《材料》重点知识点复习指南

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1、《材料》复习指南编前语：材料科目的考试主要是针对公路工程的土工试验、集料、水泥及水泥混凝土、沥青及沥青混合料、无机结合稳定材料、钢材、石料、土工合成材料八大方面的内容进行考核；目的是通过考核检测试验人员对材料试验的掌握和熟练程度，最终达到提高试验人员的试验水平为目的，为进一步提高公路的建设质量服务。由于水平有限，错漏难免，如有与标准规范不一致的，以标准规范为准。第一章土工试验本章主要介绍土的三相组成及物理性质指标换算、土的粒组划分及工程分类、相对密实度及界限含水量、土的动力特性于击实试验、土体压缩性指标及相关试验的基本操作规程。第一节土的三相组成及物理性质指标换算【要求】了解：土的形成过

2、程熟悉：土的三相组成、土的物理性质指标及指标换算、烘箱安全操作要求掌握：含水量试验、密度试验、相对密度试验一、土的形成（了解）土是由地壳表面的岩石经过物理风化、化学风化和生物风化作用的产物。岩石暴露，经受温度影响及自然环境（风、霜、雨、雪）的侵蚀和动植物的破坏形成大小、形状各异的碎块，这个过程叫做物理风化；物理风化后的碎块与氧气、二氧化碳和水接触，经过化学作用产生与原来岩石成分不同的矿物，这个过程叫做化学风化；在此基础上，加上生物活动的参与，从而产生有机质的积聚。经过风化作用所形成的矿物颗粒堆积在一起，其间贯穿者孔隙，孔隙间存在者水和空气。这种松散的固体颗粒、水和气体的集合体即是土。二、

3、土的三相组成（熟悉）土的三相是指固相（土颗粒）、气相（气体）和液相（水）。土骨架间布满相互贯通的孔隙有时完全被水充满，称为饱和土，可能产生液化；有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；有时也可能完全充满气体，称为干土，此时黏土呈现坚硬状态，砂土呈现松散状态。这三种组成部分本身的性质以及它们之间的比列关系和相互作用决定土的物理力学性质及工程状态。1、固相土的固相分为无机矿物颗粒和有机质，它们是构成土体骨架最基本的物质。矿物颗粒由原生矿物和次生矿物组成。原生矿物是指岩浆在冷凝过程种形成的矿物，如石英、长石、云母等。原生矿物经化学作用后发生化学变化而形成新的次生矿物，如三氧化二铁

4、、三氧化二铝、次生二氧化硅、黏土矿物及盐类等。2、液相土的液相是指土孔隙中存在的水。水在土中以三种状态存在：固态、液态、气态。（1）气态水：土孔隙的空气中任何时候都存在有水汽，它与空气形成气态混合物。（2）液态水：可分为存在于矿物颗粒内部的水—化学结构水和化学结晶水，及存在矿物颗粒表面的水—结合水（强结合水和弱结合水）和自由水（包括毛细水和重力水）。（3）固态水：处于固态的晶体状态中的水—冰，是自由水的一个特殊类型。3、气相土中的气体可分为两类：与大气相连通的自由气体和与大气隔绝的封闭气体（气泡）。三、土的物理性质指标及指标换算1461土的三相图质量体积ma=0气相VaVv=======

5、===============vmmww======液相（水）======Vwms………………………….Vs……固相（土颗粒）…V-土的总体积，cm3或m3；Vs-土的固体颗粒体积，cm3或m3；Vv-土的孔隙体积，cm3或m3；Va-土中气体体积，cm3或m3；Vw-土中水的体积，cm3或m3；m-土的总质量，g;ma-土的气体质量，g;一般ma约等于0；mw-土中水的质量，g;ms-土中固体颗粒的质量，g。2、常用指标及定义土粒相对密度Gs=ms/(ρw*Vs)；天然密度（湿密度）ρ=m/V；干密度ρd=ms/V；饱和密度ρsat=(ms+Vv*ρw)/V；浮密度ρ，=(ms+Vs*

6、ρw)/V；含水量w(%)=mw/ms*100；孔隙比e=Vv/Vs;孔隙率n(%)=Vv/V*100饱和度Sr=Vw/Vv*100其中土粒相对密度、天然密度、含水量是实测指标，其他是换算指标。一、相关试验（一）含水量试验土的含水量是在105～110℃下烘至恒量时所失去大的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示。常用测定方法有：烘干法、酒精燃烧法、炒干法、碳化钙气压法、红外线照射法。计算公式：w(%)=(m-ms)/ms*100其中w—含水量（%），m—湿土质量（g），ms—干土质量（g）。本试验进行两次平行测定，取其算术平均值；允许平行差值应符合下表规定含水量允许平行差值含水量

7、允许平行差值5%以下0.3%40%以上≤2%40%以下≤1%1、烘干法烘干法是测定含水量的标准方法，适用于黏质土、粉质土、有机质土、砂砾土、冻土砂类土等。实验步骤（1）取代表性试样，细粒土15～30g，砂类土、有机土50g，放入称量盒内，盖好盒盖，称质量，记录盒与土样质量；（2）揭开盒盖，将试样和盒盖放入烘箱内，在温度105～110℃恒温下烘干。烘干时间对细粒土不得少于8小时，砂类土不得少于6小时，146对含有机质超过5%的土，应将