土木工程材料复习题及答案

习题一答案一、名词解释1.材料的空隙率：散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率。P32.堆积密度：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量。P23.软化系数：材料在饱和吸水状态下的抗压强度与材料在干燥状态下抗压强度的比值。P74.比强度：单位体积质量的材料强度，等于材料的强度与表观密度的比值，是衡量材料是否轻质、高强的指标。P45.硬度：材料抵抗较硬物质刻划或压入的能力。P66.润湿边角：当固体材料与水接触时，在材料、水以及空气的三相交叉点处沿水滴表面作切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为润湿边角。P6二、填空题1、材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。P72、材料的抗冻性以材料在吸水饱和状态下所能抵抗的冻融循环次数来表示。P83、水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为亲水性。P64、当孔隙率相同时，分布均匀而细小的封闭孔隙含量愈大，则材料的吸水率愈小、保温性能愈好耐久性愈好。当材料的孔隙率增大时，则其密度不变，松散密度变小，强度降低，吸水率不一定，抗渗性不一定，抗冻性不一定。5、在水中或长期处于潮湿状态下使用的材料，应考虑材料的耐水性。6、材料的吸水性用吸水率表示，吸湿性用含水率表示。7、材料耐水性的强弱可以用软化系数表示，材料耐水性愈好。该值愈大。8、称取松散密度为l400kg／m3的干砂200g，装入广口瓶中。再把瓶中注满水，这时称重为500g。已知空瓶加满水时的重量为377g，则该砂的表观密度为2.60g/m3，空隙率为46.2%。9、同种材料的孔隙率愈小，材料的强度愈高；当材料的孔隙率一定时，封闭孔隙愈多，材料的绝热性愈好。10、目前我国常用的标准有国家标准，行业标准，地方和企业标准。三、选择题1、孔隙率增大，材料的②降低。①密度②表观密度③憎水性④抗冻性2、材料在水中吸收水分的性质称为①。①吸水性②吸湿性③耐水性④渗透性3、普通混凝土标准试件经28d标准养护后测得抗压强度为22.6MPa，同时又测得同批混凝土水饱和后的抗压强度为21.5MPa，干燥状态测得抗压强度为24.5MPa，该混凝土的软化系数为④。①0.96②0.92③0.13④0.884、材料的抗渗性指材料抵抗③渗透的性质。①水②潮气③压力水④饱和水5、有一块砖重2625g，其质量含水率为5％，该湿砖所含水量为④。①131.25g②129.76g③130.34g④125g6、材料的耐水性指材料③而不破坏，其强度也不显著降低的性质。①在水作用下②在压力水作用下③长期在水作用下④长期在湿气作用下7、碎石的密度为p，表观密度为P0，松散密度P0’，则存在下列关系①。①ρρ0ρ，0②ρ0ρρ，0③ρ，0ρ0ρ8、材料吸水后，将使材料的④提高。①耐久性②强度及导热系数③密度④表观密度和导热系数9、通常材料的软化系数为②时，可以认为是耐水的材料。①0.95②0．85③0．7510、含水率为5％的砂220kg，将其干燥后的重量是②kg。①209②209．52③21011、材质相同的A，B两种材料，已知表观密度ρ0Aρ0B，则A材料的保温效果比B材料②。①好②差③差不多12、当某一建筑材料的孔隙率增大时，其吸水率④。①增大②减小③不变化④不一定增大，也不一定减小四、是非判断题(对的划√，不对的划×)，并改正错误1、某些材料虽然在受力初期表现为弹性，达到一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。(×)（弹塑性材料）2、材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积。（√）3、在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。（×）（吸湿性）4、含水率为4％的湿砂重100g，其中水的重量为4g。(×)（3.85g）5、热容量大的材料导热性大，受外界气温影响室内温度变化比较快。(×)(小)（慢）6、材料的孔隙率相同时，连通粗孔者比封闭微孔者的导热系数大。