土力學(xué)習(xí)題課1學(xué)習(xí)教案

1、土力學(xué)習(xí)題課土力學(xué)習(xí)題課1第一頁(yè)，共19頁(yè)。2第一第一(dy)(dy)、二章：習(xí)題討論課、二章：習(xí)題討論課主要內(nèi)容主要內(nèi)容(nirng)(nirng)： 習(xí)題討論習(xí)題討論 小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn) 方法討論方法討論 概念及難點(diǎn)概念及難點(diǎn)三相草圖法三相草圖法水頭分布水頭分布(fnb)(fnb)計(jì)算方法計(jì)算方法流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置 作業(yè)中的作業(yè)中的問(wèn)題評(píng)述問(wèn)題評(píng)述 流網(wǎng)流網(wǎng)法法 達(dá)西定律達(dá)西定律 知識(shí)串講及討論知識(shí)串講及討論（ppt放到網(wǎng)上）放到網(wǎng)上）第1頁(yè)/共19頁(yè)第二頁(yè)，共19頁(yè)。3小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)(cyn) 30分鐘分鐘第2頁(yè)/共19頁(yè)第三頁(yè)，共19頁(yè)。4方法及討論方法及討論(toln) (toln)

2、三相草圖法三相草圖法 三三 相相 草草 圖圖九個(gè)物理量九個(gè)物理量: V Vv Vs Va Vw ms m w ma m物性指標(biāo)是比物性指標(biāo)是比例關(guān)系例關(guān)系: 可假可假設(shè)任一參數(shù)為設(shè)任一參數(shù)為1wavwasVVVVVVV wwwaawsVm0mmmmm 物理量關(guān)系物理量關(guān)系:空氣空氣水水固體固體ma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量VaVwVsVvV體積體積三個(gè)獨(dú)立變量三個(gè)獨(dú)立變量(binling)，干土或飽和土二干土或飽和土二個(gè)獨(dú)立變量個(gè)獨(dú)立變量(binling)其它指標(biāo)：其它指標(biāo)：三相草圖三相草圖(cot)法計(jì)算法計(jì)算實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室測(cè)定測(cè)定第3頁(yè)/共19頁(yè)第四頁(yè)，共19頁(yè)。5方法及討論方法及討論(toln

3、) (toln) 水頭分布計(jì)算方法水頭分布計(jì)算方法 在許多實(shí)際工程遇到在許多實(shí)際工程遇到(y do)的滲流問(wèn)題中，可將其簡(jiǎn)化為一維滲的滲流問(wèn)題中，可將其簡(jiǎn)化為一維滲流問(wèn)題直接利用達(dá)西定律求解，有一些簡(jiǎn)單的規(guī)律：流問(wèn)題直接利用達(dá)西定律求解，有一些簡(jiǎn)單的規(guī)律：由于是線性問(wèn)題，在一個(gè)土層內(nèi)，水壓力和總水頭呈線性分布由于是線性問(wèn)題，在一個(gè)土層內(nèi)，水壓力和總水頭呈線性分布流速、水力坡降和滲透力等在同一土層內(nèi)為常數(shù)流速、水力坡降和滲透力等在同一土層內(nèi)為常數(shù)在計(jì)算水頭損失時(shí)，滲徑和滲透系數(shù)之間可以相互轉(zhuǎn)算，如增大在計(jì)算水頭損失時(shí)，滲徑和滲透系數(shù)之間可以相互轉(zhuǎn)算，如增大滲透系數(shù)滲透系數(shù)n倍，同時(shí)相應(yīng)延長(zhǎng)滲徑倍

4、，同時(shí)相應(yīng)延長(zhǎng)滲徑n倍，計(jì)算結(jié)果不變倍，計(jì)算結(jié)果不變水頭水頭(shutu)分布計(jì)算方法分布計(jì)算方法第4頁(yè)/共19頁(yè)第五頁(yè)，共19頁(yè)。6方法及討論方法及討論(toln) (toln) 水頭分布計(jì)算方法水頭分布計(jì)算方法 板樁板樁基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)相對(duì)(xingdu)透水層透水層基坑開(kāi)挖中常遇到的基坑開(kāi)挖中常遇到的上層滯水的情況上層滯水的情況畫(huà)出作用在板樁墻上的畫(huà)出作用在板樁墻上的水壓力分布。水壓力分布。如圖中二土層的滲透性如圖中二土層的滲透性對(duì)換則發(fā)生什么情況？對(duì)換則發(fā)生什么情況？基坑的滲流問(wèn)題10m潛水位潛水位相對(duì)不透水層相對(duì)不透水層第5

