土的渗流性和渗流问题习题与答案
《土力学》复习附答案版
土力学习题集及详细解答《土力学》习题第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较大，其夯实后密实度较大。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥ 5 且曲率系数为 1～3 的土。
3.利用级配曲线可确定不均匀系数Cu；为了获得较大密实度，应选择Cu值较大的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是毛细水和重力水。
5.影响压实效果的土中气是与大气隔绝的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气连通的气体。
6.对于粒径小于0.075mm的颗粒分析应采用沉降分析法，对于粒径大于0.075mm的颗粒分析应采用筛分法。
7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越小，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越大。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为有效粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为限制粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为：（A）层理构造（B）结核构造（C）层面构造（D）裂隙构造您的选项（ D ）2.土的结构为絮状结构的是:（A）粉粒（B）碎石（C）粘粒（D）砂粒您的选项（ C ）3.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（C U为不均匀系数，C C为曲率系数）：（A）C U< 5（B）C U>10（C）C U> 5 且C C= 1へ3（D）C U< 5 且C C= 1へ3您的选项（ A）4.不能传递静水压力的土中水是：（A）毛细水（B）自由水（C）重力水（D）结合水您的选项（ D ）第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土，其界限含水量分别是缩限、塑限。
2.根据塑性指数，粘性土被分为粘土及粉质粘土。
3.淤泥是指孔隙比大于 1.5 且天然含水量大于 W L 的土。
4.无粘性土根据土的颗粒级配进行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm的颗粒超过总质量 50% 的土。
第二章 土的渗透性和渗流问题(3-4节)
式中，kx、kz—分别为x和z方向的渗透系数； h—测管水头。
7
将式（2－29）和（2－30）代入式（2－ 28）可得出：
2h 2h kx 2 kz 2 0 x z
(2 - 31)
8
对于各向同性的均质土，kx=kz，则式（2 －31）可表达为：
h h 2 0 2 x z
(2 - 49)
31
对于二元渗流，当流网绘出后，即可方 便地求出流网中任意网格上的渗透力及 其作用方向(图2－24) 。作用于该网格 土体上的单宽总渗透力为：
J jV ( wi) (sl 1)
h w sl w hs l
注意：J作用于流网网格的形心上，方向 与流线平行。 32
ua hua w
(2 - 34)
注意：图中所示a、b两点位于同一根等 势线上，其测管水头虽然相同（位置水 头与压力水头之和，h=z+u/w）即 ha=hb， 但其孔隙水压力却不同，即ua≠ub。
20
3.水力坡降
h 流网中任意网格的平均水力坡降 i ， l
l为该网格处流线的平均长度。
11
2．数值解法 有限差分法和有限单元法。 3．实验法 实验法是指采用一定比例的模型来摸拟 真实的渗流场，用实验手段测定渗流场 中的渗流要素。例如电比拟法、电网络 法和沙槽模型法等。
12
4．图解法 图解法是指采用绘制流网的方法求解拉 普拉斯方程的近似解。 该法具有简便、迅速的优点，并能用于 建筑物边界轮廓较复杂的情况。
式中M为流网中的流槽数，数值上等于流 线数减1。 通过坝底的总渗流量
Q qL
式中L为坝基长度。
渗流力学课后习题答案
渗流力学课后习题答案渗流力学课后习题答案渗流力学是研究地下水流动规律的一门学科，它在地质工程、水利工程等领域有着广泛的应用。
在学习渗流力学的过程中，习题是检验理论掌握程度和提高解题能力的重要方式。
下面将为大家提供一些渗流力学课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
一、渗透率和渗透系数计算1. 计算渗透率时，需要知道渗透系数和介质的孔隙度。
渗透系数的单位是什么？如何计算渗透率？答：渗透系数的单位是米/秒。
渗透率的计算公式为：渗透率 = 渗透系数× 孔隙度。
2. 若一个土层的渗透率为1×10^-4 cm/s，孔隙度为0.4，求该土层的渗透系数。
答：渗透率的单位为cm/s，而渗透系数的单位为m/s。
所以需要将渗透率的单位转换为m/s。
1 cm = 0.01 m，所以渗透率为1×10^-6 m/s。
渗透系数 = 渗透率 / 孔隙度= (1×10^-6 m/s) / 0.4 = 2.5×10^-6 m/s。
二、多孔介质中的渗流1. 一个矩形土层，长为10 m，宽为5 m，渗透系数为1×10^-4 cm/s，上表面水头为10 m，下表面水头为5 m，求该土层的渗流速度。
答：渗流速度的计算公式为：渗流速度 = (上表面水头 - 下表面水头) × 渗透系数 / (土层厚度× 孔隙度)。
土层厚度为10 m，孔隙度未知，无法计算准确的渗流速度。
2. 一块长方形土层，长度为20 m，宽度为10 m，渗透系数为1×10^-3 cm/s，上表面水头为10 m，下表面水头为5 m，求该土层的渗流速度。
答：渗透系数的单位为cm/s，需要将其转换为m/s。
1 cm = 0.01 m，所以渗透系数为1×10^-5 m/s。
渗流速度 = (上表面水头 - 下表面水头) × 渗透系数 / (土层厚度× 孔隙度) = (10 m - 5 m) × (1×10^-5 m/s) / (20 m × 孔隙度) = 5×10^-6 / (20 × 孔隙度) m/s。
土力学_第3章(土的渗透性和渗流问题)
h A hB h i L L
h
uB
总水头线
