力学性质 问答计算题
土力学问答题
1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。
土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。
特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。
影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。
工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。
2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值上评价土的工程性质。
不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。
曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。
评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu<5，级配不良。
（2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。
3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。
天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。
饱和重度>天然重度>干重度>浮重度4土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。
直测指标：密度、含水量、相对密度。
换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度。
当已知相对密度ds时令Vs=1，当已知天然密度时令V=1，如若两者都已知，设V=1或Vs=1都行6无黏性土和黏性土在矿物组成、土的结构、物理状态及分类方法诸方面有何重要区别？分类方法区别：无黏性土靠密实度划分，而黏性土靠液性指数划分。
土力学第四版习题及答案
土力学第四版习题及答案土力学是土木工程中的一门重要学科，主要研究土体的力学性质和行为规律。
为了帮助学习者更好地掌握土力学的知识，土力学第四版提供了丰富的习题和答案。
本文将介绍一些典型的习题及其答案，以帮助读者更好地理解土力学的理论和应用。
1. 弹性模量计算题题目：某种土壤的体积模量为200MPa，孔隙比为0.5。
求该土壤的弹性模量。
解答：根据弹性模量与体积模量的关系，弹性模量E可以通过以下公式计算：E = 2G(1 + ν)其中，G为剪切模量，ν为泊松比。
由于题目未给出G和ν的数值，我们可以假设G为100MPa，ν为0.3。
代入公式计算可得：E = 2 × 100(1 + 0.3) = 260MPa因此，该土壤的弹性模量为260MPa。
2. 应力变形计算题题目：一根长为10m的桩在土体中受到垂直荷载，桩的直径为0.5m。
已知土体的弹性模量为100MPa，泊松比为0.3。
求桩顶和桩底的应力变形情况。
解答：根据弹性力学理论，桩顶和桩底的应力可以通过以下公式计算：σ = q / A其中，q为作用在桩上的荷载，A为桩的横截面积。
根据题目的描述，桩顶和桩底的荷载分别为10kN和100kN，代入公式计算可得：桩顶应力：σ1 = 10kN / (π × (0.25m)^2) ≈ 509.3kPa桩底应力：σ2 = 100kN / (π × (0.25m)^2) ≈ 5093kPa3. 孔隙水压力计算题题目：一堆土体中的孔隙水压力为100kPa，孔隙比为0.4。
求该土体的饱和度和有效应力。
解答：根据孔隙水压力与饱和度的关系，可以通过以下公式计算饱和度S：S = u / (γw × H)其中，u为孔隙水压力，γw为水的密度，H为土体的高度。
根据题目的描述，假设土体的高度为10m，代入公式计算可得：S = 100kPa / (9.81kN/m^3 × 10m) ≈ 0.102因此，该土体的饱和度为10.2%。
大学土力学试题及答案
第1章土的物理性质与工程分类一．填空题1. 颗粒级配曲线越平缓，不匀称系数越大丁颗粒级配越好。
