土木工程材料复习提纲

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1、土木工程材料复习提纲第一章基本性质1.密度；表观密度；堆积密度密度ρ：1）材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。2）排除任何孔隙后，材料的绝对密实体积。3)测量:试样—粉末；体积测量—排液法。表观密度ρ0：1）材料在自然状态下，单位体积的质量。2）自然状态下体积V0＝绝对密实体积V＋孔隙(开口与闭口)体积。3）测量：试样—块体；体积测量—直接测、蜡封排液法。堆积密度ρ’0：1）材料在散粒堆积状态下，单位体积的质量。2）堆积体积V0’＝自然状态体积＋堆积空隙体积。3）测量：试样—颗粒；质量测量—固定体

2、积法。2.孔隙率；空隙率；公式！孔隙率：1）孔隙率越大，材料的表观密度越小反之亦然。2）定义：材料中的孔隙体积与总体积的百分比称为孔隙率P。3）计算公式空隙率：1）空隙率越大，材料的堆积密度越小，反之亦然。2）定义:散粒材料堆积体积中,颗粒间空隙体积所占总体积的百分率P‘。3）计算公式例题：某工地质检员从一堆碎石料中取样，并将其洗净后干燥，用一个10升的金属桶，称得一桶碎石的净质量是13.50Kg；再从桶中取出1000g的碎石，让其吸水饱和后用布擦干，称其质量为1036g；然后放入一广口瓶中，并用水

3、注满这广口瓶，连盖称重为1411g，水温为25°C，将碎石倒出后，这个广口瓶盛满水连同盖的质量为791g；另外从洗净完全干燥后的碎石样中，取一块碎石磨细、过筛成细粉，称取50g，用李氏瓶测得其体积为18.8毫升。试问:1）该碎石的密度、表观密度和堆积密度？2）该碎石的孔隙率、开口孔隙率和闭口孔隙率？3）该碎石的密实度、空隙率和填充率？解答：1）∵V’o=10L,m’2=13.5kg;ρ0’=（m’/V0’）=13.5/10=1.35∵m’=1000g,吸水后质量=1036g.设水的密度＝1。则，Vo

4、=791－(1411－1036)=416mL∴ρ0=（m’/V0）=1000/416=2.404∵V=18.8mL,m=50g;∴ρ=(m/V)=50/18.8=2.662)P=[1－ρ0/ρ]×100%=(1－2.404/2.66)=9.624%其中：P开=36/416=8.653%P闭=9.624－8.65=0.974%3)D=1－P=90.376%P’=[1－ρ0’/ρ0]×100%=(1－1.35/2.404)=43.8%D’=1－P’=1－43.8%=56.2%3.含水率；吸水率；平衡含水

5、率；含水率：1）材料所含水的质量与干燥状态下质量之比。2）吸水率：1）材料吸水饱和面干时的含水率。2）平衡含水率：材料在一定湿度的环境下吸湿，与环境中湿度达到平衡时的含水率。4.孔隙率的影响：强度、导热系数（绝热性能）孔隙率的影响：1）材料内部的孔隙严重降低强度和刚度：

6、裂缝成为应力集中点，降低材料裂缝起裂应力；

7、孔隙增大质点间距离，减小质点间相互作用力；

8、孔壁实际上是气固界面—表面，减少材料破坏所需的能量。强度：料的强度取决于材料内部质点间的相互作用力和表面能，作用力与表面能越大，强度越高。导热系

9、数：反映热量从温度高的一面传到温度低的一面的能力。（后面章节有详细内容）5.亲水性；憎水性；润湿角；亲水性：1）0≤θ≤90°时，材料表面被水湿润，水可被材料所吸附。2）水在亲水性材料的表面是自动散开和铺展，并自发地润湿表面。憎水性：1）90°＜θ≤180°时，材料表面不可被水湿润。2）水在憎水性材料的表面有自动收缩成珠的趋势，不能润湿材料的表面。对工程防水有利。有机材料一般是憎水性，无机材料都是亲水性。湿润角：水与材料表面的接触角θ。6.强度；强度等级；比强度；强度试验影响因素：试件尺寸、高宽比、

10、表面粗糙度、加荷速度、温度湿度（结合混凝土试验理解）。强度:材料抵抗外力，不变形或破坏的能力。有抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度。强度等级：屈服强度，极限拉伸强度，断裂强度比强度:材料强度与材料的表观密度之比7.弹性；塑性；韧性；脆性；硬度；磨耗（耐磨性）弹性：当撤去外力或外力恢复到原受力状态，材料能够完全恢复原来变形的性质。根据其应力—应变曲线，有:线弹性（E为常量）和非线弹性（E不为常量）。塑性：当撤去外力或外力恢复到原受力状态，材料仍保持变形后形状和尺寸、并不发生裂缝的性质。应力—应变曲线是非线性的

11、，且不连续，每一点的应力与应变之比都不相同。韧性：材料在外力作用下，不发生明显的变形而突然破坏的一种性能。对于韧性材料，极限强度高于破坏（断裂）强度。脆性：材料在外力作用下，能吸收大量的能量，并能承受较大的变形而不至于破坏的性能。对于脆性材料，极限强度与破坏强度是一致的。硬度：材料表面抵抗被刻划、擦伤和磨损的能力。材料的硬度与强度间有很好的相关性磨耗（耐磨性）：材料表面抵抗磨损的能力8.耐久性概念及包含的内容（抗渗性、抗冻性）耐久性:材料在长期使用过程中，抵抗其自身及