土力学与地基基础习题集与答案第3章
土力学与地基基础试题及答案
土力学与地基基础试题及答案一、单向选择题(每题1分,共13分)1.下列哪种地基不属于人工地基(A)。
[第一章]A.第四纪沉积土地基B.换填碎石土地基C.强夯粘土地基2.在一般高层建筑中,基础工程造价约占总造价的(B)。
[第一章]A.5%B.25%C.55%3.下列三种粘土矿物中,(A)含量高的土可塑性最高。
[第二章]A.蒙脱石B.伊利石C.高岭石4.对于级配连续的土,(C)级配良好。
[第二章]A.Cu5B.Cu=5C.Cu55.满足条件(B)的土为级配良好的土。
[第二章]A.Cu5,cc3~6B.Cu5,Cc=1~3C.Cu5,cc2~56.若将地基视为均质的半无限体,土体在自重作用下只能产生(A)。
[第三章]A.竖向变形B.侧向位移C.剪切变形7.单向偏心荷载作用在矩形基础上,偏心距e满足条件(C)时,基底压力呈梯形分布。
(L为矩形基础偏心方向边长)[第三章]A.eL/6B.e=L/6C.e8.上软下硬双层地基中,土层中的附加应力比起均质土时,存在(A)现象。
[第三章]A.应力集中B.应力扩散C.应力不变9.土的压缩之中,下列三个部分中,(C)所占的压缩量最大。
[第四章]A.固体土颗粒被压缩;B.土中水及封闭气体被压缩;C.水和气体从孔隙中被挤出。
10.土的压缩试验中,压缩仪(固结仪)中的土样在压缩过程中(B)。
[第四章]A.只发生侧向变形B.只发生竖向变形C.同时发生竖向变形和侧向变形11.土的压缩系数a1-2位于(A)范围时,土为低压缩性土。
[第四章]A. a1-20.1MPa-1B.0.1MPa-1≤a1-2<0.5 MPa-1C. a1-2≥MPa-112.采用规范法计算地基沉降时,沉降经验系数ψs与(C)无关。
[第四章]A.基底附加压力值B.沉降计算深度范围内压缩模量的当量值C.基础底面形状13.超固结比(OCR)指的是(A)。
[第四章]A.土的先期固结压力与现有土层自重应力之比B.现有土层自重应力与土的先期固结压力之比C.现有土层自重应力与土的后期固结压力之比二、填空题(每空2分,共20分)1.未经人工处理就可以满足设计要求的地基称为天然地基。
土力学与地基基础3
3.3 土的压缩性原位测试
在工地现场,选择有代表性部位进行载荷试验。根据 测试点深度,载荷试验分为浅层平板载荷试验和深层 平板载荷试验两种。载荷试验是通过承压板对地基土 分级施加压力 p,观测记录每级荷载作用下沉降随时 间的发展以及稳定时的沉降量 s,利用地基沉降的弹 性力学理论反算出土的变形模量和地基承载力。
3.3 土的压缩性原位测试
3.3 土的压缩性原位测试
压缩模量 Es 是土在完全侧限的条件下得到的,为竖向正应 力与相应的正应变的比值。该参数将用于地基最终沉降量计 算的分层总和法、应力面积法等方法中。
四、体积压缩系数
五、土的回填再压缩曲线
一、土的压缩系数
二、土的压缩系数Cc 三、压缩模量
四、体积压缩系数
五、土的回填再压缩曲线
工程中还常用体积压缩系数 m 这一指标作为地基沉降的计算 参数,体积压缩系数在数值上 等于压缩模量的倒数,其表达 式为:
V
上式中, m 的单位为 Mpa-1 (或 KPa-1 ), m 值越大,土 的压缩性越高。
3.2土的压缩性室内测试方法
一、试验仪器
二、试验方法 三、试验结果
主要仪器为侧限压缩仪,如下图所 示
一、试验仪器
二、试验方法 三、试验结果 1. 用环刀切取土样,用天平称质量。 2. 将土样一次装入侧限压缩仪的容 器。 3. 加上杠杆,分级施加竖向压力 pi。 4. 用测微计(百分表)按一定时间 间隔测记每级荷载施加后的读数 ( ΔHi)。 5. 计算每级压力稳定后试验的孔隙 三、压缩模量
四、体积压缩系数
在某些工况下,土体可能在受荷 压 缩后又卸荷,如拆除老建筑后 五、土的回填再压缩曲线在原址上建造新建筑物。当需要 考虑现场的实际 加荷情况对土体 变形影响时,应进行土 的回弹再 压缩试验。
土力学与地基基础第三版课后答案全解
第2章 土的性质及工程分类2.2 试证明下列换算公式 (1)1s w d d e ρρ=+(2) 1r w s w s er d r e γ+=+(3) (1)S r wd n s n−=证明: 令1s v =,则由v s v e v =得v v e =,1s v v v v e =+=+,由s s sm d v =·1w p 得s s s w s w m d v d ρρ== 由wsm w m =·100%得w s s w m wm wd ρ== 所以 (1)s w s w m m m d w ρ=+=+ (1)由 sd m vρ= 得 1s wd d eρρ=+ (2)由wr vv s v =·100%得s r wd s e =⇒s r wd s e =则(1)(1)11s w s w d w d w r m r g g g ve e ρρ++====++1s w s w d wr d r e +=+1r w s ws er d r e +=+ (3)由v v n v =·100% 得 11e n n e e n =⇒=+−,则w r vvs v =·100%=s wd e =(1)s vd n n − 2.3在土的三相组成示意图中,取土粒体积1s v =。