为获得较大密实度，应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料。
2. 粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大，亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越多，粘土的塑性指标越大3. 塑性指标I P=w L-w p,它表明粘性土处千可塑状态时含水量的变更范围，它综合反映了粘性、可塑性等因素。
因此《规范》规定：10</p�17为粉质粘土，I P>17为粘土。
4. 对无粘性土，工程性质影响最大的是土的密实度，』二桯上用指标e、D来衡量。
5. 在粘性土的物理指标中，对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数I p o6. 确定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度，它是用指标D来衡量。
7. 粘性土的液性指标I= w-w，它的正负、大小表征了粘性土的WL -W P软硬状态，《规范》按L酱毡甡土』堕犬篮望U公为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
8. 岩石按风化程度划分为微呆化-中等风化、强风化。
9. 岩石按坚实程度划分为硬质岩石亡包括花岗岩、石灰岩等亡车炉贡岩石，包括页岩、泥岩等。
10. 某砂层自然饱和重度Y s ai= 20 kN/m3, 土粒比重G s= 2.68, 并测得该砂土的最大干重度Y dma x=17.l kN/m3, 最小干重度Y dmin= 15.4 kN/m3, 则自然孔隙比e为0.68,最大孔隙比e max=O.74, 最小孔隙比e min= 0. 57。
11. 砂粒粒径范围是0.075"'2mm, 砂土是指大千2mm粒径累计含噩不超过全重50%,而大千0.075mm粒径累计含量超过全重50%。
12.亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子简洁进入晶胞之间，而发生膨胀。
二问答题1. 概述土的三相比例指标与土的工程性质的关系？答：三相组成的性质，特殊是固体颗粒的性质，干脆影响土的工程特性。
土力学计算题
第一部分 土的物理性质1、一粘土试样，体积为29cm 3，湿土重力为0.5N ，ω＝40％，γs ＝27×10-3N/ cm 3。
求土样饱和度S r ，孔隙比e ，孔隙率n 。
2、某饱和土样，其含水量ω=40%，液限ωL =42%，塑限ωp =20%，土体容重γ=18.2kN/m 3，求I L 、I p 、e 与土粒比重G s 各为多少？3、试证明以下关系式：1sd eγγ=+ 。
4、试证明以下关系式：(1)s r w n S nωγγ-=。
5、某饱和土体积为97cm 3，土的重力为1.98N ，土烘干后重力为1.64N ，求ω、γs 、e 及γd 。
6、一击实试验土样为1000cm 3，测得其密度ρ＝1.95g/cm 3，含水量ω=18%，如拌制ω=20%的土样，需加多少水？7、有一块体积为60 cm 3的原状土样，重1.05 N, 烘干后0.85 N 。
已知土粒比重（相对密度）s G =2.67。
求土的天然重度γ、天然含水量ω、孔隙比e 及饱和度S r 。
8、已知某粘性土的液限为42％，塑限为22％，土粒密度γs 为27.5，饱和度为0.9，孔隙比为1.6，试计算塑性指数、液性指数并确定粘性土的状态。
9、一体积为50cm 3的土样，湿土质量为90g ，烘干后质量为68g ，土粒比重(相对密度)s G ＝2.69，求其孔隙比？若将土样压密，使其干密度达到1.61g/cm 3，土样孔隙比将减少多少？10、 用土粒比重s G ＝2.7，天然孔隙比为0.9的某原状土开挖后运到另处作路基填料，填筑干密度要求达到1.65 g/cm 3，试求填筑1m 3的土需要挖方多少体积？11、 已知某地基土试样有关数据如下：①天然重度γ＝18.4kN/m 3，干重度γd ＝13.2kN/m 3；②液限试验，取湿土14.5g ，烘干后重10.3g ；③搓条试验：取湿土条5.2g ，烘干后重4.1g ，试确定土的天然含水量，塑性指数和液性指数？12、某一取自地下的试样，用环刀法测定其密度。
(完整版)岩石力学计算题
第2章 岩石物理力学性质例：某岩样试件，测得密度为1。