5、頁(yè)/共19頁(yè)第六頁(yè)，共19頁(yè)。7方法及討論方法及討論 水頭水頭(shutu)(shutu)分布計(jì)算方法分布計(jì)算方法 基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)相對(duì)(xingdu)透水層透水層基坑的滲流問(wèn)題10m潛水位潛水位相對(duì)不相對(duì)不透水層透水層基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面總水頭總水頭 位置水頭位置水頭 壓力水頭壓力水頭10100000第6頁(yè)/共19頁(yè)第七頁(yè)，共19頁(yè)。8方法及討論方法及討論(toln) (toln) 水頭分布計(jì)算方水頭分布計(jì)算方法法 板樁板樁基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)相對(duì)(xingdu)透水層透水層潛水位潛水

6、位基坑開(kāi)挖中常遇到的基坑開(kāi)挖中常遇到的上層滯水的情況上層滯水的情況（多土層）（多土層）請(qǐng)畫(huà)出土層中位置請(qǐng)畫(huà)出土層中位置水頭、壓力水頭和水頭、壓力水頭和總水頭的分布。總水頭的分布?；拥臐B流問(wèn)題k=2.510-6 m/s5m5m第7頁(yè)/共19頁(yè)第八頁(yè)，共19頁(yè)。9方法及討論方法及討論(toln) (toln) 水頭分布計(jì)算方法水頭分布計(jì)算方法 板樁板樁基坑基坑(j kn)k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)相對(duì)(xingdu)透水層透水層潛水位潛水位基坑的滲流問(wèn)題k=2.510-6 m/s5m5m基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面總水頭總水頭 位置水頭位置水頭 壓力水頭壓力水頭101000006.

7、6751.67第8頁(yè)/共19頁(yè)第九頁(yè)，共19頁(yè)。10方法及討論方法及討論 流土發(fā)生流土發(fā)生(fshng)(fshng)位置位置對(duì)圖所示的單層土滲透試驗(yàn)，下列對(duì)圖所示的單層土滲透試驗(yàn)，下列有關(guān)流土發(fā)生位置的說(shuō)法有關(guān)流土發(fā)生位置的說(shuō)法(shuf)哪個(gè)更準(zhǔn)確？哪個(gè)更準(zhǔn)確？流土發(fā)生位置(wi zhi)的判別h濾網(wǎng)濾網(wǎng)QA AB BC CD DE E1.流土是流土是在在向上向上的滲透作用下，的滲透作用下，表表層局部層局部范圍內(nèi)的土范圍內(nèi)的土體發(fā)生懸浮的體發(fā)生懸浮的現(xiàn)象現(xiàn)象，故圖中流土發(fā)生的位置故圖中流土發(fā)生的位置只能是只能是A A點(diǎn)點(diǎn)2.2.由于滲透力在土層中均勻分布，由于滲透力在土層中均勻分布，所以發(fā)

8、生流土?xí)r，會(huì)在所以發(fā)生流土?xí)r，會(huì)在A A、B B、C C、D D和和E E點(diǎn)同時(shí)發(fā)生點(diǎn)同時(shí)發(fā)生第9頁(yè)/共19頁(yè)第十頁(yè)，共19頁(yè)。11對(duì)圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)，下列對(duì)圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)，下列(xili)有關(guān)流土發(fā)生位置的說(shuō)法是有關(guān)流土發(fā)生位置的說(shuō)法是否正確？否正確？流土發(fā)生位置(wi zhi)的判別h土土2 2濾網(wǎng)濾網(wǎng)土土1 1QA AB BC CD DE E1.流土是在向上流土是在向上(xingshng)的的滲透作用下，表層局部范圍內(nèi)滲透作用下，表層局部范圍內(nèi)的土體發(fā)生懸浮的現(xiàn)象，故圖的土體發(fā)生懸浮的現(xiàn)象，故圖中流土發(fā)生的位置只能是中流土發(fā)生的位置只能是A點(diǎn)點(diǎn)2.由于滲透力在表層土層由于滲

9、透力在表層土層1中均勻中均勻分布，所以圖中流土發(fā)生的位分布，所以圖中流土發(fā)生的位置是置是A、B和和C點(diǎn)同時(shí)發(fā)生點(diǎn)同時(shí)發(fā)生方法及討論方法及討論 流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置第10頁(yè)/共19頁(yè)第十一頁(yè)，共19頁(yè)。12流土發(fā)生(fshng)位置的判別h土土2 2濾網(wǎng)濾網(wǎng)土土1 1QA AB BC CD DE E對(duì)圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)，對(duì)圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)，試討論試討論(toln)下列情況下可能下列情況下可能發(fā)生流土的位置。發(fā)生流土的位置。1.滲透系數(shù)滲透系數(shù) k1 k2 3.其它其它(qt)情況情況 方法及討論方法及討論 流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置第11頁(yè)/共19頁(yè)第十二頁(yè)，共19頁(yè)。13流土發(fā)生(