(√)7、从室外取重为G1的砖一块，浸水饱和后重为G2，烘干后重为G3，则砖的质量吸水率为Wm=（G2-G3）/G1。(×)（Wm=（G2-G3）/G3）8、同一种材料。其表观密度越大，则其孔隙率越大。(×)(小)9、将某种含水的材料，置于不同的环境中，分别测得其密度，其中以干燥条件下的密度为最小。(×)（密度不变）10、吸水率小的材料，其孔隙率最小。(×)（还与孔隙特征有关）11、材料的抗冻性与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。(×)(有关)五、问答题1材料的孔隙对材料的影响可从几方面分析。①孔隙的多少②孔隙的特征2、何谓材料的强度?影响材料强度的因素有哪些?材料的强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。1）.材料的组成、结构与构造：包括化学组成、矿物组成和相组成，结合键类型（金属、共价、离子、分子、氢），宏观构造（位错、裂隙、夹杂及以上的不均匀程度等）。2）.孔隙率与孔隙特征：材料的孔隙率愈大，则强度愈小。对于同一品种的材料，其强度与孔隙率之间存在近似直线的反比关系。一般表观密度大的材料，其强度也大。3）.试件的形状和尺寸：受压时，立方体试件的强度值要高于棱柱体试件的强度值，相同材料采用小试件测得的强度较大试件高。4）.加荷速度：当加荷速度快时，由于变形速度落后于荷载增长的速度，故测得的强度值偏高，反之，因材料有充裕的变形时间，测得的强度值偏低。5）.试验环境的温度、湿度：温度高、湿度大时，试件会有体积膨胀，材料内部质点距离加大，质点间的作用力减弱，测得的强度值偏低。6）.受力面状态：受力面的平整度，润滑情况等。试件表面不平或表面涂润滑剂时，所测强度值偏低。3、如何区别亲水性材料和憎水性材料?当材料与水接触时可以发现，有些材料能被水润湿，有些材料则不能被水润湿，前者称材料具有亲水性，后者称具有憎水性。材料被水湿润的情况可用润湿边角θ表示。当材料与水接触时，在材料、水以及空气三相的交点处，作沿水滴表面的切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为润湿边角，θ角愈小，表明材料愈易被水润湿。实验证明，当θ≤90°时，材料表面吸附水，材料能被水润湿而表现出亲水性，这种材料称亲水性材料。当θ＞90°时，材料表面不吸附水，此称憎水性材料。当θ=0°时，表明材料完全被水润湿，称为铺展。4、材料的耐久性都包括那些内容?材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变质、不破坏的性质，统称之为耐久性，它是一种复杂的、综合的性质,包括材料的抗冻性、耐热性、抗渗性和耐腐蚀性、耐水性、抗风化性能、抗老化性能、抗化学侵蚀性等。六、计算题1、某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172MPa、178MPa、168MPa。该岩石可否用于水下工程。答：该岩石的软化系数为其软化系数大于0.85，所以该岩石可用于水下工程。2.某砖在干燥状态下的抗压强度f0为20MPa，当其在吸水饱和状态下抗压强度f1为14MPa，请问此砖是否适宜用于潮湿环境的建筑物。答：该砖的软化系数为因长期受水浸泡或处于潮湿环境的重要建筑物必须是用软化系数不低于0.85的材料建造，受潮较轻或次要建筑物的材料软化系数不宜低于0.75，故不适宜选用。3、已知碎石的表观密度为2.65g／cm3，堆积密度为1.50g／cm3，求2.5m3松散状态的碎石，需要多少松散体积的砂子填充碎石的空隙?若已知砂子的堆积密度为1.55g／cm3．求砂子的重量为多少?答：空隙率p’=（1-1.50/2.65）×100%=43.4%需要砂子：43.4%×2.5=1.085m31.085m3×1550kg／m3=1682kg习题二一、名词解释1、弹性模量:钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量。2、屈服强度:当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到塑性阶段后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。3、沸腾钢：炼钢时用锰铁脱氧，脱氧很不完全，钢液冷却时有大量的一氧化碳气体逸出，引起钢液沸腾，故称沸腾钢。