已知某土样的土粒比重s d =2.70,含水量=32.2%,土的天然密度ρ=1.913/g cm ,水的密度31.0/w g cm ρ=。
按各三相比例指标的定义,计算图2.50中6个括号内的数值及r s 和'r 。
解:因1s v =, 2.70s d =, w=32.2%, ρ=1.91g/3cm , 31.0/w g cm ρ=由(1) 2.70(10.322)1.0110.871.91s w d w e ρρ++=−=−= (1)3v v 0.87e cm ==(2)0.322w s v wd ==*2.70=0.873cm (3)110.87 1.87v e =+=+=3cm (4) 2.70s s w m d ρ==*1.0=2.70g(5)0.322w s w m wd ρ==*2.70*1.00.87g = (6) 3.57s w m m m g =+= (7)s r wd s e =或w v vv *0.87100%0.87=*100%=100% (8)''1 2.71110.87s w d r g g e ρρ−−===++*1039.1/kN m = 2.4 用体积为723cm 的环刀取得某原状土样重129.5g ,烘干后土重121.5g ,土粒比重为2.7,试计算该土样的含水量w 、孔隙比e 、饱和度r s 、重度r 、饱和重度sat r 浮重度'r 以及干重度d r ,并比较各重度的数值大小(先导得公式然后求解)。
土力学与地基基础参考答案 (新版)
2-3 如图2-16,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。
解:(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
1-15 试证明。试中、、分别相应于emax 、e、emin的干容重 证:关键是e和d之间的对应关系: 由,需要注意的是公式中的emax和dmin是对应的,而emin和dmax是 对应的。
第二章 土的渗透性及水的渗流
2-3 如图2-16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。
1-8 解:分析:由W和V可算得,由Ws和V可算得d,加上Gs,共已
知3个指标,故题目可解。
(1-12)
(1-14)
注意:1.使用国际单位制;
2.w为已知条件,w=10kN/m3;
3.注意求解顺序,条件具备这先做;
4.注意各的取值范围。
1-9 根据式(1—12)的推导方法用土的单元三相简图证明式(1-
图2-18 习题2-6图 (单位:m) 2-6 分析:本题只给出了一个抽水孔,但给出了影响半径和水位的 降低幅度,所以仍然可以求解。另外,由于地下水位就在透水土层内, 所以可以直接应用公式(2-18)。 解:(1)改写公式(2-18),得到: (2)由上式看出,当k、r1、h1、h2均为定值时,q与r2成负相关, 所以欲扩大影响半径,应该降低抽水速率。 注意:本题中,影响半径相当于r2,井孔的半径相当于r1。
3-1 分析:因为,所以为主应力。 解:由公式(3-3),在xoy平面内,有: 比较知,,于是: 应力圆的半径: 圆心坐标为: 由此可以画出应力圆并表示出各面之间的夹角。易知大主应力面与x 轴的夹角为90。 注意,因为x轴不是主应力轴,故除大主应力面的方位可直接判断 外,其余各面的方位须经计算确定。有同学还按材料力学的正负号规定 进行计算。 3-2 抽取一饱和黏土样,置于密封压力室中,不排水施加围压 30kPa(相当于球形压力),并测得孔隙压为30 kPa ,另在土样的垂直 中心轴线上施加轴压Δ=70 kPa(相当于土样受到— 压力),同时测得 孔隙压为60 kPa ,求算孔隙压力系数 A和B? 3-3 砂样置于一容器中的铜丝网上,砂样厚25cm ,由容器底导出一 水压管,使管中水面高出容器溢水面 。若砂样孔隙比e=0.7,颗粒重度 =26.5 kN/m3 ,如图3-42所示。求: (1) 当h=10cm时,砂样中切面 a-a上的有效应力? (2) 若作用在铜丝网上的有效压力为0.5kPa,则水头差h值应为多 少?
