成都理工大学水文与工程地质学期末试题

饱和度：土的饱和度是土中的水的体积与孔隙体积的百分比值，孔隙中的水的填充程度。 Sr=Vw/Vr*100%

土的孔隙率：土中孔隙总体积与土的总体积比。也是孔隙度 n=Vv/V*100%

孔隙比：土中孔隙总体积与土中固体颗粒总体积的比值。小数表示 e=Vv/Vs

两者关系为：n=e/（1+e）*100%；e=n/(1-n)

塑性指数：粘性土的液（L=liquid）限和塑（P=plastic）限之差，土处在可塑状态的含水率变化范围内

Ip=wL-wp。粘粒含量越高、颗粒越细、亲水性强、塑性指数越大 液性指数：细粒土的天然含水率和塑限的差值与液限和塑限差值之比 IL=（w-wp）/（wL-wp）=（w-wp）/Ip：表征细粒土在天然状态下的稠度状态。

天然含水率小于等于塑限时：IL≤0；土坚硬;IL>1;土处于流动状态；塑限和液限之间；0

土的透水性：水在土孔隙中渗透流动的性能。

水在天然土层中以层流形式运动，服从达西定律。如粗粒土，孔隙大，连通性好，透水能力强，水为层流

达西定律：v=KI(v=渗透速度；K=渗透系数；I=水力坡度)

渗透速度：通过过水面的地下水流量与垂直水流的过水断面面积比

值。单位时间通过单位截面的水量

土的压缩性：土在压力作用下体积压缩变小的性能。 压缩定律：

压缩曲线：孔隙比（纵坐标）与压力（横）的关系曲线

特点：压力小时，曲线陡，压力增加，曲线变缓。压力增量不变，压缩变形的增量是递减的（因：在侧限条件下进行压缩，开始土结构疏松，孔隙中的水和气体易被挤出，土粒靠拢，压缩量相对较大，随压力增加，土结构密实，孔隙中的水和气体不易被挤出。土颗粒靠较难。压缩量变小）。压缩曲线的形状与土样的成分，结构，状态以及受力历史有关，高压缩性土的压缩曲线较陡，低压缩较缓，原状土有结构连接，压缩性小，曲线平缓，扰动土结构破坏，压缩性大，曲线陡。同一种土因含水量和受力历史不同，曲线形态会不一样。 压密定律：α=tanα=(e1-e2)/(p2-1)；

e为曲线上一点的孔隙比。ρ为曲线上相对应点的压力。 表明压力变化范围不大时，孔隙比的变化与压力的变化成正比。 α是比例系数，压缩系数。单位为Mpa-1.α越大，土的压缩性变量越大。 判断标准：

低压缩性土：α1-2<0.1Mpa-1

中压缩性土：0.1Mpa-1≤α1-2<0.5Mpa-1 高压缩性土：0.5Mpa-1≤α1-2

压缩模量Es：土在有侧限条件受压时，在受压方向上的应力σ与相

应的应变ζ之间的比值

Es=σz/ζz；σz=p2-p1;ζz=(e1-e2)/(1+e1)

Es=(1+e1)/α;α为压力从p1增加p2时的压缩定律，e1为压力p1的孔隙比

工程上用p1=0.1MPa，p2=0.2MPa。的压缩模量评价： 低压缩性土：Es>15MPa 中压缩性土：4MPa

土的抗剪性：土抵抗剪切破坏的极限强度 库伦定律：

直剪实验法：土放在上下两部分可以错动的金属盒内，上固定，下可以水平滑动。通过传压板在土样上施加法向压力P。法向应力σ=P/F（F横截面积）。然后下盒施加水平剪切。当剪切力增加至T时，发生剪切破坏，剪应力τ=T/F。土样在该法向压应力作用下的抗剪强度τf。同一种土样，在不同的法向压力下，其抗剪强度不同，压应力越大，抗剪强度也越大，用可以在法向压应力为横坐标以抗剪强度为纵坐标的自然数直角坐标系中等到τf-σ曲线

在建筑物的荷载（0.1-0.6MPa）作用下，两者关系曲线近似直线。距离土和粗粒土的抗剪强度曲线为过原点的直线。 τf=σtanυ（υ内摩擦角）

细粒土的抗剪曲线在纵坐标上有截距C的近似直线 τf=σtanυ+C

τf土的抗剪强度（MPa）σ剪切面上的法向压力υ土的内摩擦角C土的内聚力（MPa）

库伦公式反映了土的抗剪性规律，巨粒土和粗粒土的抗剪强度决定于与法向压应力成正比的内摩擦角，而细粒土的抗剪强度由两部分组成，一是法向压力成正比的内摩擦角，另一个是与法向压力无关的内聚力。巨粒土和粗粒土的抗剪强度与内摩擦角的正切成正比，内摩擦角与组成土的矿物性质和土的密度有关。矿物越坚硬，颗粒越粗，表面越粗糙，棱角越多，内摩擦角越大。土的密度越高，内摩擦角也越大。如砂土粒径减小，υ减小。松散到密实υ增大。

细粒土的抗剪强度由内摩擦力和内聚力组成，而且以内聚力为主。细粒土中粘粒含量越高，土粒间的连接越强，内聚力越大，内摩擦角越小，抗剪强度可能增大。细粒土的液性指数越大，天然含水率越高，土的连接强度越低，抗剪强度越小。扰动土，几乎没有抗剪强度。细粒土密度越大，抗剪强度越大。

如：细粒土中粒度变小，υ增大，C减小；液性指数增大，υ减小。C减小

土的击实性：满足建筑物的稳定性要求，需夯实和碾压方法使填土密实，土的密度增大，强度增高，变形减小，透水性降低的性能。 最优含水率：在某一击实功的作用下，当含水率较低时，随含水率的增加，土的干密度有所增加，但当含水率较高时，随着含水率的增加，击实土的干密度反而降低。在ρd-w曲线上有一峰值，此点所对应的干密度为最大干密度ρdmax，与之相对应的含水率为土的最优含水