土力学第二章(渗透性)

第二章：土的渗透性

名词解释

1、渗透系数：是表征土的渗透性大小的指标，等于单位水力坡度下的渗透流速i v K =

。 2、渗透压力：由于渗流作用在建筑物基底产生的单位面积压力。

3、渗透力：由渗透水流施加在单位土体上的拖曳力。

4、流土：在渗流作用下，局部土体表面隆起，或某一范围内土粒群体同时发生移动的现象。

5、管涌：在渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒通过较大颗粒的孔隙，发生移动并被带出的现象。

6、接触流失：当渗透水流垂直于渗透系数相差较大的两种土体接触面时,把细粒土带出并透过粗粒土而流失的现象。

7、接触冲刷：当渗透水流平行于不同介质的接触面流动时,把颗粒带走的现象。

8、临界水力坡度：使土体开始发生渗透变形的水力坡度。

简答

1、何为渗透力，其大小和方向如何确定？

答：渗透力是指由渗透水流施加在单位土体上的拖曳力。渗透力的大小与渗透水流水力坡度成正比，其方向为渗透水流方向。

2、土的渗透性指标是什么？其物理意义是什么？ 答：描述土的渗透性大小的指标是渗透系数。其物理意义是单位水力坡度下的渗透流速。i v

K =

3、达西定律计算出的渗透流速是否是土的真实渗透流速？二者有何区别

答：不是。用达西定律计算出的渗透流速是渗透水流在整个土体横断面上的平均流速。土的真实渗透流速是渗透水流在土体孔隙面积上的平均流速，其值要比用达西定律计算出的渗透流速大。

4、影响土的渗透性的主要因素有哪些？

答：影响土的渗透性的主要因素有土的颗粒大小和级配、土的密实度、水的动力粘滞系数和土中封闭气体的含量。

5、防止渗透变形的措施有哪些？

答：防止土体产生渗透变形的工程措施是“上挡下排”或“上堵下疏”的原则。上挡主要是在上游做好防渗措施（如水平防渗或垂直防渗等），下排是指在下游要做好排水措施（如设排水体，挖排水沟和排水井等）。

第1题

解：根据题意从板桩外水位至板桩内水位将有渗流产生，采用最短的一根渗径计算，研究在向上渗流时桩尖土A 点的有效应力。

L=10m ΔH=4m H=3m

4.001

4==∆=L H

i

m

H i h 2.14.03=⨯=⨯=∆ kPa h H h H w w sat w 152.1103)1019()(''=⨯-⨯-=∆⨯-⨯-=∆⨯-⨯=γγγγγσ

∵0'>σ ∴A 点不会产生变形，满足稳定要求，所以3m 板桩长度满足要求。

第2题

解：根据题意

()s

cm H

H k

k i i i x /104.71000500105.4200104.1300103.245433

13

1----⨯=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯==∑∑s cm k H H

k i i i

y /1089.7105.4500104.1200103.2300100055433131----⨯=⨯+⨯+⨯==∑

∑

∴x y k k <

第3题

解：根据题意向上有渗流时：

A 点的总应力kPa H H sat 9422031821=⨯+⨯=+=γγσ

A 点的孔隙水应力kPa h u w w 40)22(10=+⨯==γ

A 点的有效应力kPa u 544094'=-=-=σσ

向下有渗流时：

A 点的总应力kPa H H sat 9422031821=⨯+⨯=+=γγσ

A 点的孔隙水应力kPa h u w w 10)12(10=-⨯==γ

A 点的有效应力kPa u 841094'=-=-=σσ

第4题

解：①根据题意

A 点的总应力kPa H A 4.265.16.171=⨯==γσ

A 点的孔隙水应力0=A u

A 点的有效应力kPa u A A A 4.26'=-=σσ

B 点的总应力kPa H H sat B 8.555.16.195.16.1721=⨯+⨯=+=γγσ

B 点的孔隙水应力kPa h u w w B 155.110=⨯==γ

B 点的有效应力kPa u B B B 8.40158.55'=-=-=σσ

C 点的总应力

kPa H H H sat sat C 6.11736.205.16.195.16.17321=⨯+⨯+⨯=++=γγγσ

C 点的孔隙水应力kPa h u w w C 90910=⨯==γ

C 点的有效应力kPa u C C C 6.27906.117'

=-=-=σσ

②要使粘土层产生流土破坏，C 点有效应力为零 06.117'=-=-=H u w C C C γσσ m H 76.11=

测压管水位要高出地面高度m H h 76.56=-=