《土力学与地基基础》第3章 土的物理性质和工程分类
以及固、液两相相互作用所表现出来的性质。
土的三相比例指标
土的物理性质 无黏性土的密实度
黏性土的物理状态特征
土的物理性质指标(三相比例指标)
土的各组成部分的质量和体积之间的比例关系,能 直接反映土的状态和物理力学性质,间接反映土的工程 特性。
因此,需要对土的组成情况进行数量上的研究,这
就需要进行土工试验。(课本第40页)
围,形成一层不能自由移动的水。
2、自由水:是存在于土粒表面电场影响范围以外的水。
它的性质和普通水一样,能传递静水压力。
结合水: (课本第37页)
强结合水:是指紧靠土粒表面的结合水 弱结合水:是指紧靠于强结合水的外围形成的一层结合水
弱结合水 强结合水
土颗粒
结合水使土的颗粒互不 接触,便具有滑移的可能; 同时又使颗粒间具有一定的 联结强度,所以黏性土又具 有黏性和可塑性。
0.10 0.05 0.01 0.005 0.001
200g
10
5.0 10
2.0 16
1.0 18
0.5 24
0.25 0.1
0.075
22 38
72
土的粒径级配累积曲线
100
P
90 80
%
70
95
60 50
87
40
78
30 20
66
10
55
0
36
粒径(mm)
土的粒径越大,需要土试样越多。
颗粒级配曲线——根据标准筛各筛颗粒重量,计算出各级
工程上,Cu<5的土为均匀土(级配不良土); Cu>10的土为不均匀土(级配良好的土)。
(课本第36页)
曲率系数Cc——描述的是级配曲线的整体形状。
土力学 第三章习题答案
3.1解:当第四层为坚硬的石时,该层为不透水层,处于地下水位以下的土体不受浮力作用,计算自重应力时,地下水位以下的土体采用其饱和重度。
地下水位以下的土体其天然状态就是饱和状态,故其天然重度即是其饱和重度。
计算中第一层素填土γ1=18.0kN/m3,第二层粉土γ2=19.4kN/m3,第三层中砂γ3=19.8kN/m3。
此时,岩顶处的自重应力为σcz=γ1h1+γ2h2+γ3h3=18×1.5+19.4×3.6+19.8×1.8=132.5kPa当第四层为强风化岩石,该层为透水层,处于地下水位的土体会受到浮力作用,计算自重应力时,地下水位以下的土体采用浮重度;地下水位以上的土体采用天然重度。
地下水位在第一层素填土和第二层粉土的分界面处,计算中第一层素填土γ1=18.0kN/m3,第二层粉土γ/2=9.4kN/m3,第三层中砂γ/3=9.8kN/m3。
此时,岩顶处的自重应力为σcz=γ1h1+γ/2h2+γ/3h3=18×1.5+9.4×3.6+9.8×1.8=78.5kPa3.2解:根据题意知,地下水位以上的粉土处于饱和状态,其饱和重度即是其天然重度。
计算中,地下水位以上1.1m范围的粉土采用天然重度γ=20.1kN/m3,地下水位以下3.7m范围的粉土采用浮重度γ/=10.1kN/m3。
粉土底面的自重应力为σcz=γh1+γ/h2=20.1×1.1+10.1×3.7=59.48kPa3.3解:偏心荷载下,在计算中心点下的附加应力时,可将梯形分布的基底压力简化为均布荷载,均布荷载p0的大小等于基底附加压力最大值p max和最小值p min 之和的一半,即:p0=(p max+p min)/2=100kPa。
故本题可简化为条形基础作用均布荷载p0=100kPa,基础中心点下附加应力的计算,公式为:σz=αz p0,附加应力系数αz查P98页表3.5,计算列表如下:3.4解:为计算基础短边中心点下的附加应力,沿矩形基础长边方向,添加一块与原面积等大的荷载面,新的矩形基础长为原基础的2倍,宽不变。
土力学地基基础第四版习题答案
第二章土的物理性质和工程分类解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:M= Ms= Mw= V=50cm3, Gs=Ms/Vs=有:ρ=M/V= g/cm3;ρd=Ms/V= g/cm3;ω=Mw/Ms==%因为Mw=,ρw=1 g/cm3;所以Vw=;由Gs=Ms/Vs=,推出:Vs= Ms/==;Vv=V-Vs== cm3;Va=Vv-Vw= cm3;天然密度ρ=M/V= g/cm3;干密度ρd=Ms/V= g/cm3;饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=++×1)/50= g/cm3;天然含水率ω=Mw/Ms==%孔隙比e=Vv/Vs= =孔隙度n=Vv/V=500==%饱和度Sr= Vw/Vv= =解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:天然密度ρ=M/V= g/cm3;土粒比重Gs=Ms/Vs=;水位以下饱和度Sr= Vw/Vv=1假设V=1 