《土木工程概论》复习思考题
第1章绪论
1.1“土木”二字的由来？土木工程有哪三大要素？
答：土木工程是一门古老的学科，泥土（随后的砖）及木材是中国古代建造的主要用材，这反映了这门学科的历史悠久。
材料、理论、建造技术是土木工程的三大要素。
1.2土木工程经历了哪几个发展时期？各时期有哪些最主要的标志？
1.3土木工程包含哪些围？
答：建筑工程，桥隧工程，道路工程，地下工程，市政工程，水利工程。
1.4土木工程与其他物品（如飞机、汽车等）的最大区别是什么？
答：土木工程涉及到生活的面面，是人类文明的基础性工程。
从建设者角度称之为的土木工程，从投资者角度属于固定资产投资中的不动产投资。
1.5土木工程的项目全过程可以划分为哪四个阶段？每个阶段有哪几个要素？
第2章工程力学
2.1力的三要素是什么？有哪两种外力？试举例说明。
答：力的大小，向，作用点。主动力（如重力）和约束力（如支持力）
2.2物体力与外力大小相等、向相反依据的是什么定理？
答：二力平衡公理。
2.3谓物体的弹性变形？谓塑性变形？哪个指标反映物体抵抗弹性变形的能力？塑性变形有什么工程意义？
答：弹性形变：当外力消除后，能完全恢复原来形状。
塑形形变：当外力消除后仍保持受力时的形状。
弹性模量
在锻压、轧制、拔制等加工过程中，这类利用塑性变形而使材料成形的加工法，统称为塑性加工，一次制造工程用基本材料。
2.4谓正应力、谓剪应力？
称为剪应力。
2.5物体有哪几种基本受力状态？
l/2 l/2
答：拉伸与压缩，弯曲，剪切，扭转
2.6土木工程有哪些基本构件？其受力状态如？
答：梁：水平放置的构件；主要承受弯矩和剪力，有时也承受扭矩。
板：主要承受弯矩和剪力，与梁类似。
柱(墩)：竖向放置构件；主要承受轴力和弯矩。
墙：竖向放置构件；主要承受轴力和弯矩，与柱相同。
杆：仅承受轴力，包括拉力和压力。
索：仅承受拉力。
拱：以承受压力为主。
壳：两个向承受压力为主；形状呈曲面。
膜：两个向承受拉力；形状呈曲面。
2.7试计算图示简支梁受集中荷载跨中截面C的弯矩。
2.8土木结构有哪三个基本问题？
强度(strength)、刚度(stiffness)和稳定( stablity)是土木结构的基本问题。
2.9土木结构的荷载按其性质可以分为哪三类？荷载最大的特点是什么？
答：（1）永久荷载（2）可变荷载（3）偶然荷载
直接以力的形式作用于结构
第三章工程材料
3.1试比较土木工程常用结构材料：砖、木、钢和混凝土的抗压强度。
答：由大到小分别为：钢，混凝土，木，砖
3.2材料的吸水率主要与什么有关？干湿变形会产生什么不利后果？
答：取决于材料的隙率和隙特征，变形受到约束时，湿胀可能会导致空鼓；干缩可能会导致缝隙；当两种变形率不同的材料结合在一起时，会在材料中产生附加拉应力，超过材料抗拉强度时会导致开裂。
3.3试比较土木工程常用结构材料的导热性能和温度变形？
3.4影响材料耐久性的不利环境因素有哪几种作用？
答：环境不利因素包括物理作用、化学作用和生物作用。
物理作用
主要有干湿交替、温度变化、冻融循环等，这些变化会使材料产生膨胀或收缩、导致部裂缝的扩展，长久作用后使材料发生性能退化甚至破坏。
化学作用
受酸、碱、盐等物质的水溶液或有害气体的侵蚀作用，使材料的组成成分发生变化，而引起性能退化甚至破坏，如钢材的锈蚀。
生物作用
材料受到虫蛀或菌类侵害引起腐朽导致性能退化甚至破坏。是影响木材等有机材料耐久性的主要因素。
3.5胶凝材料有哪些种类？主要的用途是什么？
答：常用的有灰、膏、水玻璃、水泥、沥青、环氧等。主要用作砂浆和混凝土，还可以用于加固地基土。
3.6水泥有哪些性能指标？
答：凝结时间：初凝（加水搅拌到失去可塑性的时间）不小于45min；终凝（加水搅拌到开始产生强度的时间）不大于390min。
安定性：水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。当硬化过程中发生了不均匀的体积变化时会导致水泥膨胀开裂、翘曲。
强度等级(28天强度，MPa):32.5、42.5、52.5、62.5。
水化热：水泥水化过程是放热过程。对于大体积混凝土，过高的水化热将导致部温度（最高达50~70 ℃）大大高于外表面；部膨胀受到外表面约束，使外表面产生很大的拉应力，导致开裂。
收缩：水泥在硬化过程中的收缩包括化学收缩和干缩。水化后的固体体积比未水化水泥和水的总体积小称为化学收缩；随着水泥浆中多余水分的蒸发引起的收缩称干缩。
3.7钢材有哪些特点？按外形可以分为哪几类？钢结构的连接式有哪些?