w
uA
hA zA
w
hB
L
zB
（2）Darcy定律
（法国工程师，1856年提出）
水头梯度
渗透速度
v k i
渗透流量
Q k i A
渗透系数，单位：cm/s
Q v A
1
(Gs 1) icr 1 e
h 2 a
临界坡降取决于土的物理性质
②管涌的临界坡降
通过经验和实验总结得出管涌的临界坡降：
icr
d k n3
其中，d－为被冲动的细颗粒粒径，一般小于d5－d3，单位 cm； n－为砂砾料的孔隙率； k－为砂砾料的渗透系数，单位 cm/s。
六、流网及工程中的渗流场计算
常水头试验示意图
h Q qt kiAt k At L
故，渗透系数为：
k
QL hAt
②变水头渗透试验
土样的截面积A，高度为L 储水管截面积为a 试验开始储水管水头为h0
经过时间t后降为h1
时间dt内水头降低dh，水量为：
dQ adh
另外： 变水头渗透试验示意图
Kx 1 (k1 H1 k 2 H 2 k3 H 3 ) H
A
•y方向的平均渗透系数Ky （电阻串联）
* 每层土的水头损失之和等于总的水头损失
qy q1 q2 q3
Ky H H1 H 2 H 3 k1 k2 k3
水平方向由最大的 一层渗透系数决定， 垂直方向由最小的 一层渗透系数决定。
土力学各章自我练习题
第1章土的组成一、填空题1.若某土样的颗粒级配曲线较缓，则不均匀系数数值较，其夯实后密实度较。
2.级配良好的砂土是指不均匀系数≥且曲率系数为的土。
3.利用曲线可确定不均匀系数C u；为了获得较大密实度，应选择C u 值较的土作为填方工程的土料。
4.能传递静水压力的土中水是水和水。
5.影响压实效果的土中气是与大气的气体，对工程性质影响不大的土中气是与大气的气体。
6.对于粒径小于0.075mm 的颗粒分析应采用法，对于粒径大于0.075mm 的颗粒分析应采用法。
7.粘性土越坚硬，其液性指数数值越，粘性土的粘粒含量越高，其塑性指数数值越。
8.小于某粒径土的质量占土总质量10%的粒径，称为粒径，小于某粒径土的质量占土总质量60%的粒径，称为粒径。
二、名词解释1.土的结构2.土的构造3.结合水4.强结合水5.颗粒级配三、单项选择题1.对工程会产生不利影响的土的构造为：（A）层理构造（B）结核构造（C）层面构造（D）裂隙构造您的选项（）2.土的结构为絮状结构的是:（A）粉粒（B）碎石（C）粘粒（D）砂粒您的选项（）：3.土粒均匀，级配不良的砂土应满足的条件是（C U 为不均匀系数，C C 为曲率系数）（A）C U< 5（B）C U>10（C）C U> 5 且C C= 1 へ3（D）C U>10 且C C= 1 へ34.不能传递静水压力的土中水是：（A）毛细水（B）自由水（C）重力水（D）结合水您的选项（）第2章土的物理性质及工程分类一、填空题1.处于半固态的粘性土，其界限含水量分别是、。
2.根据塑性指数，粘性土被分为土及土。
3.淤泥是指孔隙比大于且天然含水量大于的土。
4.无粘性土根据土的进行工程分类，碎石土是指粒径大于2mm 的颗粒超过总质量的土。
5.冻胀融陷现象在性冻土中易发生，其主要原因是土中水分向冻结区的结果。
6.粘性土的灵敏度越低，受后其强度降低就越，所以在施工中应注意保护基槽，尽量减少对坑底土的扰动。
土木建筑工程：土的渗透性及渗流测试题(题库版)
土木建筑工程：土的渗透性及渗流测试题（题库版）1、单选美国TIA防治指南建议糖尿病人的空腹血糖控制在（）A.<5.0mmol/LB.<6.0mmol／LC.<7.0mmol／LD.<8.0mmol／LE.<（江南博哥）9.0mmol／L正确答案：C2、问答?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）正确答案：3、判断题达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。
正确答案：对4、判断题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。
正确答案：对5、判断题土的孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。
正确答案：错参考解析：对黏性土不成正比。
6、单选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.黏土正确答案：B7、单选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.正确答案：D参考解析：按规范当时发生管涌。
8、问答?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。
正确答案：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/s9、问答?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）。
土的渗流性及渗流问题练习习题及标准答案.doc
第四章土的渗流性和渗流问题一、填空题1.当渗流方向向上，且水头梯度大于临界水头梯度时，会发生流砂现象。
2.渗透系数的数值等于水力梯度为 1 时，地下水的渗透速度越小，颗粒越粗的土，渗透系数数值越大。
3.土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。
4.一般来讲，室内渗透试验有两种，即常水头法和变水头法。
5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。
6.达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。
7.出现流砂的水头梯度称临界水头梯度。
8.渗透力是一种体积力。
它的大小和水力坡度成正比，作用方向与渗流方向相一致。
二、名词解释1.渗流力：水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。
2.流砂：土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。
3.水力梯度：土中两点的水头差与水流过的距离之比。
为单位长度上的水头损失。
4.临界水力梯度：使土开始发生流砂现象的水力梯度。
