土力學(xué)與地基基礎(chǔ)習(xí)題集與答案第3章3290

一、簡答題1。試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因。2.簡述影響土的滲透性的（1）土的礦物成分。土的顆粒大小、形狀及級配，影響土中孔隙大小及其形狀，因而影響土的滲透性.土顆粒越粗，越渾圓、越均勻時，滲透性中含有較多粉土及粘土顆粒時，其滲透系數(shù)就大大降低。(2)結(jié)合水膜厚度。粘性土中若土粒的結(jié)合水膜厚度較厚時，會阻塞土的孔隙，降低土的滲透性.（3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。天然土層通常不是各向同性的，在滲透性方面往往也是如此.如黃土具有豎直方向的大孔隙,所以豎直方向的滲透系數(shù)要比豎直方向大得多。（4)水粘滯度有關(guān)，從而也影響到土的滲透性。試驗與現(xiàn)場測試得出的滲透系數(shù)有較大差別?4。拉普拉斯方程適應(yīng)于什么條件的滲流場?5.流么線與等勢線總是正交的？。有：、、、、、.3.一般來講，室內(nèi)滲透試驗有兩種,即4。滲流破壞主要有5。達(dá)西定律只適用于的情況，而反映土的透和.和兩種基本形式。水性的比例系數(shù),稱之為土的。三、選擇題1.反應(yīng)土透水性A。不均勻系數(shù)C.壓縮系數(shù)質(zhì)的指標(biāo)是（）.B.相對密實度D.滲透系數(shù)2.下列有關(guān)流土與管涌的概念,正確的說法是（）。A．發(fā)生流土?xí)r，水流向上滲流；發(fā)生管涌時,水流向下滲流B。流土多發(fā)生在黏性土中，而管涌多發(fā)生在無黏性土中C。流土屬突發(fā)性破壞，管涌屬滲流破壞,管涌不屬滲流破壞屬漸進(jìn)式破壞D.流土3。土透水性的強(qiáng)弱可用土的哪一項指標(biāo)來反映？（）A。壓縮系數(shù)C。壓縮模量B.固結(jié)系數(shù)D.滲透系數(shù)4.發(fā)生在地基中的A.坑底隆起B(yǎng)。流土C。砂沸5。下屬關(guān)于滲流力的描述不正確的是（）.A。其數(shù)值與水力梯度成正比，其方向與滲流B。是一種體積力，其量綱與重度的量綱相同網(wǎng)中等勢線越密集的區(qū)域，其滲流力也越大D.滲流力的存在對土體穩(wěn)定總是不利的6。下列哪一種土樣更容易發(fā)生流砂？（）下列現(xiàn)象，哪一種不屬于滲透變形？（）D。流砂方向一致C.流A.砂礫或粗砂B.細(xì)砂或粉砂D.黏土C。粉質(zhì)黏土7.成層土水平方向的等效滲透系數(shù)與垂直方向的等效滲透系數(shù)的關(guān)系是(）。A?！礏。=C.<B。隨水利力梯度增加而減少A.①對③土中任一點滲流力的大小取決于該點孔隙水總水頭的大小;10.下列描述正確的是（)。B.位于同一條等勢線上的兩點，其孔隙水壓力總是相同的C.同一流網(wǎng)中，任意兩相鄰等勢線間的勢能差相等D.滲透流速的方向為流線的法線方向12。某岸邊工程場地細(xì)砂水含層的流線上A、B兩點，A點的水位標(biāo)高2.5米，B點的水位標(biāo)高3。0米，兩點間流線長為10米，計算兩點間的平均滲透力最接近下列(）個值。13。四個壩基土樣的孔隙率和細(xì)粒含量（以質(zhì)量百分率計)如下，試按《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)計算判別下列（）選項的土的滲透變形的破壞形式屬于管涌。（A)(C)；(B）；(D)；。四、判斷改錯題1.繪制流網(wǎng)時必須滿足的基本條件之一是流線和等勢線必須正交。2。達(dá)西定律中的滲透速度不是孔隙水的實際流速.3。土的孔隙比愈大，其滲透系數(shù)也愈大。4。在流網(wǎng)圖中，流線愈密集的地方，水力坡降愈小。5。發(fā)生流砂時，滲流力方向與重力方向相同。6.