第一章 土的三相组成

1.何谓土粒粒组？粒组划分的原则是什么？岩土工程勘察规范如何划分粒组的？

答案：工程上常把大小相近的土粒合并为组，称为粒组。

粒组间的分界线是人为划定的，划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应，并按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。

《岩土工程勘察规范》中的分类法，将粒径>2mm的质量超过50%的称为碎石土；将粒径＞2mm的质量小于50％而大于0.075mm的质量超过50%的称为砂土，砂土由粗到细还可细分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂；将大于0.075mm的质量小于50%的定为粉土或粘性土。碎石土、砂土和粉土又称为无粘性土。

2.什么是土的粒度成分（颗粒级配），工程中如何表示粒度成分？

答案：土的粒度成分（颗粒级配）是指土中各粒组的相对含量，通常用各粒组占土粒总质量（干土质量）的百分数表示。

工程中一般用土的累积曲线（级配曲线）来表示粒度成分。

3. 累积曲线在工程中有什么用途？

答案：累积曲线图的用途很多，根据累积曲线图的形态，可以看出各粒组的分布规律，可以大致判断土的均匀程度与分选性。曲线平缓，说明土颗粒大小相差悬殊，土粒不均匀，分选差，级配良好；曲线较徒，则说明土颗粒大小相差不多，土粒较均匀，分选性较好，级配不良。

根据累积曲线图还可以确定土的有效粒径(d10)，平均粒径(d50)，限制粒径(d60与d30)和任一粒组的百分含量。

4. 常见的粘土矿物有那些？它们的性质如何？

答案：常见的粘土矿物有蒙脱石、高岭石和伊利石(或水云母)三种。

高岭石晶层之间连结牢固，水不能自由渗入，故其亲水性差，可塑性低，胀缩性弱；蒙脱石则反之，晶胞之间连结微弱，活动自由，亲水性强，胀缩性亦强；伊利石的性质介于二者之间。

第二章 土的物理性质与工程分类

1.土的三相实测指标是什么？其余指标的导出思路主要是什么？

答案：三相实测指标是土的密度、土粒密度和含水量。

换算指标包括土的干密度（干重度）、饱和密度（饱和重度）、有效重度、孔隙比、孔隙率和饱和度。

换算指标可以从其基本定义出发通过三相组成的体积、重量关系导出。

2.砂土的密实度如何判别？不同指标如何使用？

答案：砂土的密实程度可以采用孔隙比、相对密实度来判断。

砂土的密实程度并不完全取决于孔隙比，而在很大程度上还取决于土的级配情况。粒径级配不同的砂土即使具有相同的孔隙比，但由于颗粒大小不同，颗粒排列不同，所处的密实状态也会不同。

为了同时考虑孔隙比和级配的影响，工程中一般采用砂土相对密实度将砂土划分为密实、中密、和松散三种密实度。实际工程中还有利用标准惯入试验指标N63.5值的大小评判砂土的密实度。

2.土中的水对粘性土的状态有什么影响？

答案：粘性土含水多少而呈现出的不同的物理状态称为粘性土的稠度状态。土的稠度状态因含水量的不同，可表现为固态，塑态与流态三种状态。

含水量相对较少，粒间主要为强结合水连结时表现为固态。

含水量较固态为大，粒间主要为弱结合水连结，具可塑性，表现为塑态。

含水量继续增加、粒间主要为液态水占据，连结极微弱，表现为流态。

3.什么是塑性指数，其工程用途是什么？

答案：塑性指数是液限与塑限的差值，即土处在可塑状态的含水量变化范围，反映土的可塑性的大小。

塑性指数综合反映了土的颗粒大小、矿物成分，在工程中常用于细粒土的分类，如Ip>17，为粘土；10<Ip<=17为粉质粘土。

3.什么是塑性指数，其工程用途是什么？

答案：塑性指数是液限与塑限的差值，即土处在可塑状态的含水量变化范围，反映土的可塑性的大小。

塑性指数综合反映了土的颗粒大小、矿物成分，在工程中常用于细粒土的分类，如Ip>17，为粘土；10<Ip<=17为粉质粘土。

4.在土类定名时，无粘性土与粘性土各主要依据什么指标？

答案：无粘性土依据的是土粒的粒径大小与级配，粘性土则主要依据土的状态特性指标－塑性指数来定名。

5.最常见的渗透变形是管涌和流土，他们容易在什么土中发生？

答案：渗透变形的发生与地基土的性质有关，在比较均匀的粉砂层中较易发生流砂现象，而在粗粒土中夹有细粒土时，则容易发生管涌现象。

第三章 土中应力计算

1.地基中自重应力的分布有什么特点？

答案：自重应力沿深度方向为线性分布（三角形分布）在土层的分层界面和地下水位处有转折。

2.集中荷载作用下地基中附加应力的分布规律？

答案：1）在集中荷载作用线上（r=0），附加应力随深度的增加而减小；

2）在r>0的竖直线上，附加应力随深度的增加而先增加后减小；

3）在同一水平面上（z=常数），竖直向集中力作用线上的附加应力最大，向两边则逐渐减小。

3.软土地区的‘硬壳层’的工程意义？

答案：在软土地区，表面有一层硬壳层，由于应力扩散作用，可以减少地基的沉降，故在设计中基础应尽量浅埋，并在施工中采取保护措施，以免浅层土的结构遭受破坏。

4.影响基底反力分布的因素有哪些？

答案：基底地基反力的分布规律主要取决于基础的刚度和地基的变形条件。。

对柔性基础，地基反力分布与上部荷载分布基本相同，而基础底面的沉降分布则是中央大而边缘小，如由土筑成的路堤，其自重引起的地基反力分布与路堤断面形状相同。

对刚性基础（如箱形基础或高炉基础等），在外荷载作用下，基础底面基本保持平面，即基础各点的沉降几乎是相同的，但基础底面的地基反力分布则不同于上部荷载的分布情况。刚性基础在中心荷载作用下，开始的地基反力呈马鞍形分布；荷载较大时，边缘地基土产生塑性变形，边缘地基反力不再增加，使地基反力重新分布而呈抛物线分布，若外荷载继续增大，则地基反力会继续发展呈钟形分布。

5.基底压力、基底附加压力的含义及它们之间的关系？

答案：基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，由于基底压力作用于基础与地基的接触面上，故也称基底接触压力。

基底附加压力：由于建筑物荷重使基底增加的压力称为基底附加压力。

它们之间的关系是：基底压力减去基础底面处原有的自重应力就是基底附加压力。

6.在软粘土地基上填筑路基时，为了保证路堤不致发生滑动破坏，可以采取那些措施？

答案：可以用所学有效应力原理来分析，可以减缓填土速度，使地基有足够的固结排水时间，促使其抗剪强度增加。也可以对地基预先进行地基处理，如排水预压或砂井、注浆处理等。

7.地下水位升降对土压力的影响如何？

答案：地下水升高将使自重应力减小从而使土压力减小，但另一方面却使水压力增加，对挡土墙而言总压力却是增大的。另外，地下水位的上升还可能引起土体强度的降低。

　

第四章 土的压缩性和地基沉降计算

1.什么是土的压缩定律？压缩系数的含义是什么？

答案：压缩定律：在压力变化范围不大时，孔隙比的变化值(减小值)与压力的变化值（增加值）成正比。

其比例系数称为压缩系数，用符号a表示，单位为MPa-1。压缩系数值越大，土的压缩性就越高。

2.压缩模量和变形模量的关系是什么？

答案：压缩模量Es：指土在侧限条件下受压时压应力σz与相应的应变εz之间的比值。

变形模量E0：指土在无侧限压缩条件下，压应力与相应的压缩应变的比值。

两者之间存在如下的换算关系：E0=βEs，其中0≤β≤1

3.计算地基最终沉降量的分层总和法与《规范法》的主要区别有那些？二者的实用性如何？

答案：分层总和法与《规范法》的分层原则不同。分层总和法采用尽可能小的薄层而《规范法》则一般采用土层的天然分层（地下水位处也有分层）。

使用的变形参数（压缩模量或压缩系数）有区别。分层总和法一般取对应薄层的荷载下的变形参数，而《规范法》采用的则是平均压力下的计算参数（工程中通常使用E1－2）。

地基沉降计算压缩层深度的确定不同。分层总和法采用附加应力与自重应力比值确定，而《规范法》则采用试算方法确定。

由于《规范法》在工程实践中已经积累了丰富的经验，故在实际工程较多采用《规范法》。

4.太沙基的一维固结原理与实际情况差别有多大？

答案：太沙基的一维固结理论为一维有侧限应力状态下的固结理论，而实际工程中的土中渗流问题一般都是三维问题，而且土的渗透系数在竖向与水平方向的差别也比较大，故在地基固结问题中采用三维固结理论考虑渗流的空间效应非常重要。

但三维固结理论计算方法复杂，计算参数也很难获得，给实际使用带来了困难。目前仍一般采用太沙基的一维固结理论。

5.土层的平均固结度的物理意义是什么？

答案：土层的平均固结度等于时间t时，土层骨架已经承担起来的有效压应力对全部附加压应力的比值。

可以定义为t时刻土层各点土骨架承担的有效应力图面积与起始超孔隙水压力（或附加应力）图面积之比。