三、选择题1.流砂产生的条件为：（D）（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2.饱和重度为20kN/m 3的砂土，在临界水头梯度（A）1 kN/m 3 （ B） 2 kN/m 3 I Cr时，动水力G 大小为：（ C ）D（ C） 10 kN/m 3 （ D） 20 kN/m 33.反应土透水性质的指标是（D ）。
（A）不均匀系数（B）相对密实度（ C）压缩系数（ D）渗透系数4.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ C ）。
（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5.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映（ D ）（A）压缩系数（ B）固结系数（C）压缩模量（ D）渗透系数6.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形（ A ）（A）坑底隆起（ B）流土（ C）砂沸（ D）流砂7.下属关于渗流力的描述不正确的是（ D ）。
土的渗透性与渗流
三 土的渗透性与渗流一、填空题1. 土中孔隙水的流动总能量可以用总水头来表示，这个总水头由______水头、_______水头和________水头三项组成。
由于土中渗流速度一般较小，所以其中的________水头可以忽略不计，另外的两项水头之和成为_______水头。
2. 当土体两点之间存在________，并具有_______时，就会有渗流发生，渗流速度与_______成正比。
3. 在渗透性很低的粘土中，只有当水力坡降________起始水力坡降时，流速与水力坡降才接近线性关系。
4. 渗透系数k 是综合表征土体________强弱的一个指标，它反映水渗过土体的难易，量纲与渗流速度_______，其物理意义是单位水力坡降时的渗流速度。
k 值越大，渗透性越_______。
5. 影响土的渗透系数最主要的因素是_________和__________。
6. 从试验原理来看，渗透系数的室内测定方法可以分为_________法和__________法。
7. 实际地基土的渗透系数在各个方向一般是不同的，通常水平向的比垂直向的______。
8. 土的强度和变形主要由_________应力决定。
9. 渗透力是________对_________的压力，它是一种________力。
渗透力的大小与_______成正比，作用方向与_________一致。
10. 土体渗透破坏的主要形式有_________和_________。
1.位置水头、压力水头、流速水头；流速，测压管。
2. 水头差，渗透路径，水力坡降。
3. 超过。
4. 渗透性，相同，强。
5. 土的颗粒性质，孔隙比。
6. 常水头，变水头。
7. 大。
8. 有效。
9. 渗透水流，土颗粒，体积，水力坡降，渗流方向。
10. 流土，管涌。
二、选择题1. 达西定律中所用到的流速是土中水渗流的哪个流速？（A ）实际流速 （B ）渗透流速 （C ）出逸流速 （D ）最大流速2. 下列关于渗透系数的描述，正确的是：（A ）土的渗透系数k 越大，土的透水性就越大，土中的水头梯度i 也越大（B ）渗透系数k 是综合反映土体渗透能力的一个指数，可在试验室或现场试验测定（C ）.含有细砂夹层的填土或粘土层中垂直渗透系数y k 大于水平渗透系数x k（D ）土的渗透系数主要受土的孔隙比影响，而与土颗粒矿物组成无关3. 下列关于影响土体渗透系数的因素中描述正确的为：①粒径大小和级配；②结构与孔隙比；③土的饱和度；④温度；⑤颗粒的矿物成分。
渗流力学习题答案1-7章
一、 公式推导1、均质水平圆形地层中心一口生产井，油井以定产量q 生产，已知井折算半径r we ，边界压力p e ，地层厚度h ，若在r e 到r 1（地层中某点）之间服从线性渗流规律，r 1到r we 之间服从二项式非线性渗流规律（2dp v v dr Kμβρ=+，v —渗流速度），求井底压力p wf 的表达式。
2αρννμ+=Kdr dp 2[()]22e ewfwe p rp r q q dp dr K rh rhμαρππ=+⎰⎰11221211111ln 2222e we r r e wf r r we e r q q q q p p dr dr Kh r h r Kh r h r r μαρμαρππππ⎛⎫-=+=+-⎰⎰ ⎪⎝⎭2、均质水平等厚圆形地层中有一口完善生产油井以定井底压力p wf 生产，地层流体向井的流动服从达西定律且呈稳定渗流，已知油井半径r w ，供给边界半径r e ，供给边界压力p e ，地层厚度h ，地层流体粘度为K ，地层流体粘度为μ。
请导出油井产量的表达式。
渗流0122=+drdpr r d p d 转换0)(1=dr dpr dr dp r 积分 1C drdpr = 分离变量 dr rC dp 11=21ln C r C p += 带入初始条件 21ln C r C p e e += 21ln C r C p w w += 联立求得 r r r r p p p p ewe w e e ln ln --= 求导r r r p p drdp we w e 1ln -=带入达西表达式 r r r p p K v wew e 1ln -=μ 产量表达式 rhv Av q π2==wew e r r p p Kh q ln)(2μπ-=P191-1、H g pe p ∆+=ρ(1)p=9+850*9.8*（-940+950）*106-=9.0833MPa (2)p=8.5164MPa (3)p=9.633MPa (4)p=9.4831MPa 1号井是低压的1-2、9+850*9.8*（-1000-x ）*106-+1000*9.8*（x+1300）*106-=11.7 1-3、都折算到B 平面MPa gh p p A za 43.9=+=ρ<B p 所以由B 流向A P342-1、计算雷诺数dv l q π= s cm ld qv /018.0==π2.0103.35.17Re 35.1〈*==-μφρkv 所以服从达西定律2-2、3600*241002v r q π= v=58.9 cm/s Re=10.66>0.3 所以不服从达西定律。
土的渗透性和渗流问题
利用达西定律，并结合条件（1）得：
∆hi vH i v i = k i ii = k i = v → ∆hi = Hi ki
v = kzi = kz ∆h vH → ∆h = H kz