答：（1）强度高（普通200~500MPa，最高1960MPa）；拉、压强度相同；不耐腐蚀，易生锈。
（2）按外形分为板材（钢板），线材（钢筋），型材（型钢）。其中钢筋又分为光面钢筋，变形钢筋，钢丝，钢绞线。
（3）焊接、铆接、螺栓。
3.8木材有哪些特点？木结构的连接式有哪些?
答：（1）轻质、易加工、可燃、易腐、干缩后会开裂。顺纹强度与横纹强度差异大；强度受含水率影响大。
（2）榫接、螺栓、钢钉、螺钉。
3.9砖的特点是什么？
答：抗拉强度比抗压强度低得多；耐久性、耐高温性和耐火性较好。
3.10粗集料和细集料是如区分的？为什么要尽量减小混凝土中集料的总表面积和集料间的空隙？如减小？
答：（1）粒径<4.75mm的集料为细集料，俗称砂；粒径>4.75mm的集料为粗集料，俗称。
（2）在混凝土中，集料间的空隙由水泥浆填充，为节省水泥、减小收缩，应尽量减小集料的总表面积和集料间的空隙。
（3）集料总表面积通过集料粗细程度控制；集料间的空隙通过颗粒级配来控制。
3.11混凝土的特点是什么？为什么要在素混凝土中放置钢筋？
答：（1）抗压强度高、抗拉强度低（抗压强度的1/8~1/16），硬化过程中会收缩。
（2）承载高（是同等尺寸素混凝土梁的20多倍）；
发挥钢筋与混凝土各自优势(混凝土受压，钢筋受拉）；
取长补短（混凝土包裹钢筋，钢筋不宜锈，有利防火）带裂缝工作。
3.12对钢筋混凝土施加预应力的目的是什么？
答：可建造不允开裂的混凝土结构；
刚度大大提高，可建造跨度更大的结构；
可使用高强钢筋。
3.13未来的土木工程材料将向哪些向发展？
答：绿色材料：采用洁净生产技术；少用天然资源和能源、大量使用工农业或城市废气物生产无毒害、无污染、可回收再利用的材料。
纤维材料：碳纤维，芳纶纤维，玄武岩纤维
高性能混凝土：高强，高耐久性，高流动性。
智能材料：（1）自感知材料通过传感器能自动感知材料中的异常应力、应变等信息，从而发出报警。
（2）当混凝土中出现裂缝时，能自动释放粘结剂粘合裂缝。
第4章地基基础
4.1地基基础的要什么？
答：（1）作用于地基的荷载不超过地基的承载能力（地基土的强度问题）；
（2）控制基础沉降使之不超过允值（地基土的变形问题）。
4.2土的基本三相比例指标是哪三个？
答：比重、天然密度、含水量
4.3谓黏性土的塑限和液限？塑性指数和液性指数分别反映了土的什么性质？
答：黏性土的塑限是指土由可塑状态过渡到半固体状态时的界限含水率（Wp）。
黏性土的液限指土从流动状态转变为可塑状态的界限含水率。
塑性指数在一定程度上综合反映了影响黏性土特征的各种重要因素(土的颗粒组成，土的矿物成分以及土中水的离子成分和浓度等)。
液性指数可以表示黏性土所处的软硬状态。液性指数的值越大，表示土质越软。
4.4地基土分成哪几类？
答：岩、碎、砂土、粘土、粉土。
4.5谓土的渗透？渗透有什么不利后果？
答：土中地下水在一定压力差作用下，透过土中隙发生流动的现象称为渗流或渗透。渗透力会使局部土体发生位移，称为渗透变形。重的渗透变形将导致土体失稳。
4.6土的抗剪强度主要有哪些影响因素？为什么雨季容易发生山体滑坡？
答：矿物成分、颗粒形状和级配；含水率；密度。
在陡峭的山坡上，由于构造或重力的作用常形成一些裂缝，利于雨水下渗。山坡土吸收了大量水分后，自身重量增加，裂缝中的土进一步膨胀、软化，抗滑力降低，滑坡、崩塌就可能发生。
4.7土压力有几种？它们之间的大小关系如？
答：静止土压力、主动土压力和被动土压力。主动土压力<静止土压力<被动土压力
4.8土木工程有哪些常见的基础形式？
答：浅基础：刚性基础、独立基础、条形基础、十字形基础、筏形基础、箱形基础。
深基础：桩基础、沉井基础、地下连续墙。
