土的干密度为:?d?msV?0.07850?10?6?1.56?10kg/m; 2.70?11.5633由于土的孔隙比为:e?ds?w?d?1??0.73;
所以土的饱和密度为:?sat?土的有效密度为:???ds?11?emwmsds?e1?e?w?2.70?0.731?0.73?1?1.98?10kg/m;
3333?w?2.70?11?0.73?1?0.98?10kg/m;
土的天然含水量为:w?VvV?100%?0.098?0.0780.078?100%?25.6%;
土的孔隙率为:n??100%??e1?e0.73?100%?0.731?0.73?100%?42%;
土的饱和度为:Sr?wdse25.6%?2.70?100%?94.7%。
各种不同密度之间关系为:?sat>?>?d>??。
5. 在击实试验中,击实筒体积1000cm3 ,测得湿土质量为1.95kg,取一质量为17.48g的湿土,烘干后质量为15.03g,计算含水量w和干重度?d。
5. 解:含水量:w?17.48?15.0315.03?100%?16.3%;
?3天然重度:??1.95?10?101000?10?6?19.5kN/m;
3
土的干密度为:?d??1?w?19.51?0.163?16.8kN/m。
3
6. 天然完全饱和土样切满于环刀内,称得总质量为72.49克,经105℃烘至恒重为61.28克,已知环刀质量为32.54克,土粒相对密度(比重)为2.74,试求该土样的天然密度?、天然含水量w、干密度?d及天然孔隙比e。
6. 解:mw?72.49?61.28?11.21g;m?72.49?32.54?39.95g; ms?m?mw?28.74g;w?mwms?11.2128.74?39%;
?Sr?vwvv?mwvv??w?wdes?0.39?2.74e?1;?e?0.39?2.74?1.069
???mv?ds?1?w??w1?e?ds?w1?e??2.74?1.39?11?1.069?1.84g/cm33;
??d?msv2.74?11?1.069?1.32g/cm
7. 某土样天然密度?为1.85g/cm3、天然含水量w为34%、土粒比重ds(土粒相对密
度)为2.71,试求该土样的饱和密度?sat、有效密度??、饱和重度?sat和有效重度??(先导得公式然后求解)。
7. 解:???mv?ds?1?w??w1?e,?1?e?ds?1?w??w?,?e?ds?1?w??w??1;
?e?2.7?1?1??11.85ms?vv?wv0?.34?1?0.9;6
??sat??ds?w?e?wv??ds?e??w1?e;
??sat??2.71?0.96??11?0.96?1.87g/cm;
3????ms?vs?wv?ms??v?vv??wv?ms?vv?w?v?wv??sat??w
33????1.87?1?0.87g/cm;???????g?0.87?9.81?8.53kN/m;
??sat??试计算其孔隙比e。
8. 解:e?sat?g?1.8?79.?81318.34。kN /m38. 如果某原位土样天然密度??2.3g/cm,含水量w?18%,颗粒比重ds?2.70,
ds?1?w??w??1?2.7(1?18%)2.33?1?0.39。
9. 某干砂土样密度为1.65g/cm,比重ds?2.68,置于雨中,若砂样体积不变,饱和度增加到50%,求此砂样在雨中的孔隙比e。
9. 解:由题意可知,干砂土样置于雨中后体积不变,因此雨中砂样的干重度与干砂土样的密度相同,由此易得:
因为?d?ds1?e?w,所以可得孔隙比为:e?ds?w?d?1?2.68?11.65?1?0.62。
10. 对某土样进行侧限压缩试验,试验前测得土样原始高度为2.5cm,截面积为50cm,土样质量为180g,烘干后土样质量为160g,在1kg/cm正压力作用下,土样压缩稳定后高度为1.9cm,土质量为170g。求:(1)试验前和压缩稳定后土样的密度和含水量。(2)设土粒相对密度为2.65,求土样压缩稳定后的孔隙比和饱和度。
10. 解:
(1)试验前:V?2.5?50?125cm,m?180g,ms?160g,mw?180?160?20g;
则:??mV?180125?1.44g/cm; w?3223mwms?100%?20160?100%?12.5%;
压缩稳定后:V?1.9?50?95cm,m?170g,ms?160g,mw?170?160?10g 则:??mV?17095?1.79g/cm;w?33mwms?100%?10160?100%?6.25%;
(2)压缩稳定后:w?6.25%,ds?2.65,??1.79g/cm; e?ds(1??)?w?1?2.65?(1?6.25%)?11.79?1?0.57;
3?wdse Sr??6.25%?2.650.573?100%?29%。
11. 若某饱和土的饱和重度?sat?15.8kN/m,天然含水量w?65%。试求土粒的比重及孔隙比。
11. 解:由Sr?wdse?100%,得e?wds?0.65ds; ds?e1?e 又因为:?sat??w?15.8,可得e?1.74,ds?2.68。
12. 已知土样的孔隙率n?40%,土粒比重ds?2.65,试问土的饱和重度是多少?当含水量w?20%时,土的重度为多少?