vH i vH 再利用条件（2），容易得到： = ∑ ，从 kz ki
而：
H kz = Hi ∑k i
(2-11)
② 根据原则①和②初步绘制几条流线，每条流 线不能相交，但必与上、下游的等势面正交， 再从中央向两边绘等势线，要求等势线与流线 正交，成弯曲正方形； ③ 经反复修改，至大部分网格满足曲线正方形 为止。
对边值问题，流网的解是唯一的，精度可达 95%以上。
2. 流网Leabharlann 特点（1）流网与上、下游水头无关； ）流网与上、下游水头无关； （2）上、下游透水面为首尾等势面。 ） 下游透水面为首尾等势面。
渗流 粘土颗粒
二、渗透系数的测定及影响因素
1. 渗透系数的测定方法：
常水头法 — 适用于粗粒土 室内 变水头法 — 适用于细粒土 压水（注水）试验 室外(重要工程) 抽水试验
(1) 对于常水头试验，在试验中只要测出t时间内流
VL k= A∆h ⋅ t
∆h V 经试样的水量V，则： = Q t = vAt = k i At = k ⋅ A ⋅ t L
③ 矿物成分 对于粘性土：k = f (e，I p ) ④ 构造影响 土的结构对k的影响也不可忽视。比如成层 土沿层面方向的渗流与垂直层面方向渗流的 渗透系数有时不是一个数量级。 ⑤ 饱和度 土中的气体对土性的影响主要表现在渗透方 面，饱和度不高的土的渗透系数可比饱和土 低几倍*。 (2)水的性质对k也有影响，因为温度不同时水的 粘滞度不同。
(2) 达西定律的适用范围
土的渗透性与土中渗流
第4章土的渗透性与土中渗流4.1概述我们在现场挖土时常常看到，只要土坑低于地下水位，水要源源不断渗出，给施工带来不便，为此常要抽水机抽水来保证施工，水能从土体中渗出原因在于，土是具有连续孔隙的介质，水能在水头差作用下，从水位较高的一侧透过土体的孔隙流向水位较低的一侧。
在水头差作用下，水透过土体孔隙的流动现象称为渗透，而土体允许水透过的性能则称为土的渗透性。
研究土的渗透性，是土力学中极其重要的课题，这是由于：①．土是具有连续孔隙的多孔介质，与其它所有材料的物理性质常数的变化范围相比，土的渗透性的变化范围要大得多。
实际上，干净砾石的渗透系数k值可达30cm/s，纯粘土的k值可以小于10-9cm/s，相差可达1010倍以上。
其他物理性质参数变化没有这么大。
②．土的三个主要力学性质即强度、变形和渗透性之间，有着密切的相互关系。
在土力学理论中，用有效应力原理将三者有机地联系在一起，形成一个理论体系。
因此渗透性的研究已不限于渗流问题自身的范畴。
例如，控制土在荷重下变形的时间过程的渗透固结阶段，其变形速率就取决于土的渗透性；用有效应力原理研究土的强度和稳定性时，土的孔隙压力消散和有效应力的增长控制着土体强度随时间而增长的过程，而孔隙压力消散速度又主要取决于土的渗透性、压缩性和排水条件。
在无粘性土的动力稳定性和振动液化的试验研究中，也发现其它条件相同时，渗透性小的土比渗透性大的土更易于液化。
③．土木工程各个领域内许多课题都与土的渗透性有密切关系。
水在土体中渗透，一方面会造成水量损失（如水库），影响工程效益，另一方面会引起土体内部应力状态的变化，如基坑开挖可能会造成基坑坑壁失稳、管涌、流砂等现象，使原有建筑物破坏或施工不便。
图4-1 地下水类型渗透一般是地下水造成的，存在于地面以下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水，称为地下水；反之，分布在江河、湖泊、海洋内的液态水，或在陆地上的冰、雪，称为地表水。
地下水按其埋藏条件，可分上层滞水、潜水和承压水三种。
(完整版)第二章土的渗透性和渗流问题要点
第二章 土的渗透性和渗流问题第一节 概 述土是多孔介质，其孔隙在空间互相连通。
当饱和土体中两点之间存在能量差时，水就通过土体的孔隙从能量高的位置向能量低的位置流动。
水在土体孔隙中流动的现象称为渗流；土具有被水等液体透过的性质称为土的渗透性。
土的渗透性是土的重要力学性质之一。
在水利工程中，许多问题都与土的渗透性有关。
渗透问题的研究主要包括以下几个方面：1．渗流量问题。
例如对土坝坝身、坝基及渠道的渗漏水量的估算（图2－la 、b ），基坑开挖时的渗水量及排水量计算（图2－1C ），以及水井的供水量估算（图2－1d ）等。
渗流量的大小将直接关系到这些工程的经济效益。
2．渗透变形（或称渗透破坏）问题。
流经土体的水流会对土颗粒和土体施加作用力，这一作用力称为渗透力。
当渗透力过大时就会引起土颗粒或土体的移动，从而造成土工建筑物及地基产生渗透变形。
渗透变形问题直接关系到建筑物的安全，它是水工建筑物和地基发生破坏的重要原因之一。
由于渗透破坏而导致土石坝失事的数量占总失事工程数量的25%~30%。
3．渗流控制问题。
当渗流量和渗透变形不满足设计要求时，要采用工程措施加以控制，这一工作称为渗流控制。
渗流会造成水量损失而降低工程效益；会引起土体渗透变形，从而直接影响土工建筑物和地基的稳定与安全。
因此，研究土的渗透规律、对渗流进行有效的控制和利用，是水利工程及土木工程有关领域中的一个非常重要的课题。
第二节 土的渗透性一、土的渗透定律—达西定律（一）渗流中的总水头与水力坡降液体流动除了要满足连续原理外，还必须要满足液流的能量方程，即伯努里方程。
在饱和土体渗透水流的研究中，常采用水头的概念来定义水体流动中的位能和动能。
水头是指单位重量水体所具有的能量。
按照伯努里方程，液流中一点的总水头h ，可用位置水头Z 、压力水头w uγ和流速水头g v 22之和表示，即 1)-(2 22g v uz h w ++=γ 式(2—1)中各项的物理意义均代表单位重量液体所具有的各种机械能，其量纲为长度。
土力学土的渗透性与渗透问题
设饱和土体内某一研究平面的 总面积为A，其中粒间接触面积之 和为As ,则该平面内由孔隙水所占 面积为 Aw ＝A－As.若由外荷(和/或 自重)在该研究平面上所引起的法 向总应力为,如图所示，那么，它 必将由该面上的孔隙水和粒间接触 面共同来分担，即该面上的总法向 力等于孔隙水所承担的力和粒间所 承担的力之和，于是可以写成：
式中，右端第一项Psv/A为全部竖向 粒间作用力之和除以横断面积A，它 代表全面积A上的平均竖直向粒间应力，并定义为有效应力，习惯上用 ‘ 表示。有端第二项中的As/A，试验研究表明，粒间接触面积As不超过 0.03A，故 As/A可忽略不计。于是上式可简化为:
＝‘ 十 u 即为著名的有效应力原理
第18页/共26页
