质接近。（ ）【答案】正确【解析】强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜。强结合水的厚度很薄，水分子的定向排列特征最明显。它的特征是没有溶解盐类的能力，不能传递静水压力，只有吸热变成蒸汽时才能移动。这种水极其牢固地结合在土粒表面，其力学性质接近于固体，强结合水的厚度很薄，水分子的定向排列特征最明显。
三、单选题
1土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒累积级配曲线来表示的，级配曲线越平缓表示下列哪项？（ ）[兰州理工大学2011年、成都理工大学2013年]
A．土粒大小较均匀，级配良好
B．土粒大小不均匀，级配良好
C．土粒大小不均匀，级配不良
D．土粒大小较均匀，级配不良【答案】B【解析】级配曲线越平缓说明土粒大小越不均匀，级配良好；级配曲线越陡说明土颗粒越均匀，甚至缺失某些粒径，级配不良。
2对于高岭石、伊利石、蒙脱石三种粘土矿物，其亲水性强弱关系为（ ）。[苏州大学2014年]
A．伊利石>蒙脱石>高岭石
B．高岭石>蒙脱石>伊利石
C．蒙脱石>伊利石>高岭石
D．高岭石>伊利石>蒙脱石【答案】C【解析】蒙脱石颗粒的比表面积最大，伊利石次之，高岭石最小，故三种矿物的亲水性大小关系为蒙脱石>伊利石>高岭石。
3蜂窝结构主要是由（ ）组成的土的结构形式。[苏州大学2014年]
A．粉粒
B．粗砂粒
C．圆砾或角砾颗粒
D．粘粒【答案】A【解析】单粒结构为碎石土和砂土的结构特征，蜂窝结构为粉土和细砂的结构特征，絮状结构为粘粒的结构特征。
4砂土和碎石土的主要结构形式是（ ）。[兰州理工大学2012年]
A．单粒结构
B．蜂窝结构
C．絮状结构
D．以上都不对【答案】A【解析】单粒结构是砂土和碎石土的主要结构形式；蜂窝结构是粉土或细砂的主要结构形式；絮状结构是黏土的主要结构形式。
5在土的颗粒大小分析试验中，对于粒径大于0.075mm和粒径小于0.075mm的土，采用的颗粒级配试验方法分别为（ ）。
A．均为筛分法
B．前者为筛分法，后者为比重计法
C．均为比重计法
D．前者为比重计法，后者为筛分法【答案】B【解析】在土的颗粒大小分析试验中，粒径大于0.075mm的颗粒称为粗颗粒，粒径小于0.075mm的颗粒称为细颗粒。粗颗粒用筛分法进行颗粒分析，细颗粒（包括粉砂粒、粉粒和粘粒）不能用筛分法，应根据土粒在水中均匀下沉时的速度与粒径关系的斯托克斯定律，应用密度计法（旧称比重计法）。
四、简答题
1颗粒级配累积曲线在实际工程中的应用。[成都理工大学2014年]
答：（1）根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。曲线陡，表示粒径大小相差不大，土粒较均匀；曲线缓，表示粒径大小相差悬殊，土颗粒不均匀，级配良好。（2）工程上可根据颗粒级配累计曲线计算出的参数C来判断级配u是否良好，当C<5的土看作是均粒土，属级配不良，C>10的土，属uu级配良好。
2试述毛细水的性质及其对工程的影响，请问是否显著？[西安科技大学2012年]
答：毛细水是指存在于地下水位以上，受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。在工程中，毛细水的上升高度和速度对于建筑物地下部分的防潮措施和地基土的浸湿、冻胀等有重要影响。因此在工程中应该谨慎防止毛细水对工程建筑的显著影响。
第二章 土的物理性质及分类
2.1 复习笔记
【知识框架】【重点难点归纳】一、土的三相比例指标
1土的三相比例关系图（1）定义
表示土的三相比例关系的指标，称为土的三相比例指标，包括土粒相对密度、土的含水量、密度、孔隙比、孔隙率和饱和度等。（2）相关参数说明
①m为土粒质量；②m为土中水质量；③m为土的总质量，swm=m+m；④V、V、V为土粒、土中水、土中气体积；⑤V为土swswav中孔隙体积，V=V+V；⑥V为土的总体积，V=V+V+V。vwaswa
图2-1-1 土的三相比例关系图
2．指标的定义（1）三个基本的三相比例指标
三个基本的三相比例指标是指土粒相对密度d、土的含水量ω和s密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
①土粒相对密度ds
土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量之比，称为土粒相对密度d，无量纲，即s （2-1-1）3
式中，m为土粒质量，g；V为土粒体积，cm；ρ为土粒密sss3度，即土粒单位体积的质量，g/cm；ρ为纯水在4℃时的密度，等w133于1g/cm或1t/m。
土粒相对密度一般采用“比重瓶法”测定。
②土的含水量ω
土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量（率）ω，以百分数计，即 （2-1-2）
土的含水量一般用“烘干法”测定。
③土的密度ρ3
土单位体积的质量称为土的（湿）密度ρ，g/cm，即（2-1-3）
土的密度一般用“环刀法”测定。（2）反映土单位体积质量的指标
①土的干密度ρd3
土单位体积中固体颗粒部分的质量，称为土的干密度ρ，g/cm，d即（2-1-4）
在工程上常把干密度ρ作为评定土体紧密程度的标准。d
②饱和密度ρsat
土孔隙中充满水时的单位体积质量，称为土的饱和密度ρ，g/sat3cm，即 （2-1-5）3
式中，ρ为水的密度，近似等于ρ=1g/cm。ww1
③土的浮密度ρ′
在地下水位以下，土单位体积中土粒的质量与同体积水的质量之3差，称为土的浮密度ρ′，g/cm，即 （2-1-6）（3）重度指标
①土的（湿）重度γγ=ρg
②土的干重度γdγ=ρgdd
③土的饱和重度γsatγ=ρgsatsat
④土的浮重度γ′γ′=ρ′g22
式中，g为重力加速度，g=9.80665m/s≈9.81m/s，实用时可近2似取10.0m/s。各密度或重度指标，在数值上有如下关系：ρ≥ρ≥satρ>ρ′或γ≥γ≥γ>γ。dsatd（4）描述土的孔隙体积相对含量的指标
①土的孔隙比e
土的孔隙比是土中孔隙体积与土粒体积之比，即 （2-1-7）
孔隙比用小数表示。它是一个重要的物理性指标，可以用来评价天然土层的密实程度。一般e<0.6的土是密实的低压缩性土，e>1.0的土是疏松的高压缩性土。
②土的孔隙率n
土的孔隙率是土中孔隙所占体积与土总体积之比，以百分数计，即 （2-1-8）
③土的饱和度Sr
土中水体积与土中孔隙体积之比，称为土的饱和度，以百分数计，即 （2-1-9）
土的饱和度S与含水量ω均为描述土中含水程度的三相比例指r标。通常根据饱和度S（％），砂土的湿度可分为三种状态：稍湿S≤rr50％；很湿50％
3．指标的换算（1）公式推导
通过土工试验直接测定土粒相对密度d、含水量ω和密度ρ三个s基本指标后，可计算其余三相比例指标。采用三相比例指换算图（图2-1-2）进行各指标间相互关系的推导，设ρ=ρ，并令V=1，则w1wsV=e，V=1＋e，m=Vdρ=dρm=ωm=ωdρ，m=d（1+w）ssswswwsswsρ。w
图2-1-2 土的三相比例指标换算图
推导如下：
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