12. 解:?sat?ds?w(1?n)?n?w?26.5?(1?0.4)?0.4?10?19.9kN/me?n/(1?n)?0.4/0.6?0.67;
3;
??ds?w(1?w)/(1?e)?26.5?1.2/(1?0.67)?19kN/m。
13. 已知某土样的干重度?d?17kN/m,孔隙比e?0.55。求饱和度Sr?50%和
Sr?100%时土的湿重度各是多少?
3313. 解:由?d?ds1?e?w,可得ds?(1?e)?d?w?(1?0.55)?1710?2.64;
当Sr?50%时:w?Sreds?50%?0.552.64?10%;
??(1?w)ds1?e?w?(1?10%)?2.641?0.55?10?18.7kN/m;
3当Sr?100%时:w?(1?wd)s1?eSreds?100%?0.552.6421?%)1?0.55?21%;
???w?(?12.643?10?20.6kN;/m
14. 对于处于水下的某砂土,由于砂土蓄水能力差,取样时已有部分水分流失。取样后,由试验测得土样重度??17.8kN/m,含水量w?20.6%,土粒相对密度ds?2.69,试求此时该砂样的孔隙比、饱和度以及原状砂土的天然含水量和浮重度?
314. 解:e?ds(1?w)??w?1?2.69?(1?20.6%)17.8?10?1?0.82;
失水后饱和度:Sr?wdse?20.6%?2.690.82?67.6%;
原砂土可以认为处于饱和状态,即Sr?100%, 则w?Sreds?100%?0.822.69?30.5%;
???ds?11?e?w?2.69?11?0.82?10?9.29kN/m。
315. 某原状土样试验结果为:土粒比重ds?2.70,土样湿的和烘干后的质量分别为
210g和125g,若湿土样的饱和度为75%,试确定其孔隙比。
15. 解:土样的天然含水量w?mwmswdSr?100%?210?125125?100%?68%;
则土的孔隙比为:e?s?0.68?2.700.75?2.45。
16. 已知某土样中,孔隙体积和颗粒体积各占一半,试求该土样的孔隙比和孔隙率。若比重为2.70,孔隙均为水充满,求此时的含水量及重度。
16. 解:由题意得:e?VvVs?1;n?e1?e?11?1?100%?50%;
若孔隙均为水充满,则此时的Sr?100%,由此可得:
w?Sreds?1?12.70?100%?37.0%;
??ds(1?w)1?e?w?2.70?1.371?1?10?18.5kN/m
3
17. 实验室中需要制备土样,现有得土样含水量为20%,若取300g现有试样,并将其制备成含水量为35%的试样,则需要加多少水?
17. 解:
?mw?ms?m?300g?由?可以解得ms?250g; mw?w?100%?20%?ms?所以当含水量增为25%时,需加水?mw?250?(35%?20%)?37.5g。
18. 已知某粘土的干重度为11.8kN/m,含水量为45.6%,土粒相对密度为2.69。求
1m土中土粒、水和气体所占的体积。
3318. 解: e?ds?w?d?1?2.69?1011.8?1?1.28;
由??Vv?1.28Vs?Vv?Vs?1可得:Vv?0.56m,Vs?0.44m;
33由于水重量Ww?w??d?V?45.6%?11.8?5.4kN, 所以水的体积Vw?Ww?w?5.410?0.54m;
3所以空气体积Va?Vv?Vw?0.56?0.54?0.02m。
19. 已知某试样A的含水量为34%,质量为600g,若加相同质量的试样B于试样A后,混合土样含水量变为42%,假如在搅拌中失去3g的水,试求试样B的含水量。
19. 解:
A土样中土颗粒质量为:msA?mA1?wA?6001?0.34?447.8g;
3混合土样中土粒质量为:ms混?m混-m水1?w混?1200-31?0.42?843.0g;
则B土样中土粒质量为:msB?ms混?msA?843.0?447.8?395.2g; 而msB?mB1?wB,则wB?mBmsB?1?600395.2?1?51.8%。
20. 已知某土样体积1000cm3,天然密度??1.95g/cm3 ,含水量w1?18%,若要将其拌制成w2?20%的土样,则需加多少水?
20. 解:干土质量ms不变,令m1、m2分别为拌制前后土的总质量,则: 干土质量为:ms?m11?w1?1000?1.951.18?1652.5g;
拌制后土样的总质量为:m2?ms(1?w2)?1652.5?1.2?1983.05; 则需要增加的水量为:?mw?m2?m1?330.6g。
21. 已知一土样天然密度1.9g/m3,干重度1.2g/m3,饱和重度2.1g/m3,试计算1000kg天然状态土中,水和土颗粒的质量分别为多少?若使该土样达到饱和状态,则需加多少水?
21. 解:ms??d/??m?1.2/1.9?1000?631.6kg;
mw?1000?ms?1000?631.6?368.4kg;
因为Vv?Vw?(?sat??)/?w?V,因此需加水: