土力学习题课1学习教案

1、土力学习题课土力学习题课1第一页，共19页。2第一第一(dy)(dy)、二章：习题讨论课、二章：习题讨论课主要内容主要内容(nirng)(nirng)： 习题讨论习题讨论 小测验小测验 方法讨论方法讨论 概念及难点概念及难点三相草图法三相草图法水头分布水头分布(fnb)(fnb)计算方法计算方法流土发生位置流土发生位置 作业中的作业中的问题评述问题评述 流网流网法法 达西定律达西定律 知识串讲及讨论知识串讲及讨论（ppt放到网上）放到网上）第1页/共19页第二页，共19页。3小测验小测验(cyn) 30分钟分钟第2页/共19页第三页，共19页。4方法及讨论方法及讨论(toln) (toln)

2、三相草图法三相草图法 三三 相相 草草 图图九个物理量九个物理量: V Vv Vs Va Vw ms m w ma m物性指标是比物性指标是比例关系例关系: 可假可假设任一参数为设任一参数为1wavwasVVVVVVV wwwaawsVm0mmmmm 物理量关系物理量关系:空气空气水水固体固体ma=0mwmsm质量质量VaVwVsVvV体积体积三个独立变量三个独立变量(binling)，干土或饱和土二干土或饱和土二个独立变量个独立变量(binling)其它指标：其它指标：三相草图三相草图(cot)法计算法计算实验室实验室测定测定第3页/共19页第四页，共19页。5方法及讨论方法及讨论(toln

3、) (toln) 水头分布计算方法水头分布计算方法 在许多实际工程遇到在许多实际工程遇到(y do)的渗流问题中，可将其简化为一维渗的渗流问题中，可将其简化为一维渗流问题直接利用达西定律求解，有一些简单的规律：流问题直接利用达西定律求解，有一些简单的规律：由于是线性问题，在一个土层内，水压力和总水头呈线性分布由于是线性问题，在一个土层内，水压力和总水头呈线性分布流速、水力坡降和渗透力等在同一土层内为常数流速、水力坡降和渗透力等在同一土层内为常数在计算水头损失时，渗径和渗透系数之间可以相互转算，如增大在计算水头损失时，渗径和渗透系数之间可以相互转算，如增大渗透系数渗透系数n倍，同时相应延长渗径倍

4、，同时相应延长渗径n倍，计算结果不变倍，计算结果不变水头水头(shutu)分布计算方法分布计算方法第4页/共19页第五页，共19页。6方法及讨论方法及讨论(toln) (toln) 水头分布计算方法水头分布计算方法 板桩板桩基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相对相对(xingdu)透水层透水层基坑开挖中常遇到的基坑开挖中常遇到的上层滞水的情况上层滞水的情况画出作用在板桩墙上的画出作用在板桩墙上的水压力分布。水压力分布。如图中二土层的渗透性如图中二土层的渗透性对换则发生什么情况？对换则发生什么情况？基坑的渗流问题10m潜水位潜水位相对不透水层相对不透水层第5

5、页/共19页第六页，共19页。7方法及讨论方法及讨论 水头水头(shutu)(shutu)分布计算方法分布计算方法 基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相对相对(xingdu)透水层透水层基坑的渗流问题10m潜水位潜水位相对不相对不透水层透水层基准面基准面总水头总水头 位置水头位置水头 压力水头压力水头10100000第6页/共19页第七页，共19页。8方法及讨论方法及讨论(toln) (toln) 水头分布计算方水头分布计算方法法 板桩板桩基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相对相对(xingdu)透水层透水层潜水位潜水

6、位基坑开挖中常遇到的基坑开挖中常遇到的上层滞水的情况上层滞水的情况（多土层）（多土层）请画出土层中位置请画出土层中位置水头、压力水头和水头、压力水头和总水头的分布。总水头的分布。基坑的渗流问题k=2.510-6 m/s5m5m第7页/共19页第八页，共19页。9方法及讨论方法及讨论(toln) (toln) 水头分布计算方法水头分布计算方法 板桩板桩基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相对相对(xingdu)透水层透水层潜水位潜水位基坑的渗流问题k=2.510-6 m/s5m5m基准面基准面总水头总水头 位置水头位置水头 压力水头压力水头101000006.