9kg/cm3,比重为2.69，含水量为29％.试求该岩样的孔隙比、孔隙率、饱和度和干容量.解：孔隙比:83.019.1)29.01(69.21)1(=-+=-+∆=γωεd v孔隙度:%3.45%10083.0183.0%1001=⨯+=⨯+=v v n εε 饱和度：%9483.0%2969.2=⨯==εωG S r 干容重：)/(47.183.0169.213cm g d =+=+∆=εγ 例 某岩石通过三轴试验，求得其剪切强度c=10MPa ，φ=45°，试计算该岩石的单轴抗压强度和单轴抗拉强度.解:由例 大理岩的抗剪强度试验，当σ1n=6MPa, σ2n=10MPa ，τ1n=19.2MPa, τ2n=22MPa 。
该岩石作三轴抗压强度试验时，当σa=0,则Rc=100MPa.求侧压力 σa=6MPa 时，其三轴抗压强度等于多少？解：（1）计算内摩擦角φφστtg C n n 11+= （1) φστtg C n n 22+= （2）联立求解： 021212219.20.735106n n n n tg ττφφσσ--===⇒=--(2）计算系数K ：7.335sin 135sin 1sin 1sin 10=-+=-+=φφK（3）计算三轴抗压强度： 0100 3.7612.22C a S S K MPa σ=+=+⨯=第3章 岩石本构关系与强度理论例：已知岩石的应力状态如图,并已知岩石的内聚力为4MPa ，内摩擦角为35°。
求： （1）各单元体莫尔应力圆,主应力大小和方向； （2）用莫尔库仑理论判断，岩石是否发生破坏解：（1）A 单元：主应力大小：122223 5.00 5.00 5.0()()002222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+= 方向：与x σ的夹角20tan 200 5.0xyx yτθσσ===--，0θ=︒莫尔应力图:圆心:135.002.522σσ++==半径：13 5.002.522σσ--==B 单元：主应力大小：122223 4.00000()() 4.0 4.02222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=- 方向：与x σ的夹角2 4.0tan 20xyx yτθσσ===∞-，45θ=︒ 莫尔应力图：圆心:134.0 4.0022σσ+-==半径：13 4.0( 4.0)4.022σσ---==C 单元：主应力大小：122223 5.705.00 5.00()() 2.00.702222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=-方向：与x σ的夹角22 2.0tan 20.85.00xyx yτθσσ⨯===--莫尔应力图：圆心：135.70.72.522σσ+-==半径：13 5.7(0.7)3.222σσ---==D 单元： 主应力大小:122223 6.06.0 6.0 6.0 6.0()()0 6.02222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+=方向：与x σ的夹角20tan 206.0 6.0xyx yτθσσ===--，0θ=︒莫尔应力图：圆心：136.0 6.06.022σσ++==半径:13 6.0 6.0022σσ--==E 单元：主应力大小：12222310.9110.0 1.010.0 1.0()() 3.00.092222x y x y xy MPa σσσσστσ+-+-=±+=±+= 方向：与x σ的夹角22 3.0tan 20.6710.0 1.0xyx yτθσσ⨯===--莫尔应力图：圆心：1310.910.095.522σσ++==半径：1310.910.095.4122σσ--==A 岩石单元体没有破坏，B 不存在正应力,存在切应力。
土力学计算题
第一部分 土的物理性质1、一粘土试样，体积为29cm 3，湿土重力为0.5N ，ω＝40％，γs ＝27×10-3N/ cm 3。
求土样饱和度S r ，孔隙比e ，孔隙率n 。
2、某饱和土样，其含水量ω=40%，液限ωL =42%，塑限ωp =20%，土体容重γ=18.2kN/m 3，求I L 、I p 、e 与土粒比重G s 各为多少？3、试证明以下关系式：1sd eγγ=+ 。
4、试证明以下关系式：(1)s r w n S nωγγ-=。