(1)几何条件 土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，才可能让细 颗粒在其中移动，这是管涌产生的必要条件。 (2)水力条件 渗透力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是发生管涌的水力条件， 可用管涌的水力坡降表示。 流土现象发生在土体表面渗流渗出处，不发生在土体内部。而管涌 现象可以发生在渗流逸出处，也可以发生于土体的内部。
渗流量之和，即 将达西定律代入上式可得沿水平方向的等效渗透系数kx：
(二)竖直向渗流 竖直渗流的特点： (1)根据水流连续原理，流经各土层的流速与流经等效土层的流速
相同，即 (2)流经等效土层H的总水头损失h等于各层上的水头损失之和，即 将达西定律代入上式可得沿竖直方向的等效渗透系数kz：
第9页/共26页
测管水头：位置水头与压力水头之和 h= z+ u/w
测管水头代表的是单位重量液体所具有的总势能
伯努里方程用于土中渗流时有两点需要指出： (1)饱和土体中两点间是否出现渗流，完全是由总水头差决定。只有当 两点间的总水头差时，才会发生水从总水头高的点向总水头低的点 流动。 (2)由于土中渗流阻力大，故流速 v 在一般情况下都很小，因而形成的 流速水头也很小，为简便起见可以忽略。渗流中任一点的总水头就可 用测管水头来代替。 水力坡降
第四章 土的渗流性和渗流问题习题与答案
第四章土的渗流性和渗流问题一、填空题1.当渗流方向向上，且水头梯度大于临界水头梯度时，会发生流砂现象。
2.渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透速度越小，颗粒越粗的土，渗透系数数值越大。
3.土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。
4.一般来讲，室内渗透试验有两种，即常水头法和变水头法。
5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。
6.达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。
7.出现流砂的水头梯度称临界水头梯度。
8.渗透力是一种体积力。
它的大小和水力坡度成正比，作用方向与渗流方向相一致。
二、名词解释1.渗流力：水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。
2.流砂：土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。
3.水力梯度：土中两点的水头差与水流过的距离之比。
为单位长度上的水头损失。
4.临界水力梯度：使土开始发生流砂现象的水力梯度。
三、选择题1.流砂产生的条件为：（ D ）（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2.饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度I Cr时，动水力G D大小为：（ C ）（A）1 kN/m3（B）2 kN/m3 （C）10 kN/m3 （D）20 kN/m33.反应土透水性质的指标是（ D ）。
（A）不均匀系数（B）相对密实度（C）压缩系数（D）渗透系数4.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ C ）。
（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5.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（ D ）（A）压缩系数（B）固结系数（C）压缩模量（D）渗透系数6.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ A ）（A）坑底隆起（B）流土（C）砂沸（D）流砂7.下属关于渗流力的描述不正确的是（ D ）。
第四章 土的渗流性和渗流问题习题与答案知识讲解
第四章土的渗流性和渗流问题一、填空题1.当渗流方向向上，且水头梯度大于临界水头梯度时，会发生流砂现象。
2.渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透速度越小，颗粒越粗的土，渗透系数数值越大。
3.土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。
4.一般来讲，室内渗透试验有两种，即常水头法和变水头法。
5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。
6.达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。
7.出现流砂的水头梯度称临界水头梯度。
8.渗透力是一种体积力。
它的大小和水力坡度成正比，作用方向与渗流方向相一致。
二、名词解释1.渗流力：水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。
2.流砂：土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。
3.水力梯度：土中两点的水头差与水流过的距离之比。
为单位长度上的水头损失。
4.临界水力梯度：使土开始发生流砂现象的水力梯度。
三、选择题1.流砂产生的条件为：（ D ）（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2.饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度I Cr时，动水力G D大小为：（ C ）（A）1 kN/m3（B）2 kN/m3 （C）10 kN/m3 （D）20 kN/m33.反应土透水性质的指标是（ D ）。
（A）不均匀系数（B）相对密实度（C）压缩系数（D）渗透系数4.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ C ）。
（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5.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（ D ）（A）压缩系数（B）固结系数（C）压缩模量（D）渗透系数6.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ A ）（A）坑底隆起（B）流土（C）砂沸（D）流砂7.下属关于渗流力的描述不正确的是（ D ）。