細(xì)粒土的滲透系數(shù)測定通常采用“常水頭”試驗進(jìn)行。7.繪制流網(wǎng)時，每個網(wǎng)格的長寬比沒有要求。8。在流網(wǎng)中，任意兩相鄰流線間的滲流量相等。9。管涌發(fā)生在滲流溢出處，而流土發(fā)生的部位可以在滲流溢出處，也可以在土體內(nèi)部.五、計算題1.如圖3－1所示，在恒定的總水頭差之下水自下而上透過兩個土樣，從土樣1頂面溢出。（1）已土樣2底面c－c為基準(zhǔn)面,求該面的總水頭和靜水頭；（2）已知水流經(jīng)土樣2的水頭損失為總水頭差的30％,求b－b面的總水頭和靜水頭；(3）已知土樣2的滲透系數(shù)為0。05cm/s,求單位時間內(nèi)土樣橫截面單位面積的流量;（4)求土樣1的滲透系數(shù)。圖3－1（單位：cm）2.如圖3－2所示，在5.0m厚的黏土層下有一砂土層厚6.0m,其下為基巖打一鉆孔到基巖頂面并以10-2m3/s的速率從孔中抽水.在距抽水孔15m和30m處各打一觀測孔穿過黏土層進(jìn)入砂土層，測得孔內(nèi)穩(wěn)定水位分別在地面以下3。0m和2。5m,試求該砂土的滲透系數(shù)..為測定該沙土的滲透系數(shù)，；砂Ⅱ的滲透系數(shù);砂樣斷面（1）若在砂Ⅰ與砂Ⅱ分界面處安裝一測壓管，則測壓管中水面將升至右端水面以上多高？（2）砂Ⅰ與砂Ⅱ界面處的單位滲流量q多大？4.定水頭滲透試驗中,已知滲透儀直徑，在滲流直徑上的水頭損失，在60s，求土的滲透系數(shù)。5.設(shè)做變水頭滲透試驗的粘土式樣的截面積為,厚度為滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為,實驗開始時的水位差為，經(jīng)過觀察的水位差為,實驗室的水溫為20℃,試求式樣的滲透系數(shù)。6.圖3-4為一板樁打入透土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深,滲透系數(shù)板樁打入土層表面以下,板樁前后水深如圖3-4所示。試求：(1)圖中所示a、b、c、d、e各點的孔隙水壓力；(2）地基的單位透水量。圖3－4板樁墻下的滲流圖7。如圖3—5所示,在長為10cm，面積的圓筒內(nèi)裝滿砂土。經(jīng)測定，粉砂的,筒下端與管相連，管內(nèi)水位高出筒5cm(固定不變),流水自下而上通過試樣后可溢流出去。試求（1）滲流力的大小，判斷圖3－5第3章參考答案一、簡答題1?！敬稹科鹗妓μ荻犬a(chǎn)生的原因是，為了克服薄膜水的抗剪強(qiáng)度τ（或者說為了克服吸著水的粘滯阻力），使之發(fā)生流0動所必須具有的臨界水力梯度度。也就是說，只要有水力坡度,薄膜水就會發(fā)生運(yùn)動，只是當(dāng)實際的水力坡度小于起始水力梯度時，薄膜水的滲透度速V非常小，只有憑借精密儀器才能觀測到。因此嚴(yán)格的講,起始水力梯度I0是指薄膜水發(fā)生明顯滲流時用以克服其抗剪強(qiáng)度τ的水力梯度。02?！敬稹浚?）土的粒度成分及礦物成分。土的顆粒大小、形狀及級配，影響土中孔隙大小及其形狀，因而影響土的滲透性。土顆粒越粗，越渾圓、越均勻時,滲透性就大。砂土中含有較多粉土及粘土顆粒時,其滲透系數(shù)就大大降低。（2）結(jié)合水膜造.天然土層通常不是各向同性的,在滲透性方面往往也是如此。如滲透系數(shù)要比水平方向大得多。層狀粘土常夾有薄的粉砂層，它在水平方向的滲透系數(shù)要比豎直方向大得多。（4）水的粘滯度。水在土中的滲流度速與水的粘滯度有關(guān)，從而也影響到土的滲透性.3。【答】室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗滲透系數(shù)有較大差別，主要在于試厚度。粘性土中若土粒的結(jié)合水膜厚度較厚時，會阻塞土的孔隙，降低土的滲透性。