7、6751.67第8页/共19页第九页，共19页。10方法及讨论方法及讨论 流土发生流土发生(fshng)(fshng)位置位置对图所示的单层土渗透试验，下列对图所示的单层土渗透试验，下列有关流土发生位置的说法有关流土发生位置的说法(shuf)哪个更准确？哪个更准确？流土发生位置(wi zhi)的判别h滤网滤网QA AB BC CD DE E1.流土是流土是在在向上向上的渗透作用下，的渗透作用下，表表层局部层局部范围内的土范围内的土体发生悬浮的体发生悬浮的现象现象，故图中流土发生的位置故图中流土发生的位置只能是只能是A A点点2.2.由于渗透力在土层中均匀分布，由于渗透力在土层中均匀分布，所以发

8、生流土时，会在所以发生流土时，会在A A、B B、C C、D D和和E E点同时发生点同时发生第9页/共19页第十页，共19页。11对图所示的双层土渗透试验，下列对图所示的双层土渗透试验，下列(xili)有关流土发生位置的说法是有关流土发生位置的说法是否正确？否正确？流土发生位置(wi zhi)的判别h土土2 2滤网滤网土土1 1QA AB BC CD DE E1.流土是在向上流土是在向上(xingshng)的的渗透作用下，表层局部范围内渗透作用下，表层局部范围内的土体发生悬浮的现象，故图的土体发生悬浮的现象，故图中流土发生的位置只能是中流土发生的位置只能是A点点2.由于渗透力在表层土层由于渗

9、透力在表层土层1中均匀中均匀分布，所以图中流土发生的位分布，所以图中流土发生的位置是置是A、B和和C点同时发生点同时发生方法及讨论方法及讨论 流土发生位置流土发生位置第10页/共19页第十一页，共19页。12流土发生(fshng)位置的判别h土土2 2滤网滤网土土1 1QA AB BC CD DE E对图所示的双层土渗透试验，对图所示的双层土渗透试验，试讨论试讨论(toln)下列情况下可能下列情况下可能发生流土的位置。发生流土的位置。1.渗透系数渗透系数 k1 k2 3.其它其它(qt)情况情况 方法及讨论方法及讨论 流土发生位置流土发生位置第11页/共19页第十二页，共19页。13流土发生(

10、fshng)位置的判别h土土2 2滤网滤网土土1 1QA AB BC CD DE E对图所示的双层土渗透试验，对图所示的双层土渗透试验，试讨论下列试讨论下列(xili)情况下可能情况下可能发生流土的位置。发生流土的位置。1.渗透系数渗透系数 k1 k2 (E)3.其它其它(qt)情况情况 (A、B、C）或）或（E）方法及讨论方法及讨论 流土发生位置流土发生位置第12页/共19页第十三页，共19页。14方法方法(fngf)(fngf)及讨论及讨论 流网流网 所得流网所得流网(liwng)为何为何为渗流问题的为渗流问题的解？解？l满足满足(mnz)(mnz)边界条边界条件件l流线和等势线正交流线和

11、等势线正交l流网中每一网格的边流网中每一网格的边长比为常数，通常取长比为常数，通常取为为1 1绘制流网绘制流网n流场中，流线和等势线（等水头线）组成的网格称为流场中，流线和等势线（等水头线）组成的网格称为流网流网第13页/共19页第十四页，共19页。15物物理理(wl)现现象象数数学学(shxu)描描述述几几何何(j h)表表示示 测管水头测管水头 流速流速流速为测管水流速为测管水头的梯度方向头的梯度方向 等势线等势线 流线流线等势线和流线等势线和流线正交正交 势函数势函数 流函数流函数均满足拉均满足拉氏方程氏方程渗流渗流方法及讨论方法及讨论 流网流网 第14页/共19页第十五页，共19页。1

12、6流网流网(liwng)及渗流及渗流问题的解问题的解l流线和等势流线和等势线正交线正交l流网中每一流网中每一网格的边长网格的边长比为常数，比为常数，通常取为通常取为1 10zx2222 流函数流函数0zx2222 势函数势函数画等值线，使画等值线，使和和为常数为常数(chngsh)画流网画流网(liwng)，为，为两函数的解两函数的解数学描述数学描述几何描述几何描述方法及讨论方法及讨论 流网流网 第15页/共19页第十六页，共19页。172. 2. 有一地下具有自由水面的渗流地层，其渗流为平面稳定有一地下具有自由水面的渗流地层，其渗流为平面稳定渗流，对图示的断面渗流，对图示的断面(dun mi

13、n)(dun min)，试判别图示的自由水面，试判别图示的自由水面形状那个正确形状那个正确, ,说明理由说明理由 。不透水层不透水层不透水层a) b) c)方法方法(fngf)(fngf)及讨论及讨论 达西定律达西定律第16页/共19页第十七页，共19页。18方法方法(fngf)(fngf)及讨论及讨论 达西定律达西定律1. 1. 有一地下有一地下(dxi)(dxi)承压渗流地层，其渗流为平面稳定渗承压渗流地层，其渗流为平面稳定渗流，对图示的断面，定性画出其水头分布曲线。流，对图示的断面，定性画出其水头分布曲线。ABCDEF承压水层承压水层相对相对(xingdu)不不透水层透水层相对不相对不透水层透水层相对不相对不透水层透水层OO第17页/共19页第十八页，共19页。19ABCDEF承压水层承