土力学习题集答案第三章.docx

1、土力学习题集答案第三章第3章土的渗透性及渗流一、 简答题1. 试解释起始水力梯度产生的原因。2. 简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。3. 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?4. 拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场？5. 为什么流线与等势线总是正交的？6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系？7. 渗透力都会引起哪些破坏？二、 填空题1. 土体具有被液体透过的性质称为土的 。2. 影响渗透系数的主要因素有： 、3. 一般来讲，室内渗透试验有两种，即 和 。4. 渗流破坏主要有 和 两种基本形式。5. 达西定律只适用于 的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的三、选择题1.

2、 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2. 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3. 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4. 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5. 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

3、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6. 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7. 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（ ）。8. 在渗流场中某点的渗流力（ ）。C.与水力梯度无关A.随水力梯度增加而增加 B.随水利力梯度增加而减少9. 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

4、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.对 B.对 C.和对 D.全不对10. 下列描述正确的是（ ）。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11. 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12. 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（）

5、个值。(A)1.25kN/m3 ； (B)0.83 kN/m3 ； (C) 0.50 kN/m3 ； (D) 0.20 kN/m3 。13. （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（）选项的土的渗透四个坝基土样的孔隙率和细粒含量 变形的破坏形式属于管涌。(C)（A） = 20.3%;Pd = 381%；四、判断改错题1. 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。2. 达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。3. 土的孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。4. 在流网图中，流线愈密集的地方，水力坡降愈小。5. 发生流砂时，渗流力方向与重

6、力方向相同。6. 细粒土的渗透系数测定通常采用“常水头”试验进行。7. 绘制流网时，每个网格的长宽比没有要求。8. 在流网中，任意两相邻流线间的渗流量相等。9. 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。五、 计算题1. 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。(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) * I求土样1的渗透系数

7、。图3 1 (单位：cm)图3 3 (单位：cm)2. 如图3-2所示，在5.0m厚的黏土层下有一砂土层厚 6.0 m，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 10-2ni/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3. 某渗透装置如图3-3所示。砂I的渗透系数- = 2x10 V/；砂n的渗透系数爲= 1x10 Sb ;砂样断面积A=20他訓，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界面处的单位

8、渗流量 q多大？|4. 定水头渗透试验中，已知渗透仪直径 D = 75rn，在L= 200m 渗流直径上的水头损失h二協枷，在60s时间内的渗水量Q二九6加，求土的渗透系数。5. 设做变水头渗透试验的粘土式样的截面积为 -二 ，：,厚度为：1 渗透仪细玻璃管的内径为 U ，实验开始时的水位差为 - f ,经过一_一 一人 观6. 察的水位差为二严-：，实验室的水温为 20C，试求式样的渗透系数。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J值。第3章参考答案一、 简答题1. 【答】起始水力梯度产生的原因是， 为了克服薄膜水的抗剪强度T

9、 0（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T 0的水力梯度。2. 【答】（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

10、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。3. 【答】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，详见上一题。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，而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。5. 【答】在稳定渗

11、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=dqo。从而得到:dx dz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。6. 【答】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

12、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。7. 【答】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

13、等构造物整体失稳。二、填空题1. 渗透性或透水性2. 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. D 2.C 3.D 4.A 5.D 6.B 7.A 8.A 9.D 10. C 11. D 12. C 13.D（注：按规范当！；-一：时发生管涌）四、 判断改错题1. V2. V3. :，对黏性土不成正比。4. ,改“愈小”为“愈大”。5. :,改“相同”为“相反”。6. :，改“常水”头为“降水头”或“变水头”。7., ，每个网格的长宽比必须为定值。8. V9. ,应将管涌与流土对

14、调。五、 计算题1.解：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Lhbc=30%：hac=0.3 30=9cmh b=hc- . hbc=90-9=81cm又； Zb=30cm,故 hwb=hb- z b=81-30=51cm(3) 已知 k2=0.05cm/s , q/A=k2i 2= k 2 ：=hbc/L 2=0.05 9/30=0.015cm /s/cm =0.015cm/s(

15、4) v i 1= hab/L1= (Jhac-.lhbc) /L 1= (30-9 ) /30=0.7，而且由连续性条件， q/A=k 1i 1=k2i 2/ k 1=k2i 2/i 1=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，所以任意位置处的过水断面的高度均为砂土层的厚度，即6m。题目又给出了 n=15m, r2=30m, h1=8m h2=8.5m。q kAi-k-2 6由达西定律的公式知，亠 心，可改写为：学竺=12加曲，积分后得到：曲工=12观(為-和尸 4带入已知条件，得到：k = I

16、n = In = 3.68xl04 m/s = 3 68xl05 cm/s12班& -幼 12(8.5-8) 15本题的要点在于对过水断面的理解。另外，还有个别同学将 In当作了 lg。3. 解：(1)设所求值为丄；，砂样I和砂样n的高度分别为 匚和匚。因各断面的渗流速度相等，故有60x1x402x40 + 1x4020cm(2)砂与砂界面处的单位渗流量 q为:q - vA-kyi.A -k.A - 0.2x x200 二 2Qcm Is _ L 404. 解：k = -= I WO 二 6.5xW3c/sAht x7 52 xS.3x604 5. 解：6.解：(1)a、e点位于水面，故b、d位于土层表面，其孔隙压力分别为:因为试验时的温度为标准温度，故不作温度修正。咕卩爲=10x9 = 9咖耳二儿如=1灯二90如C点位于板桩底部，该点的水头损失为：h91AA = x 1 = x 4 = 48该点的孔压为:(2)地基的单位渗水量:7. 解:(1)因为 ，所以不会发生流砂。(0 = 10 = 0.87欢迎您的下载，资料仅供参考！致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求-可编辑修改-