（3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)黃土具有豎直方向的大孔隙，所以豎直方向的容重及驗裝置和試驗條件等有關(guān)，即就是和滲透系數(shù)的影響因素有關(guān)，詳見上一題.4。【答】當(dāng)滲流場中水頭及流速等滲流要素不隨時間改變時,這種滲流稱為穩(wěn)定滲流，而拉普拉斯方程是指適用于平面穩(wěn)定滲流的基本方程。5。【答】在穩(wěn)定滲流場中，取一微單元體,并假定水體不可壓縮，則根據(jù)水流連續(xù)原理，單位時間內(nèi)流入和流出微元體的水量應(yīng)相等,即dq=dq。從而得到：在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零時，顆粒群發(fā)生懸浮、移動的現(xiàn)象稱為流砂(土）現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級配均勻的飽和細(xì)、粉砂和粉土層中，一般具有突發(fā)性、對工程危害大。在水流滲透作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動，以至流失;隨著土的孔隙不斷擴(kuò)大，滲流速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水逐漸帶走,最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道,造成土體塌陷,這種現(xiàn)象稱為管涌。它多發(fā)生在砂性土中，且顆粒大小差別大,往往缺少某種粒徑，其破壞有個時間發(fā)展過程,是一種漸進(jìn)性質(zhì)破壞。具體地再說,管涌和流砂的區(qū)別是：（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界水力梯度,而管涌發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下；(2）流砂發(fā)生的部位在滲流逸出處，而管涌發(fā)生的部位可在滲流逸出處，也可在土體內(nèi)部；（3）流砂發(fā)生在水流方向向上,而管涌沒有限制。滲流引起的滲透破壞問題主要有兩大類:一是由于滲流力的作用，使土體顆粒流失或局部土體產(chǎn)生移動，導(dǎo)致土體變形甚至失穩(wěn)；二是由于滲流作用，使水壓力或浮力發(fā)生變化,導(dǎo)致土體和結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)。前者主要表現(xiàn)為流砂和管涌，后者主要則表現(xiàn)為岸坡滑動或擋土墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。1。滲透性或透水性2.土的粒度成分及礦物成分、土的密實度、土的飽和度、土的結(jié)構(gòu)、土的構(gòu)造、水的溫度3。常水頭法、變水頭法5.層流、滲透系數(shù)三、選擇題1.D2。C3。D4.A5。D6.B7。A8。A9.D10。C11。D12。C13.D(注：2.√9。，應(yīng)將管涌與流土對調(diào)。五、計算題1.解：如圖3-1，本題為定水頭實驗，水自下而上流過兩個土樣，相關(guān)幾何參數(shù)列于圖中。（1）以c-c為基準(zhǔn)面,則有：z=0，h=90cm，h=90cmcwcc(2）已知h=30%h,而h由圖2—16知，為30cm，所以bcacach=30％h=0。330=9cmbcac∴h=h-h=90-9=81cmbcbc又∵z=30cm,故h=h-z=81—30=51cmbwbbb(3)已知k=0。05cm/s，q/A=ki=kh/L=0.059/30=0。015cm3/s/cm2=0。015cm/s2222bc2（4）∵i=h/L=(h—h)/L=（30-9）/30=0。7,而且由連續(xù)性條件，q/A=ki=