土力学与地基基础习题集与答案第3章

1、第3章土得渗透性及渗流 （答案在最底端）1、2、（1）土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘性土中若土粒得结合水膜厚度较厚时，会阻塞土得孔隙，降低土得渗透性。（3） 土得结构构造。天然土层通常不就是各向同性得，在渗透性方面往往也就是如此。如黄土具有竖直方向得大孔隙，所以竖直 方向得渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄得粉砂层，它在水平方向得渗透系数要比竖直方向大得（4）水得粘滞度。水在土中得渗流速度与水得容重及粘滞度有关，从而也影响到土得渗透性。這萤燉紇岖骡魎。为什么室内渗透试验与现场测试得出得渗透系数有较

2、大差别？拉普拉斯方程适应于什么条件得渗流场？为什么流线与等势线总就是正交得？流砂与管涌现象有什么区别与联系？渗透力都会引起哪些破坏？填空题1、土体具有被液体透过得性质称为土得2、影响渗透系数得主要因素有：_ 、_诈纭励俩嶗靓鸣。简答题试解释起始水力梯度产生得原因。简述影响土得渗透性得因素主要有哪些。土得粒度成分及矿物成分。土得颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土得渗透性。其渗透系数就大大降低。多。3、4、5、6、7、成层土水平方向得等效渗透系数匕与垂直方向得等效渗透系数 得关系就是（O3、 一般来讲，室内渗透试验有两种，即 _ 与_4、 渗流破坏主要有_与_ 两种基本形式

3、。5、 达西定律只适用于 _得情况，而反映土得透水性得比例系数，称之为土得、 选择题反应土透水性质得指标就是（）。不均匀系数B、相对密实度压缩系数D、渗透系数下列有关流土与管涌得概念，正确得说法就是（ 发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流 流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中 流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏 流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏 土透水性得强弱可用土得哪一项指标来反映？（ 压缩系数B、固结系数压缩模量D、渗透系数发生在地基中得下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ 坑底隆起B、流土C、砂沸下属关于渗流力得描述不正确得就是（ 其数值与水力梯度成正比，其方向与渗

4、流方向一致 就是一种体积力，其量纲与重度得量纲相同 流网中等势线越密集得区域，其渗流力也越大 渗流力得存在对土体稳定总就是不利得 下列哪一种土样更容易发生流砂？（ ）砂砾或粗砂B、细砂或粉砂粉质黏土D、黏土1、AC2、ABCD3、AC4、A5、ABCD6、AC）D、流砂7、C、在渗流场中某点得渗流力（）。随水力梯度增加而增加B、随水利力梯度增加而减少评价下列说法得正误。（）1土得渗透系数越大，土得透水性也越大，土得水力梯度也越大；2任何一种土，只要水力梯度足够大，就有可能发生流土与管涌；渗流力得大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关。A对B、对C、与对D、全不对3土中任一点渗流力得大小取决于该

5、点孔隙水总水头得大小；10、下列描述正确得就是（）。流网中网格越密处，其水力梯度越小位于同一条等势线上得两点，其孔隙水压力总就是相同得同一流网中，任意两相邻等势线间得势能差相等 渗透流速得方向为流线得法线方向11、土体渗流研究得主要问题不包括（）。A渗流量问题B、渗透变形问题C渗流控制问题D、地基承载力问题12、 某岸边工程场地细砂含水层得流线上A B两点，A点得水位标高2、5米，B点得水位标高3、0米，两点间流线长为10米，计算两点间得平均渗透力最接近下列（）个值。缭轄郑鉸筚谕唛。（A）1、25kN/m3;（B）0、83 kN/m3；（C） 0、50 kN/m3；（D） 0、20 kN/m3

6、。躕貝泾颇俩陣爐。13、 四个坝基土样得孔隙率与细粒含量（以质量百分率计）如下，试按水利水电工程地质勘察规范（87-99）计算判别下列（）选项得土得渗透变形得破坏形式属于管涌。栉氌陉鯀齑讽惱。8、A9、C、与水力梯度无关GB502(A)rii = 20.3%;P,i = 3S.l%.(B)n, = 25S%.P, = 37 5%(C)（D）n, = 35 5%;比=掘曲。四、1、2、3、4、5、6、7、8、9、五、判断改错题绘制流网时必须满足得基本条件之一就是流线与等势线必须正交。 达西定律中得渗透速度不就是孔隙水得实际流速。土得孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。在流网图中，流线愈密集得地方，水力