4、合金钢：在炼钢过程中，有意识地加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得的钢种。5、屈服强度：是指钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。6、伸长率：是指钢材拉伸试验中，钢材试样的伸长量占原标距的百分率。7、冲击韧性：是指钢材抵抗冲击荷载的能力。8、冷弯性能：是钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形的能力，并且是显示钢材缺陷的一种工艺性能。9、时效：指经冷拉后的钢筋经过一段时间后其屈服强度和抗拉强度将继续随时间而提高的过程。二、填空题1＿屈服强度＿和极限抗拉强度＿是衡量钢材强度的两个重要指标。2钢材热处理的工艺有：＿淬火、正火、退火、|回火。3按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成：＿沸腾钢，＿镇静钢,半镇静钢和特殊镇静钢。其中镇静钢钢脱氧完全，沸腾钢钢脱氧很不完全。4、钢的基本组织主要有渗碳体、珠光体、奥氏体和铁素体四种。5、对冷加工后的钢筋进行时效处理，可用自然时效和人工时效两种方法，经冷加工时效处理后的钢筋，其强度进一步提高，塑性和韧性有所降低。6、Q235一A·F钢叫做屈服点为235MPa的A级沸腾钢，Q235表示屈服强度，A表示质量等级，F表示沸腾钢。7、碳素结构钢随着钢牌号的增大，其含碳量增加，强度增大，塑性和韧性降低，冷弯性逐渐变差。8、钢材的技术性质主要有两个方面，其力学性能包括：强度、塑性、韧性和硬度；工艺性能包括：焊接和冷弯性能。9对钢筋的冷加工方法有冷拉及冷拔，钢筋冷加工后强度提高，故可达到节省钢筋目的。10、钢材当含碳质量分数提高时，可焊性变差，含S、P、O、N元素较多时可焊性变差；钢中杂质含量多时对可焊性有不利影响。11、一般情况下，在动荷载状态、焊接结构或严寒低温下使用的结构，往往限制使用沸腾钢。12、根据国家标准《低合金高强度结构钢》》(GBl591—94)的规定，低合金高强度结构钢共5个牌号．低合金高强度结构钢的牌号由代表钢材屈服强度的字母Q、和屈服点数值、质量等级三个要素组成。13、根据锈蚀作用的机理。钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种。三、选择题1钢材抵抗冲击荷载的能力称为（②）。①塑性②冲击韧性③弹性④硬度2、钢结构设计时，碳素结构钢以（①）强度作为设计计算取值的依据。①σs②σb③σ0.2④σp3、随着钢材含碳质量分数的提高(②)。①强度、硬度、塑性都提高②强度提高，塑性降低③强度降低。塑性提高④强度、塑性都降低4、预应力混凝土用热处理钢筋是用(①)经淬火和回火等调质处理而成的。①热轧带肋钢筋②冷轧带肋钢筋③热轧光圆钢筋5、钢与铁以含碳质量分数(④)％为界，含碳质量分数小于这个值时为钢；大于这个值时为铁。①0．25②0．60③O．80④2．06、吊车梁和桥梁用钢，要注意选用(②)较大，且时效敏感性小的钢材．①塑性②韧性③脆性7、低合金结构钢具有(①②③④)等性能。①较高的强度②较好的塑性③可焊性④较好的抗冲击韧性⑤较好的冷弯性四、是非判断题(对的划√，不对的划×)，并改正错误1屈强比愈小，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，结构的安全性愈高。(√)2一般来说，钢材硬度愈高，强度也愈大。(√)3钢材中含磷则影响钢材的热脆性，而含硫则影响钢材的冷脆性。(×)（冷、热）4钢材的伸长率表明钢材的塑性变形能力，伸长率越大，钢材的塑性越好。(√)5钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断，以伸长率作为性能指标。(×)冷拉是冷加工的一种工艺。6钢材在焊接时产生裂纹。原因之一是钢材中含磷较高所致。(√)7建筑钢材的基本组织主要是珠光体和渗碳体，其间随着含碳质量分数的提高，则珠光体增加，渗碳体减少。(×)（含碳量不大于0.8%时，基本组织为铁素体和珠光体，含碳量增大时，珠光体含量增大，铁素体则相应减少，因而强度、硬度随之提高，但塑性和冲击韧性相应下降）8某厂生产钢筋混凝土梁，配筋需用冷拉钢筋，但现有冷拉钢筋不够长，因此将此钢筋对焊接长使用。(×)9钢