第5章土木工程种类
5.1房屋结构由哪几部分组成？
答：由上部结构和下部结构组成，其中上部结构包括水平结构体系和竖向结构体系，下部结构包括地基和基础。
5.2房屋按结构材料可以分为哪几种？按竖向结构形式又可分成哪几种？试比较框架结构、剪力墙结构和筒体结构抵抗水平荷载的能力？
答：按结构材料分类：木结构，砌体结构，钢结构，钢筋砼结构，混合结构。
按竖向结构分类：基本结构：框架结构：刚架结构、排架结构
墙体结构：承重墙结构、剪力墙结构
筒体结构：框筒结构、多筒结构、核心筒结构
平面复合结构：框架—剪力墙结构、框架—筒体结构、框架—支撑结构
竖向复合结构：底框结构、转换结构
框架结构<剪力墙结构<筒体结构
5.3为什么要采用平面复合结构？
答：集中两种结构各自的优点，能大幅度提高抵抗水平荷载的能力。
5.4大跨结构有哪几种类型？
答：拱结构、桁架结构、网架结构、壳体结构、索结构、膜结构
5.5哪些属于构筑物？
答：烟囱、冷却塔、水池(储水设施)、水塔（供水加压设施）、储罐、塔桅
5.6桥梁结构有哪几部分组成？
答：上部结构：桥面、桥跨结构下部结构：墩、台、基础
5.7桥梁按结构形式可以分为哪几种？哪种桥梁的跨越能力最强？
答：基本结构：梁式结构：梁桥、刚架桥、桁架桥
拱结构：拱桥
索结构：斜拉桥、悬索桥
复合结构
悬索桥跨越能力最强
5.8桥梁按跨径可以分为哪几类？
答：特大桥、大桥、中桥、小桥、涵洞
5.9公路按交通量、使用任务和性质可以哪几级？高速公路必须符合哪些条件？
答：高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路高速公路，昼夜交通量在2.5万辆以上，全立交
5.10路基横断面有哪几形式？
答：行车道、路肩、分隔带、边坡、边沟
5.11公路路面由哪几部分组成？各自的作用是什么？
答：面层：直接承受车轮的竖向力和水平力，也直接经受自然气候和环境的影响；要求平整、坚固、耐磨抗滑，并不透水；常用材料有沥青和水泥。
基层：承受面层传来的竖向力并扩散到垫层；常用材料有灰土、水泥砂砾和碎砾。
垫层：起隔离作用，用来隔离路基土中水的上冒以及路面冰冻深入土基；常用材料有砂、炉渣和二灰混合料。
5.12谓缓和曲线？为要设置缓和曲线？
答：缓和曲线曲率连续变化的曲线；使离心力逐渐变化。
5.13线路的立体交叉有哪几种形式？
答：分离式立体交叉
互通式立体交叉：部分互通、完全互通
5.14铁路的等级是如划分的？
答：依据在铁路网中的作用，客货混运铁路分为：
Ⅰ级铁路：起主干作用，年运量≥20Mt；
Ⅱ级铁路：起骨干作用，年运量<20Mt；
Ⅲ级铁路：为某一区域服务，年运量<10Mt。
5.15铁路的横断面有哪几部分组成？
答：路基
轨道：钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件、爬坡设备等
5.16采用无缝钢轨有什么好处？无缝钢轨的温度应力是如解决的？
答：好处：
1、减噪。减少了噪音污染。超长无缝线路是由多根标准钢轨联结成长轨条铺成，一般长度为两至三公里。
2、节约。磨损大大减少，与普通铁轨相比，无缝铁轨由于消除了大量钢轨接头，因而消除了接头冲击力，减少了线路损害，节省了大量原材料，线路维修可节约费用30%—75%。
3、提速。提高了轨道的可靠性，火车的速度还会相应提高。
4、平稳。增加旅客的平稳、舒适感。
有两种法：一种是长轨节自身承受全部温度应力，即将长轨锁定在枕木上，使其不因温度变化而胀缩。
另一种法，即长轨节自身不承受温度应力，而以自动放散应力或定期放散应力的法，使长轨节随温度升降而自由收缩，在铺设的时候也尽量选择最佳温度铺设，使钢轨的伸缩值在最小围，这样不管温度上升还是下降，钢轨的伸缩始终都控制在最小围。