5、某饱和土体积为97cm 3，土的重力为1.98N ，土烘干后重力为1.64N ，求ω、γs 、e 及γd 。
6、一击实试验土样为1000cm 3，测得其密度ρ＝1.95g/cm 3，含水量ω=18%，如拌制ω=20%的土样，需加多少水？7、有一块体积为60 cm 3的原状土样，重1.05 N, 烘干后0.85 N 。
已知土粒比重（相对密度）s G =2.67。
求土的天然重度γ、天然含水量ω、孔隙比e 及饱和度S r 。
8、已知某粘性土的液限为42％，塑限为22％，土粒密度γs 为27.5，饱和度为0.9，孔隙比为1.6，试计算塑性指数、液性指数并确定粘性土的状态。
9、一体积为50cm 3的土样，湿土质量为90g ，烘干后质量为68g ，土粒比重(相对密度)s G ＝2.69，求其孔隙比？若将土样压密，使其干密度达到1.61g/cm 3，土样孔隙比将减少多少？10、 用土粒比重s G ＝2.7，天然孔隙比为0.9的某原状土开挖后运到另处作路基填料，填筑干密度要求达到1.65 g/cm 3，试求填筑1m 3的土需要挖方多少体积？11、 已知某地基土试样有关数据如下：①天然重度γ＝18.4kN/m 3，干重度γd ＝13.2kN/m 3；②液限试验，取湿土14.5g ，烘干后重10.3g ；③搓条试验：取湿土条5.2g ，烘干后重4.1g ，试确定土的天然含水量，塑性指数和液性指数？12、某一取自地下的试样，用环刀法测定其密度。
土在动荷载作用下的力学性质试题集
土在动荷载作用下的力学性质
一、填空题（每空2分，共10分）
1、用以研究土的压实特性的试验称。
2、粘性土的压实效果与、和有关。
3、压实填土施工质量是以来控制的。
4、在一定压实功能下，使土易于压实到最密状态的含水量，称为。
二、单项选择题（请将正确的答案，答案填在题中的括号中，共10分）
1、压实填土施工质量是以（）来控制的。
A.压实系数λc
B.干密度
C.最大干密度
D.天然密度
三、是非判断(每题1分，共10分)
1、粘性土的压实效果与含水量无关。
（）
2、无粘性土在饱和状态下易于压实。
（）
四、简答题（每题4分，共20分）
1、影响砂土液化的因素有哪些？
2、防止液化的措施有哪些？
五、计算题（共40分）
1、某粘性土的击实试验结果如下表：已知土的土粒相对密度d s=2.7，试绘出该土的击实曲线，并确
与最大干密度γ
定其最优含水量ω
3、某工程地基表层为素填土，厚度1.5m；第二层为粉土，厚4.5m，深3.5处N=8；第三层为粉砂，厚度3.2m，深度8.0m处N=9；第四层为细砂，厚度5.4m，深度11.0m处N=15；第五层为卵石。
地下水位深2.2m。
试判别当地震烈度为8度时地基是否发生液化？
24。
流体力学问答题
第一章流体及其物理性质1．试述流体的定义，以及它与固体的区别。
2．与气体有哪些共同的特性？它们各有什么不同的特性？试分别举例说明，在空气和水中相同与不同的一些流体力学现象。
3．何谓连续介质？引入连续介质模型的目的意义何在？4．流体的密度、比容以及相对密度之间有何关系？这三者的单位如何？5．流体的压缩性与膨胀性可以用哪些参量来描述？6．完全气体的状态方程是什么？请说明方程中每一个参量的意义。
7．何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？8．何谓流体的粘性？流体的粘度与流体的压强和温度的关系如何？9．流体的粘性力与固体的摩擦力有何本质区别？10．试述牛顿内摩擦定律，根据此定律说明，当实际流体处于静止或相对静止状态时，是否存在切向应力？11．何谓理想流体？引入理想流体模型的意义何在？12．试述表面张力的定义，及其产生表面张力的机理。
13．何谓附着力，何谓内聚力？试分析水和水银在毛细管中上升或下降的现象。
14．作用在流体上的力可以分为哪两种？第二章流体静力学1．试述流体静压强的两个重要特性。
2．静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？3．何谓流体的平衡状态与相对平衡状态？它们对应的平衡微分方程有何相同之处与不同之处？4．试写出欧拉平衡微分方程式，叙述该方程的适用范围以及方程中每一项的物理意义。
5．何谓质量力有势？试写出重力的势函数。
6．不可压缩流体处于平衡状态时，对作用在它上面的质量力有什么要求？7．试写出静止流体的压强差公式，并叙述其物理意义，此公式对于相对静止流体是否适用？8．试写出静止流体的等压面的微分方程式，此方程式对于相对静止流体是否适用？9．试述等压面的重要性质。
