土的渗透性及渗流真题精选.docx
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土的渗透性及渗流真题精选
2019年土的渗透性及渗流真题精选
[填空题]
1试解释起始水力梯度产生的原因。
参考答案：
起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度τ0（或者说为了克服吸着水的粘滞阻力），使之发生流动所必须具有的临界水力梯度度。
也就是说，只要有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。
因此严格的讲，起始水力梯度I0是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度τ0的水力梯度。
[填空题]
2简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。
参考答案：
（1）土的粒度成分及矿物成分。
土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。
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。
粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。
（3）土的结构构造。
天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。
如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。
层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。
（4）水的粘滞度。
水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。
[填空题]
3拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场？
参考答案：
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，而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。
[填空题]
4为什么流线与等势线总是正交的？
参考答案：
在稳定渗流场中，取一微单元体，并假定水体不可压缩，则根据水流连续原理，单位时间内流入和流出微元体的水量应相等，即dqe=dq0。
从而得到：
即为二维渗流连续方程，从中由数学知识，可知流线和等势线正交。
[填空题]
5流砂与管涌现象有什么区别和联系？
参考答案：
在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂（土）现象。
这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。
在水流渗透作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，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，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。
具体地再说，管涌和流砂的区别是：
（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）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的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。
[填空题]
6土体具有被液体透过的性质称为土的（）。
参考答案：
渗透性或透水性
[填空题]
7影响渗透系数的主要因素有：
（）、（）、（）、（）、（）、（）。
参考答案：
土的粒度成分及矿物成分、土的密实度、土的饱和度、土的结构、土的构造、水的温度
[填空题]
8一般来讲，室内渗透试验有两种，即（）和（）。
参考答案：
常水头法、变水头法
[填空题]
9达西定律只适用于（）的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的（）。
参考答案：
层流、渗透系数
[单项选择题]
10、反应土透水性质的指标是（）。
A.不均匀系数
B.相对密实度
C.压缩系数
D.渗透系数
参考答案：
D
[单项选择题]
11、下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（）。
A.发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流
B.流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中
C.流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏
D.流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏
参考答案：
C
[单项选择题]
12、发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？
（）
A.坑底隆起
B.流土
C.砂沸
D.流砂
参考答案：
A
[单项选择题]
13、下属关于渗流力的描述不正确的是（）。
A.其数值与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致
B.是一种体积力，其量纲与重度的量纲相同
C.流网中等势线越密集的区域，其渗流力也越大
D.渗流力的存在对土体稳定总是不利的
参考答案：
D
[单项选择题]
14、下列哪一种土样更容易发生流砂？
（）
A.砂砾或粗砂
B.细砂或粉砂
C.粉质黏土
D.黏土
参考答案：
B
[单项选择题]
15、在渗流场中某点的渗流力（）。
A.随水力梯度增加而增加
B.随水利力梯度增加而减少
C.与水力梯度无关
参考答案：
A
[单项选择题]
16、评价下列说法的正误。
（）①土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大；②任何一种土，只要水力梯度足够大，就有可能发生流土和管涌；③土中任一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小；④渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关。
A.①对
B.②对
C.③和④对
D.全不对
参考答案：
D
[单项选择题]
17、下列选项描述正确的是（）。
A.流网中网格越密处，其水力梯度越小
B.位于同一条等势线上的两点，其孔隙水压力总是相同的
C.同一流网中，任意两相邻等势线间的势能差相等
D.渗透流速的方向为流线的法线方向
参考答案：
C
[单项选择题]
18、某岸边工程场地细砂含水层的流线上A、B两点，A点的水位标高2.5米，B点的水位标高3.0米，两点间流线长为10米，计算两点间的平均渗透力最接近下列（）个值。
A.1.25kN/m3
B.0.83kN/m3
C.0.50kN/m3
D.0.20kN/m3
参考答案：
C
[单项选择题]
19、四个坝基土样的孔隙率和细粒含量（以质量百分率计）如下，试按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）计算判别下列（）选项的土的渗透变形的破坏形式属于管涌。
A.
B.
C.
D.