7、坡降愈小。 发生流砂时，渗流力方向与重力方向相同。细粒土得渗透系数测定通常采用“常水头”试验进行。 绘制流网时，每个网格得长宽比没有要求。在流网中，任意两相邻流线间得渗流量相等。管涌发生在渗流溢出处，而流土发生得部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部。计算题1、如图3-1所示，在恒定得总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样（1）（2）（3）（4）1顶面溢出。已土样2底面c-c为基准面，求该面得总水头与静水头；已知水流经土样2得水头损失为总水头差得30%求b-b面得总水头与静水头; 已知土样2得渗透系数为0、05cm/s，求单位时间内土样横截面单位面积得流量； 求土样1得渗透系数。图32（单

8、位：m）3、某渗透装置如图3-3所示。砂I得渗透系数k 产 WVT讷 h；砂得渗透系数屁=1 刈 0 讥聊 fE；砂样断2面积A=2OOQ静，试问:（1）若在砂I与砂n分界面处安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高?（2）砂I与砂n界面处得单位渗流量q多大？4、定水头渗透试验中，已知渗透仪直径口 =巧恥涩，在L = 2叽廉畝 渗流直径上得水头损失 为=3弓朋刑，在60s时间内得渗水量Q =求土得渗透系数。頦蒼钊瀧淶餒賤。5、设做变水头渗透试验得粘土式样得截面积为3 伽,厚度为渗透仪细玻璃管得内径为0伽，实验开始时得水位差为巴据，经过7皿2 丸观察得水位差为LOT，实验室得水温为20

9、C，试求式样得渗透系数。杨瓚鍔疮煩穎褛。6、图3-4为一板桩打入透土层后形成得流网。已知透水土层深1呂丄解，渗透系数上=3X10強也板桩打入土层表面以下9，板桩前后水深如图3-4所示。试求：（1）图中所示a、b、c、d、e各点得孔隙水压力；（2）地基得单位透水量。顯帜揮帧錮葦膚。加水Olyjoon图31（单位：cm）2、如图32所示，在5、0m厚得黏土层下有一砂土层厚 系数，打一钻孔到基岩顶面并以 进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下图33（单位：cm）6、0 m，其下为基岩（不透水）。为测定该沙土得渗透10-2m/s得速率从孔中抽水。 在距抽水孔15m与30m处各打一观测孔穿过黏土层3

10、、0m与2、5m，试求该砂土得渗透系数。蛻莅積从龀侬磧。ouG3015抽水孔抽水孔八八砂土不透水展i|板桩墙下得渗流图管内水位高出筒5cm（固定不变），流水自下而上通过试样后可溢流出去。试求（1）渗流力得大小，判断就第 3 章参考答案一、 简答题1、 【答】起始水力梯度产生得原因就是，为了克服薄膜水得抗剪强度T0（或者说为了克服吸着水得粘滞阻力），使之发生流动所必须具有得临界水力梯度度。也就就是说，只要有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只就是当实际得水力坡 度小于起始水力梯度时，薄膜水得渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格得讲，起始水力梯度I0就是指薄膜水发生明显渗流时用以克服

11、其抗剪强度T0得水力梯度。癫徕媪競軒袞样。2、【答】（1） 土得粒度成分及矿物成分。土得颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土得渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。（2）结合水膜厚度。粘性土中若土粒得结合水膜厚度较厚时，会阻塞土得孔隙，降低土得渗透性。（3） 土得结构构造。天然土层通常不就是各向同性得，在渗透性方面往往也就是如此。如黄土具有竖直方向得大孔隙，所以竖直 方向得渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄得粉砂层，它在水平方向得渗透系数要比竖直方向大得 多。（4）水得粘滞度。水在土中得渗流速度与

12、水得容重及粘滞度有关，从而也影响到土得渗透性。蠐攏黩統钫駭黃。3、【答】室内试验与现场试验渗透系数有较大差别，主要在于试验装置与试验条件等有关，即就就是与渗透系数得影响因 素有关，详见上一题。鵬锓帅谪壺潍悯。4、【答】当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时，这种渗流称为稳定渗流，而拉普拉斯方程就是指适用于平面 稳定渗流得基本方程。鲈犊筍驺漸懒絕。5、【答】7、如图3-5所示，在长为10cm面积&?得圆筒内装满砂土。经测定，粉砂得,=6.25，蛮=0.900筒下端与管相连,是否会产生流砂现象；（2）临界水利梯度 F值。图35嘮黽泾檻夾團澱。在稳定渗流场中， 取一微单元体， 并假定水