10．流体静力学的基本方程式的物理意义和几何意义各是什么？11．何谓绝对压强、计示压强与真空？它们之间有何关系？12．静压强的计量单位有哪几种？它们的换算关系如何？13．在一U型管中，盛有两种不相溶的、不同密度的液体，试问，在同一水平面上的液体压强是否相同？为什么？14．叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。
材料力学性能思考题
填空：1．影响材料弹性模数的因素有、、、、、等。
2．提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的，或降低。
3．退火态和高温回火态的金属都有包申格效应，因此包申格效应是具有的普遍现象。
4．金属材料常见的塑性变形机理为晶体的和两种。
5．多晶体金属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在，其塑性变形更加复杂，主要有各晶粒变形的及各晶粒变形的的特点。
6．影响金属材料屈服强度的因素主要有、、、、等。
7．产生超塑性的条件是（1）；（2）；（3）。
8．材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为与；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为和；按照微观断裂机理分为和；按作用力的性质可分为和。
9.包申格效应：金属材料经过的塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力；，规定残余伸长应力的现象。
10．剪切断裂的两种主要形式为、和。
11．解理断口的基本微观特征为、和。
12．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由、和三个区域组成。
13．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为、和。
14.材料在受到应力作用时压力状态最硬，其分量为零，材料最易发生，适用于揭示塑性较好的金属材料的脆性倾向。
时，正应力分量较大，切应力分量较小，应力状态较硬。
一般用于塑性变形抗力与切断抗力较低的所谓塑性材料试验；时应力状态较软，材料易产生塑性变形，适用于在单向拉伸时容易发生脆断而不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料；材料的硬度试验属于状态，应力状态非常软，可在各种材料上进行。
15. 材料缺口敏感性除与材料本身性能、压力状态（加载方式）有关外，还与、、有关。
16. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，按加载方式基本上可以分为和两大类，在压入法中，根据加载速率的不同又分为和。
17. 国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为试样和试样，所测得的冲击吸收功分别用标记。
18. 影响材料低温脆性的因素有、、、、、等。
工程力学试题及答案
工程力学试题及答案一、选择题1. 工程力学是研究物体力学性质以及力的作用等内容的学科。
以下哪个不属于工程力学的内容？A) 动力学 B) 静力学 C) 电力学 D) 材料力学答案：C) 电力学2. 向外的作用力称为正向作用力，相反的称为反向作用力。
以下哪个不属于正向作用力？A) 拉力 B) 推力 C) 重力 D) 弹性力答案：C) 重力3. 在平衡状态下，物体所受合力和合力矩都为零。
以下哪个条件不属于平衡状态的条件？A) 合力为零 B) 合力矩为零 C) 速度为零 D) 加速度为零答案：D) 加速度为零4. 动力学研究物体受力作用下的运动情况。
以下哪个不属于动力学的内容？A) 速度 B) 位移 C) 质量 D) 面积答案：D) 面积5. 力的合成物理量是指由两个或多个力合成的结果的量。
以下哪个不属于力的合成物理量？A) 力的合力 B) 力的合力矩 C) 力的合速度 D) 力的合加速度答案：C) 力的合速度二、填空题1. 根据牛顿运动定律第一定律的原理，物体只有在受到外力作用时才会产生加速度，即F=ma中的______。