10、fshng)位置的判別h土土2 2濾網(wǎng)濾網(wǎng)土土1 1QA AB BC CD DE E對(duì)圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)，對(duì)圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)，試討論下列試討論下列(xili)情況下可能情況下可能發(fā)生流土的位置。發(fā)生流土的位置。1.滲透系數(shù)滲透系數(shù) k1 k2 (E)3.其它其它(qt)情況情況 (A、B、C）或）或（E）方法及討論方法及討論 流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置第12頁(yè)/共19頁(yè)第十三頁(yè)，共19頁(yè)。14方法方法(fngf)(fngf)及討論及討論 流網(wǎng)流網(wǎng) 所得流網(wǎng)所得流網(wǎng)(liwng)為何為何為滲流問(wèn)題的為滲流問(wèn)題的解？解？l滿足滿足(mnz)(mnz)邊界條邊界條件件l流線和等勢(shì)線正交流線和

11、等勢(shì)線正交l流網(wǎng)中每一網(wǎng)格的邊流網(wǎng)中每一網(wǎng)格的邊長(zhǎng)比為常數(shù)，通常取長(zhǎng)比為常數(shù)，通常取為為1 1繪制流網(wǎng)繪制流網(wǎng)n流場(chǎng)中，流線和等勢(shì)線（等水頭線）組成的網(wǎng)格稱為流場(chǎng)中，流線和等勢(shì)線（等水頭線）組成的網(wǎng)格稱為流網(wǎng)流網(wǎng)第13頁(yè)/共19頁(yè)第十四頁(yè)，共19頁(yè)。15物物理理(wl)現(xiàn)現(xiàn)象象數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)(shxu)描描述述幾幾何何(j h)表表示示 測(cè)管水頭測(cè)管水頭 流速流速流速為測(cè)管水流速為測(cè)管水頭的梯度方向頭的梯度方向 等勢(shì)線等勢(shì)線 流線流線等勢(shì)線和流線等勢(shì)線和流線正交正交 勢(shì)函數(shù)勢(shì)函數(shù) 流函數(shù)流函數(shù)均滿足拉均滿足拉氏方程氏方程滲流滲流方法及討論方法及討論 流網(wǎng)流網(wǎng) 第14頁(yè)/共19頁(yè)第十五頁(yè)，共19頁(yè)。1

12、6流網(wǎng)流網(wǎng)(liwng)及滲流及滲流問(wèn)題的解問(wèn)題的解l流線和等勢(shì)流線和等勢(shì)線正交線正交l流網(wǎng)中每一流網(wǎng)中每一網(wǎng)格的邊長(zhǎng)網(wǎng)格的邊長(zhǎng)比為常數(shù)，比為常數(shù)，通常取為通常取為1 10zx2222 流函數(shù)流函數(shù)0zx2222 勢(shì)函數(shù)勢(shì)函數(shù)畫(huà)等值線，使畫(huà)等值線，使和和為常數(shù)為常數(shù)(chngsh)畫(huà)流網(wǎng)畫(huà)流網(wǎng)(liwng)，為，為兩函數(shù)的解兩函數(shù)的解數(shù)學(xué)描述數(shù)學(xué)描述幾何描述幾何描述方法及討論方法及討論 流網(wǎng)流網(wǎng) 第15頁(yè)/共19頁(yè)第十六頁(yè)，共19頁(yè)。172. 2. 有一地下具有自由水面的滲流地層，其滲流為平面穩(wěn)定有一地下具有自由水面的滲流地層，其滲流為平面穩(wěn)定滲流，對(duì)圖示的斷面滲流，對(duì)圖示的斷面(dun mi

13、n)(dun min)，試判別圖示的自由水面，試判別圖示的自由水面形狀那個(gè)正確形狀那個(gè)正確, ,說(shuō)明理由說(shuō)明理由 。不透水層不透水層不透水層a) b) c)方法方法(fngf)(fngf)及討論及討論 達(dá)西定律達(dá)西定律第16頁(yè)/共19頁(yè)第十七頁(yè)，共19頁(yè)。18方法方法(fngf)(fngf)及討論及討論 達(dá)西定律達(dá)西定律1. 1. 有一地下有一地下(dxi)(dxi)承壓滲流地層，其滲流為平面穩(wěn)定滲承壓滲流地層，其滲流為平面穩(wěn)定滲流，對(duì)圖示的斷面，定性畫(huà)出其水頭分布曲線。流，對(duì)圖示的斷面，定性畫(huà)出其水頭分布曲線。ABCDEF承壓水層承壓水層相對(duì)相對(duì)(xingdu)不不透水層透水層相對(duì)不相對(duì)不透水層透水層相對(duì)不相對(duì)不透水層透水層OO第17頁(yè)/共19頁(yè)第十八頁(yè)，共19頁(yè)。19ABCDEF承壓水層承