cm3;则:M=; Ms=;Ms+Mw=;ρw=1 g/cm3;数值上Mw=Vw有 +Vw=Vs+Vw=1解上述方程组得:Vs =;Vw== Vv;故:Mw=;Ms==;天然密度ρ=M/V= g/cm3;干密度ρd=Ms/V= g/cm3;饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=++0×1)/50= g/cm3;天然含水率ω=Mw/Ms===%孔隙比e=Vv/Vs= =孔隙度n=Vv/V=1==52%饱和度Sr= Vw/Vv=1解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:干密度ρd=Ms/V= g/cm3;土粒比重Gs=Ms/Vs=;天然含水率ω=Mw/Ms=假设V=1 cm3;则:ρd=Ms/V= g/cm3;有:Ms=;土粒比重Gs=Ms/Vs= 有:Vs= cm3;天然含水率ω=Mw/Ms= 有:Mw =,ρw=1 g/cm3,Vw=;M= Ms+ Mw=+=Vv=V-Vs== cm3;Va=Vv-Vw= cm3;天然密度ρ=M/V=1= g/cm3;干密度ρd=Ms/V= g/cm3;饱和密度ρsat=(Mw+Ms+Va×ρw)/V=++×1)/1= g/cm3;天然含水率ω=%孔隙比e=Vv/Vs= =孔隙度n=Vv/V=1==%饱和度Sr= Vw/Vv= =又已知WL=%;Wp=%;ω=%;所以:Ip= WL- Wp=;大于10,小于17,所以为粉质粘土。
土力学与地基基础(一)X 课程 第三章 土的压缩性与地基沉降计算
第三章土的压缩性与地基沉降计算填空题:1、地下水位的升降会引起土中自重应力的变化,地下水位升高则引起土体中的有效自重应力__________,地下水位下降引起土体中的有效自重应力__________。
2、计算自重应力时,地下水位以下的重度应取__________。
3、为了简化计算,基底压力常近似按__________分布考虑。
4、某均质地基,已知其重度γ=17.6kN/m3,则地面下深度为3m处由上部土层所产生的竖向自重应力为__________kPa。
5、均布矩形荷载作用于地表,矩形荷载中心和角点的附加应力分别为σ0和σ1,则σ0和σ1的关系是__________。
6、在相同的压力作用下,饱和粘性土压缩稳定所需时间t1与饱和砂土压缩稳定所需时间t2的关系是__________。
7、若土的初始孔隙比为0.8,某应力增量下的压缩系数为0.3MPa-1,则土在该应力增量下的压缩模量等于__________。
8、按照土体前期固结压力与现有自重应力的关系,可将土分为正常固结土、__________和__________三大类。
9、从应力转化的观点出发,可以认为饱和土的渗透固结无非是:在有效应力原理控制下,土中孔隙压力消散和__________相应增长的过程。
10、在其他条件相同的情况下,固结系数增大,则土体完成固结所需时间的变化是__________。
11、常见的地基最终沉降量的计算方法有__________、__________和弹性力学法。
12、建筑物地基变形的特征有__________、__________、__________和__________四种类型。
选择题:1、自重应力在均匀土层中呈()分布。
(A)、折线(B)、曲线(C)、直线(D)、均匀2、地下水位升高会引起自重应力()。
(A)、增大(B)、减小(C)、不变(D)、不能确定3、某场地自上而下的土层分布为:第一层粉土,厚3m,重度Y为18kN/m3;第二层粘土,厚5m,重度为18.4kN/m3,饱和重度γsat=19.0kN/m3,地下水位距地表5m,则地表下6m 处的竖向自重应力等于()。
土力学习题集(第三版)含答案
第2章土的物理性质及分类1. 有一完全饱和的原状土样切满于容积为21.7cm3的环刀内,称得总质量为72.49g,经1 05℃烘干至恒重为61.28g,已知环刀质量为32.54g,土粒相对密度(比重)为2.74,试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比(要求按三项比例指标定义求解)。