答案：a (加速度)2. 质点在匀变速直线运动中，每单位时间内的路程与时间的比值称为质点的______。
答案：速度3. 物体受到的合外力为零时，物体处于______状态。
答案：平衡4. 刚体绕固定轴的转动，受力矩的大小等于______乘以物体上的力臂。
答案：力5. 物体在受力作用下产生的质心加速度与作用在物体上的合外力成______。
答案：正比三、计算题1. 一个质点从静止开始沿直线做匀加速直线运动，它在3秒内的位移为12米，求它的加速度大小。
答案：已知：位移s = 12米，时间t = 3秒，初速度v0 = 0加速度a = ?根据运动学公式：s = v0t + (1/2)at^2代入已知数据：12 = 0*t + (1/2)*a*3^2化简方程：36 = (1/2)*a*9解方程得：a = 8 m/s^22. 一个质点以2 m/s^2 的加速度做匀变速直线运动，经过5秒后速度变为12 m/s，请计算这段时间内的位移。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四部分力学性质（问答题）（一）高弹性1.在橡胶下悬一砝码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？解：橡胶在张力（拉力）的作用下产生形变，主要是熵变化，即卷曲的大分子链在张力的作用下变得伸展，构象数减少。
熵减少是不稳定的状态，当加热时，有利于单键的内旋转，使之因构象数增加而卷曲，所以在保持外界不变时，升温会发生回缩现象。
2.橡胶高弹性的特点是什么？其弹性本质和普通固体物质有什么不一样？答：弹性模量小，形变量大；弹性模量随温度升高而升高；泊松比较大，接近0.5；形变过程有热效应，拉伸放热，回缩吸热；形变有时间依赖性即形变具有松弛特性。
由橡胶的热力学分析可知，橡胶形变后的张应力可以看成是由熵的变化和内能的变化两部分组成的，其中橡胶拉伸时内能几乎不变，而主要是熵的变化，即只有熵的变化对弹性体的弹性起主要贡献，因此具有熵弹性本质。
普弹性的本质是能弹性，即普弹形变由鍵长、鍵角的变化引起，造成体系的内能变化。
3.分别在尺寸相同的交联和未交联顺丁橡胶样条上悬挂一个质量相同的砝码，之后升高温度，两个橡胶条的长度如何变化？为什么？答：未交联的橡胶条将被继续拉长，长度增加；而交联的橡胶条则会回缩，长度减小。
因为未交联的橡胶，分子之间没有化学键连接，在外力作用下会产生分子间滑移而发生黏性流动，温度升高，分子运动速度加快，黏度减小，分子之间更容易产生黏性流动，因此形变增大，橡胶条伸长。
而交联的橡胶条由于分子之间有化学键连接，不能产生分子间的滑移，在外力作用下，由于网链的伸长而产生形变。
温度升高，分子链内各部分的热运动比较激烈，产生的回缩力也要增大，因此橡胶条回缩，长度减小。
4.为什么顺式聚丁二烯可以用作橡胶，而反式聚丁二烯却不能？答：室温下不能或不易结晶是聚合物具有高弹性的前提条件之一。
顺式聚丁二烯分子链的重复周期长，分子链对称性较差，分子链与分子链之间的距离较大，不容易结晶，因此常温下是一种弹性很好的橡胶。
而反式聚丁二烯分子链的对称性好，重复周期短，分子链结构更加归整，分子链间的距离也较小，常温下很容易结晶，在室温下是一种弹性很差的塑料。
5.今有B-S-B型、S-B-S型及S-I-S型、I-S-I型四种嵌段共聚物，问其中那两种可用作热塑性橡胶，为什么？（I代表异戊二烯）解：只有S-B-S和S-I-S两种嵌段共聚物可作热塑性橡胶，而其余两种不行。
因为前两种的软段在中间，软段的两端固定在玻璃态的聚苯乙烯中，相当于用化学键交联的橡胶，形成了对弹性有贡献的有效链——网链。
而余下两种软段在两端，硬段在中间。
软段的一端被固定玻璃态的聚苯乙烯中，相当于橡胶链的一端被固定在交联点上，另一端是自由活动的端链，而不是一个交联网。
由于端链对弹性没有贡献，所以，这样的嵌段共聚物不能作橡胶使用。
（二）粘弹性1.举例说明聚合物的蠕变、应力松弛、滞后及内耗，以及它们对高分子材料的使用存在的利弊。
答：蠕变就是指在一定温度和较小的恒定外力作用下，材料的形变时间随时间增加而逐渐增大的现象。
例如，软PVC丝悬挂一定重量的砝码，就会慢慢地伸长，解下砝码后，又会慢慢缩回去，这就是典型的蠕变现象。
对于工程塑料，要求蠕变越小越好，对于蠕变严重的材料，使用时需采取必要补救措施。
如硬PVC有良好的抗腐蚀性能，可用于加工化工管道、容器等设备，但它容易蠕变，使用时必须增加支架以防止蠕变。