《土质学与土力学》习题库及答案(1)讲解
《土质学与土力学》习题库（A）习题一．填空题1．土粒粒径越，颗粒级配曲线越，不均匀系数越，颗粒级配越。
为了获得较大密实度，应选择级配的土粒作为填方或砂垫层的材料。
2．粘土矿物基本上是由两种原子层(称为品片)构成的，一种是，它的基本单元是Si—0四面体，另一种是，它的基本单元是A1—OH八面体。
3．土中结构一般分为、和三种形式。
4．衡量天然状态下粘性土结构性强弱的指标是，其定义是值愈大，表明土的结构性，受扰动后土的强度愈多。
5．土中主要矿物有、和。
它们都是由和组成的层状晶体矿物。
6．饱和细砂土和干细砂土都无法形成直立边坡，而非饱和细砂土则可以，这是因为在起作用。
二．选择题1．在毛细带范围内，土颗粒会受到一个附加应力。
这种附加应力性质主要表现为( )(A)浮力； (B)张力； (C)压力。
2．对粘性土性质影响最大的是土中的( )。
(A)强结合水； (B)弱结合水； (C)自由水； (D)毛细水。
3．砂类土的重要特征是( )。
(A)灵敏度与活动度； (B)塑性指数与液性指数；(C)饱和度与含水量； (D)颗粒级配与密实度。
4．土中所含“不能传递静水压力，但水膜可缓慢转移从而使土具有一定的可塑性的水，称为( )。
(A)结合水； (B)自由水； (C)强结合水； (D)弱结合水。
5．软土的特征之一是( )。
(A)透水性较好； (B)强度较好； (C)天然含水量较小； (D)压缩性较高。
6．哪种土类对冻胀的影响最严重?( )(A)粘土； (B)砂土； (C)粉土。
7．下列粘土矿物中，亲水性最强的是( )。
(A)高岭石； (B)伊里石； (C)蒙脱石8．对土粒产生浮力的是( )。
（A）毛细水； (B)重力水； (C)强结合水， (D)弱结合水。
(9)毛细水的上升，主要是水受到下述何种力的作用？( )(A)粘土颗粒电场引力作用； (B)孔隙水压力差的作用(C)水与空气交界面处的表面张力作用。
(10)软土的特征之一是( )。
土力学_第3章(土渗透性和渗流问题)
抽水试验 注水试验
k<10-3cm/s 的粉土和 粘土
①常水头渗透试验
▪ 截面积为A，流径L；
▪ 压力水头维持不变；
常水头试验示意图
▪ 试验开始时，水自上而下流经土样；
▪ 待渗流稳走后，测得水量Q； ▪ 同时读得a、b两点水头差h。
则得：
Q qt kiAt k h At L
故，渗透系数为：
k QL hAt
水平方向由最大的
Ky
H1
H2
H H3
k1 k2 k3
一层渗透系数决定， 垂直方向由最小的 一层渗透系数决定。
四、渗流作用下土的应力状态
（摘自：土力学—冯国栋，p39）
（1）静水条件下土的有效应力与中性应力
W ( wH sath) A
a点的总应力 w H sat h
a点的静水压强 u w (H h)
③现场抽水（注水）试验
k
Q (h22
h12 )
ln
r2 r1
（摘自：清华—土力学，p44）
k nv' L
h
（？）
④利用渗透系数判断土层的透水性
（a）强透水层：K > 10-3cm/s （b）中等透水层： K ＝ 10-3 ～ 10-5 cm/s （c）弱透水层（相对不透水层）： K < 10-6cm/s
k>10-3cm/s 的砂土
②变水头渗透试验
▪ 土样的截面积A，高度为L
▪ 储水管截面积为a
▪ 试验开始储水管水头为h0 ▪ 经过时间t后降为h1 ▪ 时间dt内水头降低dh，水量为：
dQ adh
另外：
dQ kiAdt k (h / L) Adt
变水头渗透试验示意图
第四章 土的渗透性与渗透问题80
5
渗流的工程意义
• 土中水的渗流使大气降水补给地下水，或者增加土壤 含水量，这对于地球上蓬勃生长的草木等植物是至关 重要的，是地球生命的源泉之一。同时也使宝贵的水 资源得以存储，使大地充满了生机。 可是渗流也会引发许多严重的工程问题。我国大量 的挡水和输水建筑物及构造物的渗漏是一个严重的问 题。目前我国已建渠道80％没有防渗措施，渠系中水 的利用系数平均不足0.5，有的渠道渗漏量高达80％， 损失了大量宝贵的水资源，恶化了环境，也引起了土 壤的盐碱化。渗透变形引起的水利工程破坏是又一个 严重的问题。据美国的调查统计，他们破坏的206座土 坝中有39％是由于渗透引起的。
in总的水力坡降为iaikiaky?1129k3垂直渗透系数整个土层与层面垂直的等效渗透系数q3yaikaiknn???22总水头损失等于各层水头损失之和nnihihihhi?????2211代入nnnnyikikikhihihihk?????????221122111nnykhkhkhhk?????2211四例题分析?例30cm2厚度为4cm渗透仪细玻璃管的内径为04cm试验开始时的水位差为160cm经时段15分钟后观察得水位差为52cm试验时的水温为30试求试样的渗透系数设做变水头渗透试验的粘土试样的截面积为30解答已知试样截面积a30cm渗径长度l4cm细玻璃管的内截面积?44h1160cmh252cmt900s试样在30时的渗透系数
VL k hAt
24
2.变水头试验————整个试验过程水头随时间变化 适用于透水性差，渗透系数 截面面积a 小的粘性土 任一时刻t的水头差为h，经 时段dt后，细玻璃管中水位 降落dh，在时段dt内管内减 少水量 dV=－adh 在时段dt内流经试样的水量
dV=kiAdt=kAh/Ldt
土的渗流性和渗流问题习题与答案
第四章土的渗流性和渗流问题一、填空题1.当渗流方向向上，且水头梯度大于临界水头梯度时，会发生流砂现象。
2.渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透速度越小，颗粒越粗的土，渗透系数数值越大。
3.土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。
4.一般来讲，室内渗透试验有两种，即常水头法和变水头法。
5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。
6.达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。
7.出现流砂的水头梯度称临界水头梯度。
8.渗透力是一种体积力。