5.17机场跑道的等级是如确定的？
答：跑道等级用两个部分的编码表示，第一部分数字，表示所需飞行场地长度；第二部分字
5.18飞行场地由哪几部分组成？每一部分起什么作用？
答：飞行场地设有跑道、滑行道、保险道和各种停机坪。跑道供飞机起飞和着陆滑跑使用，是飞行场地的主体。
滑行道连接跑道和停机坪，分为主滑行道和联络滑行道，供飞机滑行或牵引时使用。主滑行道一般与跑道平行布置，必要时可供飞机应急起落使用。联络滑行道有数条，设在便于飞机起飞时迅速进入跑道和着陆后迅速脱离跑道的地。保险道为经过平整压实的土质地带，分为侧保险道和端保险道，分别毗连于跑道的外侧和两端。侧保险道宽度一般为70～80米，主要供飞机在起飞或着陆滑跑中偏离跑道时使用，战时当跑道被炸毁或飞机起落装置发生故障等情况下，还可供飞机应急起落使用，故亦称土跑道或场迫降场。端保险道长度一般为200～400米，主要供飞机在起飞和着陆滑跑中冲出跑道或下滑着陆中提前接地时使
用。停机坪供停放飞机使用。
5.19隧道的开挖式有哪几种？
答：明挖法
暗挖法：矿山法、盾构法、沉管法、顶管法
5.20固体废弃物有哪些常用的处理法？
答：堆填法、堆肥法、焚烧法、固化法、回收法
5.21水利工程包含哪些围？
答：水工程包括水量和水质两个面，前者涉及水的力学性能；后者涉及水的物理、化学、生物性能。
第6章工程项目建设
6.1项目论证包括哪些容?
答：市场研究（市场调查、分析、预测）
技术研究（技术成熟度评价）
效益分析（经济效益、社会效益）
环境评价（生态效益）
6.2谓机会成本？谓需求弹性？
答:机会成本：因从事某项活动（如生产某一物品）而失去了从事另一活动的机会，所放弃的最佳替代活动的收益就是该项活动的机会成本。
需求弹性：影响需求量的某一因素发生变化、而其他因素不变的情况下，需求量变化的相对大小。
6.3如衡量一个项目的经济效益？如评价一个项目的社会效益？
答：（1）投资者的总收益TR与总成本TC的差额称为净利润π；项目的经济效益通常用利润率（π/TC）或投资回收期（净利润偿还原始投资所需要的年限）表示。
（2）因某项投资全社会新增收益与成本的差额。全社会成本包括资源的消耗、治理污染的费用。公益项目的效益评价消费者剩余与成本的差额。
6.4可行性论证的作用有哪些？
答：（1）作为确定和批准工程建设的依据；
（2）作为向银行贷款的依据；
（3）作为向当地政府及环保当局申请建设执照的依据；
（4）作为该项目与有关部门互签协议、签定合同的依据；
（5）作为科研、试验、制造及订购设备的依据；
（6）作为企业组织管理、机构设置、职工培训等工作安排的依据。
6.5项目设计按工种包括哪些种类?
答: (1)建筑设计（桥型设计、线路设计）
(2)土建设计（结构设计、路基路面设计）
(3)设备设计（水、暖、电）
6.6工程设计要满足哪几个最基本的要求？
答：（1）功能要求：安全、可靠地满足各种功能要求。
（2）经济要求：尽可能降低工程寿命全过程的费用。
（3）美观要求：符合人的审美需要。
（4）生态要求：降低资源、材料消耗，对自然的最小干预。
6.7结构的功能包括哪三项?
答：（1）安全性：能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用；在偶然事件（如爆炸、撞击、火灾等）发生时及发生后虽有局部破坏，主要结构仍然保持整体稳定性，不倒塌。
（2）适用性：在正常使用时具有良好的工作性能。
（3）耐久性：在正常维护下具有足够的耐久性。
6.8谓结构的可靠度？
答：结构满足三大功能的程度用结构可靠度来衡量。