PFTE是塑料中摩擦系数最小的，由于其蠕变现象严重，所以不能用作机械零件，但却是很好的密封材料。
应力松弛是在恒定温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。
应力松弛的存在对于材料的使用有时会带来不利的影响，例如用塑料绳捆扎物品，开始捆的很紧，时间长了，由于应力松弛，就会变得很松。
为了减小应力松弛，橡胶制品必需经过交联。
高分子材料在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象称为滞后。
高分子材料在交变应力作用下，由于形变落后于应力的变化，因此在每一个循环变化中都要消耗功，称为力学损耗，也称内耗。
例如行驶中的汽车轮胎会发热，其原因之一就是内耗。
研究高分子的力学损耗有重要的实际意义。
滞后现象所伴随的力学损耗，使一部分机械能转化为热能，此时材料会发热，从而加速橡胶制品的老化。
因此，对于在交变应力作用下进行工作的轮胎和传动带等橡胶制品来说，希望内耗越小越好，这样可以延长使用寿命。
但是，作为抗震、隔音的聚合物材料则要求具有较高的内耗。
（三）固体力学性能1.试讨论提高高分子材料抗张强度的途径。
答提高高分子材料抗张强度的途径有：（1）从高分子的结构入手：在主链引入芳杂环，增加分子之间的相互作用，交联，增大聚合物的相对分子质量等，都有利于提高抗张强度。
（2）对于结晶性的聚合物，提高结晶度可以提高抗张强度。
（3）通过取向。
（4）加入填料进行增强。
（5）与高抗张强度的其他聚合物共混。
2.提高高分子材料冲击强度的途径？提高聚合物冲击强度的途径主要有：提高聚合物的相对分子质量，取向，适度交联，增塑，共混等。
3.画出聚合物的典型应力—应变曲线，并在曲线上标出下列每一项：a．抗张强度；b伸长率；c．屈服点，d．模量．解：σε4. 说明下列不同聚合物的应力—应变曲线的基本类型，并列举具有代表性聚合物．（1）软而弱，例如聚合物凝胶（2）硬而脆，例如PS ，PMMA ，固化酚醛树脂（3）硬而强，例如硬PVC 和PS 共混体，硬PVC （4）软而韧，例如橡皮，增塑的PVC ，PE ，PTFE （5）硬而韧，尼龙，醋酸纤维素，PC ，PP5.研究玻璃态高聚物的大形变常用什么实验方法，说明高聚物中两种断裂类型的特点并画出两种断裂的典型应力—应变曲线．解：研究玻璃态高聚物的大形变常用拉力机对高聚物样品进行拉伸实验。
高聚物的破坏有两种形式，脆性断裂和韧性断裂。
脆和韧是借助日常生活用语，只能根据应力-应变曲线和断面的外貌来区分。
若深入研究，二者有以下不同：（1）韧性断裂特点：断裂前对应塑性；沿长度方向的形变不均匀，过屈服点后出现细颈；断裂伸长（）较大；断裂时有推迟形变；应力与应变呈非线性，断裂耗能大；断裂面粗b 糙，一般有外延形变；断裂发生在屈服点后，一般由剪切分量引起；对应的分子运动机理是链段的运动。
（2）脆性断裂：断裂前对应弹性；沿长度方向形变均匀，断裂伸长率一般小于5％；断裂时无推迟形变，应力-应变曲线近线性，断裂能耗小；断裂面平滑；断裂发生在屈服点前；一般由拉伸分量引起的；对应的分子机理是化学键的破坏。
脆性断裂与韧性断裂的应力-应（2）（1）（4）（5）脆化断裂εσεσ韧性断裂（3）变曲线见上图。
6.下列几种高聚物的冲击性能如何？如何解释？（<）T g T （1）聚异丁烯；（2）聚苯乙烯；（3）聚苯醚；（4）聚碳酸酯；（5）ABS ；（6）聚乙烯。
解：（1）聚异丁烯：在<时，冲击性能不好。
这是因为聚异丁烯是柔性链，链段活动T g T 容易，彼此间通过链段的调整形成紧密堆积，自由体积少。
（2）聚苯乙烯：因主链挂上体积庞大的侧基苯环，使之成为难以改变构象的刚性链，使得冲击性能不好，为典型的脆性聚合物。
（3）聚苯醚：链节为，因主链含有刚性的苯环，故为难以改变构象的刚性链，冲击性能不好。
（4）聚碳酸酯：链节为，由于主链中在-120℃可产生局部模式运动，称之为转变。
在<时，由于外力作用，转变吸收冲击能，βT g T β使聚合物上的能量得以分散，因此冲击能好，在常温下可进行冷片冲压成型，即常温塑性加工。
（5）ABS ：聚苯乙烯很脆，引进A （丙烯腈单体）后使其抗张强度和冲击强度得到提高，再引进B （丁二烯单体），进行接枝共聚，使其冲击强度大幅度提高。
因ABS 具有多相结构，枝化的聚丁二烯相当于橡胶微粒分散在连续的塑料相中，相当于大量的应力集中物，当材料受到冲击时，它们可以引发大量的裂纹，从而能吸收大量的冲击能，所以冲击性能好。