它的大小和水力坡度成正比，作用方向与渗流方向相一致。
二、名词解释1.渗流力：水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。
2.流砂：土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。
3.水力梯度：土中两点的水头差与水流过的距离之比。
为单位长度上的水头损失。
4.临界水力梯度：使土开始发生流砂现象的水力梯度。
三、选择题1.流砂产生的条件为：（ D ）（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2.饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度I Cr时，动水力G D大小为：（ C ）（A）1 kN/m3（B）2 kN/m3 （C）10 kN/m3 （D）20 kN/m33.反应土透水性质的指标是（ D ）。
（A）不均匀系数（B）相对密实度（C）压缩系数（D）渗透系数4.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（ C ）。
（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5.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（ D ）（A）压缩系数（B）固结系数（C）压缩模量（D）渗透系数6.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ A ）（A）坑底隆起（B）流土（C）砂沸（D）流砂7.下属关于渗流力的描述不正确的是（ D ）。
土的渗流性和渗流问题习题与答案
⼟的渗流性和渗流问题习题与答案第四章⼟的渗流性和渗流问题⼀、填空题1.当渗流⽅向向上，且⽔头梯度⼤于临界⽔头梯度时，会发⽣流砂现象。
2.渗透系数的数值等于⽔⼒梯度为1时，地下⽔的渗透速度越⼩，颗粒越粗的⼟，渗透系数数值越⼤。
3.⼟体具有被液体透过的性质称为⼟的渗透性或透⽔性。
4.⼀般来讲，室内渗透试验有两种，即常⽔头法和变⽔头法。
5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。
6.达西定律只适⽤于层流的情况，⽽反映⼟的透⽔性的⽐例系数，称之为⼟的渗透系数。
7.出现流砂的⽔头梯度称临界⽔头梯度。
8.渗透⼒是⼀种体积⼒。
它的⼤⼩和⽔⼒坡度成正⽐，作⽤⽅向与渗流⽅向相⼀致。
⼆、名词解释1.渗流⼒：⽔在⼟中流动时，单位体积⼟颗粒受到的渗流作⽤⼒。
2.流砂：⼟体在向上动⽔⼒作⽤下，有效应⼒为零时，颗粒发⽣悬浮、移动的现象。
3.⽔⼒梯度：⼟中两点的⽔头差与⽔流过的距离之⽐。
为单位长度上的⽔头损失。
4.临界⽔⼒梯度：使⼟开始发⽣流砂现象的⽔⼒梯度。
三、选择题1.流砂产⽣的条件为：（D ）（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2.饱和重度为20kN/m3的砂⼟，在临界⽔头梯度I Cr时，动⽔⼒G D⼤⼩为：（ C ）（A）1 kN/m3（B）2 kN/m3 （C）10 kN/m3 （D）20 kN/m33.反应⼟透⽔性质的指标是（D ）。
（A）不均匀系数（B）相对密实度（C）压缩系数（D）渗透系数4.下列有关流⼟与管涌的概念，正确的说法是（C ）。
（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5.⼟透⽔性的强弱可⽤⼟的哪⼀项指标来反映（D ）（A）压缩系数（B）固结系数（C）压缩模量（D）渗透系数6.发⽣在地基中的下列现象，哪⼀种不属于渗透变形（A ）（A）坑底隆起（B）流⼟（C）砂沸（D）流砂7.下属关于渗流⼒的描述不正确的是（D ）。
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第四章土的渗流性和渗流问题一、填空题1.当渗流方向向上，且水头梯度大于临界水头梯度时，会发生流砂现象。
2.渗透系数的数值等于水力梯度为1时，地下水的渗透速度越小，颗粒越粗的土，渗透系数数值越大。
3.土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。
4.一般来讲，室内渗透试验有两种，即常水头法和变水头法。
5.渗流破坏主要有流砂和管涌两种基本形式。
6.达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。
7.出现流砂的水头梯度称临界水头梯度。
8.渗透力是一种体积力。
它的大小和水力坡度成正比，作用方向与渗流方向相一致。
二、名词解释1.渗流力：水在土中流动时，单位体积土颗粒受到的渗流作用力。
2.流砂：土体在向上动水力作用下，有效应力为零时，颗粒发生悬浮、移动的现象。
3.水力梯度：土中两点的水头差与水流过的距离之比。
为单位长度上的水头损失。
4.临界水力梯度：使土开始发生流砂现象的水力梯度。
三、选择题1.流砂产生的条件为：（D ）（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2.饱和重度为20kN/m3的砂土，在临界水头梯度I Cr时，动水力G D大小为：（ C ）（A）1 kN/m3（B）2 kN/m3 （C）10 kN/m3 （D）20 kN/m33.反应土透水性质的指标是（D ）。
（A）不均匀系数（B）相对密实度（C）压缩系数（D）渗透系数4.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（C ）。
（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5.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映（D ）（A）压缩系数（B）固结系数（C）压缩模量（D）渗透系数6.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形（A ）（A）坑底隆起（B）流土（C）砂沸（D）流砂7.下属关于渗流力的描述不正确的是（D ）。