2. 某原状土样的密度为1.85g/cm 3、含水量为34%、土粒相对密度为2.71,试求该土样的饱和密度、有效密度和有效重度(先导得公式然后求解)。
3. 某砂土土样的密度为1.77g/cm3,含水量为9.8%,土粒相对密度为2.67,烘干后测定最小孔隙比为0.461,最大孔隙比为0.943,试求孔隙比和相对密度,判断该砂土的密实度。
4. 某一完全饱和粘性土试样的含水量为30%,土粒相对密度为2.73 ,液限为33%,塑限为17%,试求孔隙比、干密度和饱和密度,并按塑性指数和液性指数分别定出该粘性土的分类名称和软硬状态。
1.解:2.解:设土颗粒体积为1由得3.解:由因为1/3< SPAN>所以该砂土的密实度为中密。
4.解:由得因为10<I P=16<17,该粘性土应定名为粉质粘土;因为0.75<I L=0.81<1.0,所以该粘性土的状态为软塑。
第3章土的渗透性及渗流3. 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:(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?4. 定水头渗透试验中,已知渗透仪直径,在渗流直径上的水头损失,在60s时间内的渗水量,求土的渗透系数。
一、简答题1地下水渗流时为什么会产生水头损失?水在土体中流动时,由于受到土粒的阻力,而引起水头损失。
并称单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗流力。
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?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。
土力学地基基础第四版习题答案
第二章土的物理性质和工程分类2.1解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:M=95.15g Ms=75.05g Mw=95.15-75.05=20.1g V=50cm, Gs=Ms/Vs=2.67有:p =M/V=1.9 g/cm3;p d=Ms/V=1.5 g/cm; 3 =Mw/Ms=0.268=26.8%因为Mw=95.15-75.05=20.1g p w=1 g/cm;所以Vw=20.1ci3;由Gs=Ms/Vs=2.67 推出:Vs= Ms/2.67=75.05/2.67=28.1cm3;Vv=V-Vs=50-28.1=21.9 cm;Va=Vv-Vw=21.9-20.1=1.8 crh;天然密度p =M/V=1.9 g/cm ;干密度p d=Ms/V=1.5 g/cm;饱和密度p sat=(Mw+Ms+Va p w)/V=(20.1+75.05+1.8 X 1)/50=1.94 g/cm 3;天然含水率3 =Mw/Ms=0.268=26.8%孔隙比e=Vv/Vs= 21.9/28.1=0.78孔隙度n=Vv/V=21.9/500=0.438=43.8%饱和度Sr= Vw/Vv= 20.1/21.9=0.918 2.2解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:天然密度P =M/V=1.84g/cm;土粒比重Gs=Ms/Vs=2.75水位以下饱和度Sr= Vw/Vv=1 假设V=1 cm;则:M=1.84g Ms=2.75Vs;Ms+Mw=1.84 p w=1 g/cm3;数值上Mw=Vw有2.75Vs+Vw=1.84Vs+Vw=1解上述方程组得:Vs =0.48;Vw=0.52= Vv;故:Mw=0.52g Ms=2.75Vs=1.32g天然密度P =M/V=1.84 g/cmi;干密度P d=Ms/V=1.32 g/cm;饱和密度p sat=(Mw+Ms+Va p w)/V=(0.52+1.32+0 X 1)/50=1.84 g/cm 3; 天然含水率3=Mw/Ms=0.52/1.32=0.394=39.4%孔隙比e=Vv/Vs= 0.52/0.48=1.08孔隙度n=Vv/V=0.52/1=0.52=52%饱和度Sr= Vw/Vv=12.3解:运用已知条件,按照土的三相关系,求出三相值,再按照各个参数的定义求得参数已知:干密度p