（6）聚乙烯：由于聚乙烯链节结构极为规整和对称，体积又小，所以聚乙烯非常容易结晶，而且结晶度比较高。
由于结晶限制了链段的运动，使之柔性不能表现出来，所以冲击性能不好。
高压聚乙烯由于支化多，破坏了链的规整性，结晶度低些，冲击性能稍好些。
第四部分 力学性质（计算题）1.一橡胶试样在25℃，应力为1.5×106N/㎡时的伸长比为2.5，试计算：（1）每立方厘米中的网络数目，假定橡胶为理想网络；（2）在25℃伸长比为1.5时所需的应力；（3）在100℃伸长比为2.5时所需的应力。
解：橡胶的状态方程为1(20λλσ-=kT N （1）已知T ＝25℃＝298.15K ，σ＝1.5*106N/m 2，λ＝2.5326223-62010*558.1)5.215.2(*15.298*10*1.3810*1.5)1(-=-=-=m kT N λλσ32010*558.1-=cm （2）当T ＝25℃＝298.15K ，λ＝1.5时＝6.76*105N/m 21(20λλσ-=kT N )5.115.1(*15.298*10*38.1*10*558.122326-=-(3)当T ＝100℃＝373.15K ，λ＝2.5时＝1.88*106N/m 21(20λλσ-=kT N )5.215.2(*15.298*10*38.1*10*558.122326-=-2. 已知丁苯橡胶未交联时数均分子量=3×104, 交联后当=104时,问在低拉伸倍率n M c M （）下的杨氏模量为多大? 又当=5×103时杨氏模量为多大? 设拉伸均在298K 下1→λc M 进行, 此时SBR 的密度.32109-⋅⨯=m kg ρ解: 由211(2nccM M M RT--=λλρσ拉伸(杨氏)模量)21)(21(3ncc M M M RT E -+=∂∂=λρλσ由题意低拉伸率下,即1→λ即1031021(108.91029831.81093443421⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-E 241027.2-⋅⨯=mkg )10310521(108.910529831.81093433322⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-E 241009.9-⋅⨯=mkg 3.一交联橡胶试片，长2.8cm ，宽1.0cm ，厚0.2cm ，重0.518g ，于25℃时将它拉伸一倍，测定张力为1.0公斤，估算试样的网链的平均相对分子质量。
解：由橡胶状态方程21c RT M ρσλλ⎛⎫=-⎪⎝⎭21c RT M ρλσλ⎛⎫=- ⎪⎝⎭∵ 5241 4.9100.2110f kg m A σ-===⨯⨯⨯3360.518109250.21 2.810W kg m V ρ--⨯===⨯⨯⨯Kmol cm g k mol J R ⋅⋅⨯=⋅=41048.8/314.8∴(或通过牛顿转化得来)4.将某种硫化天然橡胶在300K 进行拉伸，当伸长一倍时的拉力为7.25×105N·m -2，拉伸过程中试样的泊松比为0.5，根据橡胶弹性理论计算： (1)10-6m 3体积中的网链数N;(2)初始弹性模量E 0和剪切模量G 0 ;(3)拉伸时每10-6m 3体积的试样放出的热量?解：（1）根据橡胶状态方程21NkT σλλ⎛⎫=-⎪⎝⎭已知玻兹曼常数 231.3810k J K-=⨯，527.2510N m σ=⨯2,300T Kλ==︒∴()52317.2510 1.381030024N -⎡⎤=⨯÷⨯⨯⨯-⎣⎦=1×1026 个网链/m 3（2）剪切模量 21G NkT σλλ⎛⎫==÷- ⎪⎝⎭()5217.251024N m =⨯÷-524.1410N m =⨯（3）拉伸模量 ()21E G ν=+∵ ν＝0.5∴ 623 1.2410E G N m==⨯（4）， Q T S =∆21232S Nk λλ⎛⎫∆=-+- ⎪⎝⎭∴21232Q NkT λλ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭ 代入N ，k ，T ，λ的数值，得（负值表明为放热）734.1410Q J m --=-⨯⋅5.一块理想弹性体，其密度为9.5×102 kg·cm -3，起始平均相对分子质量为105，交联后网链相对分子质量为5×103，若无其它交联缺陷，只考虑链末端校正．试计算它在室温(300K)时的剪切模量。