参考答案：
D
参考解析：
按规范
当时发生管涌。
[判断题]
20、达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。
参考答案：
对
[判断题]
21、土的孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。
参考答案：
错
参考解析：
对黏性土不成正比。
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[判断题]
22、在流网图中，流线愈密集的地方，水力坡降愈小。
参考答案：
错
参考解析：
改“愈小”为“愈大”。
[判断题]
23、细粒土的渗透系数测定通常采用“常水头”试验进行。
参考答案：
错
参考解析：
改“常水”头为“降水头”或“变水头”。
[判断题]
24、绘制流网时，每个网格的长宽比没有要求。
参考答案：
错
参考解析：
每个网格的长宽比必须为定值。
[判断题]
25、在流网中，任意两相邻流线间的渗流量相等。
参考答案：
对
[填空题]
26如图3－1所示，在恒定的总水头差之下水自下而上透过两个土样，从土样1顶面溢出。
（计算题）
（1）已土样2底面c－c为基准面，求该面的总水头和静水头；
（2）已知水流经土样2的水头损失为总水头差的30%，求b－b面的总水头和静水头；（3）已知土样2的渗透系数为0.05cm/s，求单位时间内土样横截面单位面积的流量；（4）求土样1的渗透系数。
参考答案：
如图3-1，本题为定水头实验，水自下而上流过两个土样，相关几何参数列于图中。
（1）以c-c为基准面，则有：
zc=0，hwc=90cm，hc=90cm
（2）已知hbc=30%hac，而hac由图2-16知，为30cm，所以hbc=30%hac=0.330=9cm∴hb=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=0.059/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s
（4）∵i1=hab/L1=（hac-hbc）/L1=（30-9）/30=0.7，而且由连续性条件，q/A=k1i1=k2i2∴k1=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s
[填空题]
27如图3－2所示，在5.0m厚的黏土层下有一砂土层厚6.0m，其下为基岩（不透水）。
为测定该沙土的渗透系数，打一钻孔到基岩顶面并以10-2m3/s的速率从孔中抽水。
在距抽水孔15m和30m处各打一观测孔穿过黏土层进入砂土层，测得孔内稳定水位分别在地面以下3.0m和2.5m，试求该砂土的渗透系数。
（计算题）
参考答案：
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，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即6m。
题目又给出了r1=15m，r2=30m，h1=8m，h2=8.5m。
由达西定律的公式知，
，可改写为：
带入已知条件，得到：
本题的要点在于对过水断面的理解。
另外，还有个别同学将ln当作了lg。
[填空题]
28某渗透装置如图3-3所示。
砂Ⅰ的渗透系数；砂Ⅱ的渗透系数；砂样断面积A=200，试问：
（计算题）
（1）若在砂Ⅰ与砂Ⅱ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Ⅱ界面处的单位渗流量q多大？
参考答案：
[填空题]
29设做变水头渗透试验的粘土式样的截面积为30cm2,厚度为40cm渗透仪细玻璃管的内径为0.4cm，实验开始时的水位差为145cm，经过7min25s观察的水位差为100cm，实验室的水温为20℃，试求式样的渗透系数。
（计算题）
参考答案：
因为试验时的温度为标准温度，故不作温度修正。
[填空题]
30图3-4为一板桩打入透土层后形成的流网。
已知透水土层深18.0m，渗透系数k=3×10-10mm/s板桩打入土层表面以下，板桩前后水深如图3-4所示。
试求：
（1）图中所示a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；
（2）地基的单位透水量。
（计算题）
参考答案：
[填空题]
31如图所示，在长为10cm，面积8cm2的圆筒内装满砂土。
经测定，粉砂的d5=6.25，e=0.900筒下端与管相连，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）渗流力的大小，判断是否会产生流砂现象；
（2）临界水利梯度
值。
参考答案：
[填空题]
32渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透（ ），颗粒越粗的土，渗透系数数值越（ ）。
参考答案：
速度、大
[单项选择题]
33、流砂产生的条件为：
A.渗流由上而下，动水力小于土的有效重度
B.渗流由上而下，动水力大于土的有效重度
C.渗流由下而上，动水力小于土的有效重度
D.渗流由下而上，动水力大于土的有效重度
参考答案：
D
参考解析：
流砂（土）产生的条件为渗流方向由下而上，动水力大于土的有效重度或水头梯度大于临界水头梯度。
[单项选择题]
34、流砂发生的土层为：
A.颗粒级配均匀的饱和砂土
B.颗粒级配不均匀的饱和砂土
C.颗粒级配均匀的不饱和砂土
D.颗粒级配不均匀的不饱和砂土
参考答案：
A
参考解析：
流砂常发生在颗粒级配均匀的饱和砂土地基中。
[单项选择题]
35、饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度ICr时，动水力GD大小为：
A.1kN/m3
B.2kN/m3
C.10kN/m3
D.20kN/m3
参考答案：
C
参考解析：
动水力也称渗流力，其计算公式为：
GD=Iγw，式中：
I为水头梯度，γw为水的重度。
临界水头梯度ICr=γ′/γw=（γsat－γw）/γw，式中：
γ′为土的有效重度；γsat为土的饱和重度。
[填空题]
36当渗流方向（ ），且水头梯度大于（ ）水头梯度时，会发生流砂现象。
参考答案：
向上、临界
[填空题]
37定水头渗透试验中，已知渗透仪直径D=75mm，在L=200mm渗流直径上的水头损失h=83mm，在60s时间内的渗水量Q=71.6cm2，求土的渗透系数。
（计算题）
参考答案：
[判断题]
38、管涌发生在渗流溢出处，而流土发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部。
参考答案：
错
参考解析：
应将管涌与流土对调。
[判断题]
39、发生流砂时，渗流力方向与重力方向相同。
参考答案：
错
参考解析：
改“相同”为“相反”。
[判断题]
40、绘制流网时必须满足的基本条件之一是流线和等势线必须正交。
参考答案：
对
[单项选择题]
41、土体渗流研究的主要问题不包括（）。
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
参考答案：
D
[单项选择题]
42、成层土水平方向的等效渗透系数
与垂直方向的等效渗透系数
的关系是（）。
A.
>
B.
=
C.
<
参考答案：
A
[单项选择题]
43、土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？
（）
A.压缩系数
B.固结系数
C.压缩模量
D.渗透系数
参考答案：
D
[填空题]
44渗流破坏主要有（）和（）两种基本形式。
参考答案：
流砂（土）、管涌
[填空题]
45渗透力都会引起哪些破坏？
参考答案：
渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：
一是由于渗流力的作用，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；二是由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。
前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。
[填空题]
46为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别？
参考答案：
室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于试验装置和试验条件等有关，即就是和渗透系数的影响因素有关.
（1）土的粒度成分及矿物成分。
土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。
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。
粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。
（3）土的结构构造。
天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。
如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。
层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。
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