（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8.下列哪一种土样更容易发生流砂（B ）（A）砂砾或粗砂（B）细砂或粉砂（C）粉质黏土（D）黏土9.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 ）。
（A ）> （B ）= （C ）<10.在渗流场中某点的渗流力（ A ）。
（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11.评价下列说法的正误。
（ D ）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12.下列描述正确的是（ C ）。
（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13.土体渗流研究的主要问题不包括（ D ）。
（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14.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（ C ）个值。
（A ）m 3 （B ） kN/m 3 （C ） kN/m 3 （D ） kN/m 315.饱和土体的渗透过程应该是（ B ）（A ）孔隙水压力不断增加的过程 （B ）有效应力的增加而孔隙水压力减小的过程（C ）有效应力不断减少的过程 （D ）有效应力的减少而孔隙水压力增加的过程16.在渗流场中某点的渗透力（ A ）（A ）随水力坡降（水力梯度）增加而增加 （B ）随水力坡降（水力梯度）增加而减小（C ）与水力坡降无关17.下列哪种情况下土中超静孔隙水压力不变化（ C ）（A ）地基表面一次加荷后 （B ）基坑开挖过程中（C ）土坝中形成稳定渗流后，上下游水位不变期间18.在防治渗透变形措施中，哪些是在控制水力坡降 （ C ）（A ）上游做垂直防渗推幕或设水平铺盖 （B ）下游挖减压沟（C ）溢出部位铺设反滤层19.已知土体s d＝、e ＝1.则该土的临界水力坡降为多少 （ C ）（A ） （B ） （C ）20.下列土样中哪一种更容易发生流砂 （ B ）（A ）粗砂或砾砂 （B ）细砂和粉砂 （C ）铅土21.管涌形成的条件中，除具有一定的水力条件外还与几何条件有关，下列叙述正确的是：（ B ）（A ）不均匀系数Cu ＜10的土比不均匀系数Cu ＞10的土更容易发生管涌（B ）不均匀系数Cu ＞10的土比不均匀系数Cu ＜10的土更容易发生管涌（C ）与不均匀系数Cu 没有关系22.下述关于渗透力的描述正确的为：（ C ）①其方向与渗透路径方向一致 ②其数值与水头递度成正比 ③是一种体积力（A ）仅①②正确 （B ）仅①②正确 （C ）①②③都正确23.在常水头试验测定渗透系数k 中，饱和土样截面积为A ，长度为L 点水流经土样，当水头差h ∆，及渗出流量Q 稳定后，量测经过时间 t 内流经试样的水量V ，则土样的渗透系数k 为多少 （ C ）（A ）()ALt h V /∆ （B ）()LAt hV /∆ （C ）()hAt VL ∆/四、判断题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。
（√ ）10.土中水的渗透速度即为其实际流动速度。
（× ）五、简答题1.影响渗透系数大小的主要因素有哪些答：（1）土的粒度成分和矿物成分（2）土的密实度（3）土的饱和度（4）土的结构（5）水的温度（6）土的构造2.流砂现象防治的方法有哪些答：（1）减小或消除水头差：采用坑外降低地下水位或采用水下挖掘。
（2）增长渗流路径：打板桩。
（3）在向上渗流出口处地表压重。
（4）加固土层：冻结法、注浆法。
3.管涌发生的条件是什么防治措施有哪些答：发生条件:（1）必要条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。
通常发生在Cｕ>10的土中。
（2）水力条件：动水力能带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。
防治原则：（1）改变几何条件，在渗流逸出部位铺设反滤层。
（2）改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。
4.简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。
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。
5.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。
6.为什么流线与等势线总是正交的答：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dq e=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。
7.流砂与管涌现象有什么区别和联系答：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。
8.渗透力都会引起哪些破坏答：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等构造物整体失稳。
六、计算题1.如图4－1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）求土样1的渗透系数。
图4－1 （单位：cm）图4－2 （单位：cm）解：如图4－1，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：z c=0，h wc=90cm，h c=90cm（2）已知h bc=30%h ac，而h ac由图2-16知，为30cm，所以h bc=30%h ac=30=9cm∴ h b=h c－h bc=90－9=81cm 又∵ z b=30cm，故h wb=h b－z b=81－30=51cm（3）已知k2=0.05cm/s，q/A=k2i2= k2h bc/L2=9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s（4）∵ i1=h ab/L1=（h ac-h bc）/L1=（30-9）/30=，而且由连续性条件，q/A=k1i1=k2i2∴ k1=k2i2/i1==0.021cm/s2.某渗透装置如图4－2所示。