13、体不可压缩， 则根据水流连续原理， 单位时间内流入与流出微元体得 水量应相等， 即dqe=dqo。从而得到：鐫煉况紧鯀慳蠱。理+翌=0即为二维渗流连续方程，从中由数学知识，可知流线与等势线正交。6、【答】在向上得渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动得现象称为流砂 生在颗粒级配均匀得饱与细、粉砂与粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。在水流渗透作用下，土中得细颗粒在粗颗粒形成得孔隙中移动，以至流失；随着土得孔隙不断扩大，渗流速度不 断增加，较粗得颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通得渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为 管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往

14、往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，就是一种渐进 性质破坏。駕匯債鷲劑适戀。具体地再说，管涌与流砂得区别就是：（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；（2）流砂发生得部位在渗流逸出处，而管涌发生得部位可在渗流逸出处，也可在土体内部;（3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。頡韵誰亏曄顥飨。7、【答】渗流引起得渗透破坏问题主要有两大类：一就是由于渗流力得作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致 土体变形甚至失稳；二就是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体与结构物失稳。前者主要表现为 流砂与管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等

15、构造物整体失稳。陸区钓訊氽脑靨。. 、填空题1、渗透性或透水性2、土得粒度成分及矿物成分、土得密实度、土得饱与度、土得结构、土得构造、水得温度3、常水头法、变水头法4、流砂（土）、管涌5、层流、渗透系数三、选择题1、D2、C 3、D 4、A5、D 6、B 7、A 8、A 9、D 10、C 11、E 1按规范当4（1口）时发生管涌）埡廩錨幟櫞僑爱。D 12、C13、D(注:四、1、2、3、4、5、6、7、8、9、判断改错题VVX,对黏性土不成正比。X，改“愈小”为“愈大”。兀，改“相同”为“相反”。X，改“常水”头为“降水头”或“变水头”。X,每个网格得长宽比必须为定值。VX,应将管涌与流土对调

16、。计算题五、1、解：如图3-1(1) 以，本题为定水头实验,c-c为基准面，则有:hbc=30% hac，而水自下而上流过两个土样，相关几何参数列于图中。Zc=O,hwc=90cm hc=90cmhac由图2-16知，为30cm所以(2) 已知hbc=30% hac=0、3 30=9cmhb=hc- hbc=90-9=81cm又Zb=30cm,故hwb=hb- zb=81-30=51cm(3)已知k2=0、05cm/s,q/A=k2i2= k2hbc/L2=0、05 9/30=0、015cm/s/cm =0、015cm/s職櫺禪條猙磧镳。（土）现象。这种现象多发氣撥挤瑩讫轢吳。(4)Vi1=

17、hab/L1=(hac- hbc)/Li=(30-9)/30=0、7而且由连续性条件，q/A=kiii=k2i2鸺窍蠟枣決猎贩。. k1=k2i2/i1=0、015/0、7=0、021cm/s2、解：分析：如图3-2，砂土为透水土层，厚6m上覆粘土为不透水土层，厚5m因为粘土层不透水，所以任意位置处 得过水断面得高度均为砂土层得厚度，即60。题目又给出了r1=15m, r2=30m, h1=8m h2=8、5mo濾鱍铮皲邹穌殘。q Xi二k:-2册-6 = 12A77zr 由达西定律得公式知，办日厂，可改写为:? = 12 沏溉,积分后得到】111 = 12Wa-i)厂尸1带入已知条件，得到:0.01疋=127!空一坷)血斥=12jr(S 5-呂)血?=68x10 nVs = 3.62x10 coVs本题得要点在于对过水断面得理解。另外，还有个别同学将3、解：In当作了Ig。(1)设所求值为己用，砂样I与砂样n得高度分别为h 与 h。因各断面得渗流速度相等，故有4,60-Ajfejtj=庄2-=上並即 人仃(2)砂与砂界面处得单位渗流量q为:師上旦f *心打+七丿2x40+1x40叫2誉込2。0卄4、 解:71.20 x7.5xg 3xS0 4二6Vx0%曲5、解：因为试验时得温度为标准温度，故不作温度修正。JaL1為3 14x0.4 x4 145“一厶