d=Ms/V=1.54 g/cm;土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71 天然含水率3 =Mw/Ms=0.193 假设V=1 cm;贝U:p d=Ms/V=1.54 g/cm3;有:Ms=1.54g;土粒比重Gs=Ms/Vs=2.71 3有:Vs=0.568 cm;天然含水率3 =Mw/Ms=0.193 有:Mw =0.287g,p w=1 g/cm3,Vw=0.287cm3;M= Ms+ Mw=1.54+0.287=1.827gVv=V-Vs=1-0.568=0.432 cm3;天然密度P =M/V=1.827/1=1.827 g/cm3;干密度P d=Ms/V=1.54 g/cm;饱和密度p sat=(Mw+Ms+Va p w)/V=(0.287+1.54+0.145 X 1)/1=1.972 g/cm 3;天然含水率3 =19.3%孔隙比e=Vv/Vs= 0.432/0.568=0.76孔隙度n=Vv/V=0.432/1=0.432=43.2%饱和度Sr= Vw/Vv= 0.287/0.432=0.66又已知W=28.3% Wp=16.7%3 =19.3%所以:Ip= W L- Wp=28.3-16.7=11.6 ;大于10,小于17,所以为粉质粘土。
土力学与地基基础习题集与答案第3章
第3章土的渗透性及渗流(答案在最底端)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。
(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.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。
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。
土力学与地基基础3解析及试题
二、黄土黄土是我国地域分布最广的一种特殊性土类,它是第四纪时期形成的一种特殊堆积物。
其主要特征为:颜色以黄为主,有灰黄、褐黄等;含有大量粉粒(0.075~0.005mm),含量一般在55%以上;具有肉眼可见的大孔隙,孔隙比在1.0左右;富含碳酸盐类;无层理,垂直节理发育;具有湿陷性和易溶性、易冲刷性等,对工程建设有其特殊的危害性。
(一)黄土的湿陷性及其评价1.黄土湿陷的机理湿陷性是黄土最主要的工程特性。
所谓湿陷性就是黄土浸水后在外荷载或自重的作用下发生下沉的现象。
湿陷性黄土又可分为自重湿陷性和非自重湿陷性两类。
自重湿陷性黄土是指土层浸水后在土层自重作用下也能发生湿陷的黄土。
黄土湿陷的机理通常认为是由于黄土的结构特性和胶结物质的水理特性决定的。
黄土是在干旱或半干旱的气候条件下形成的,可溶盐逐渐浓缩沉淀而成为胶结物,这些因素增强了土粒之间抵抗滑移的能力,阻止了土体的自重压密。
黄土受水浸湿时,结合水膜增厚楔入颗粒之间,可溶性盐类溶解和软化,骨架强度降低,土体在上覆土层的自重压力或附加压力共同作用下土的结构迅速破坏,土粒滑向大孔隙,粒间孔隙减少,这就是黄土湿陷的机理。
黄土中胶结物的含量和成分以及颗粒的组成和分布,对于黄土的结构特点和湿陷性的强弱有着重要的影响。
胶结物含量大,粘粒含量多,黄土结构则致密,湿陷性降低,并使力学性质得到改善;反之,结构疏松、强度降低、湿陷性强。
此外,对于黄土中的盐类,如以难溶的碳酸钙为主,则湿陷性弱;若以石膏及易溶盐为主,则湿陷性强。
黄土的湿陷性还与孔隙比、含水率以及所受压力的大小有关。
天然孔隙比越大或天然含水率越小则湿陷性越强。
在天然孔隙比和含水率不变的情况下,压力增大,黄土湿陷量也增加,但当压力超过某一数值后,再增加压力,湿陷量反而减少。
【例题6】下列关于黄土的湿陷性强弱的叙述,不正确的是()。
A.黄土中胶结物以难溶的碳酸钙为主,则湿陷性强;B.黄土中胶结物以石膏及易溶盐为主,则湿陷性强;C.黄土中粘粒含量越大则湿陷性越弱;D.含水量越小孔隙比越大湿陷性越强;答案:A2.黄土湿陷性评价黄土的湿陷性是根据湿陷性系数sδ大小作出评价的。
土力学习题及答案
第一章 第二节1. 土颗粒的大小及其级配,通常是用颗粒累计级配曲线来表示的。
级配曲线越平缓表示:CA .土粒大小较均匀,级配良好 B. 土粒大小不均匀,级配不良 C .土粒大小不均匀,级配良好2. 土的颗粒级配,也可用不均匀系数表示,不均匀系数C u 是用小于某粒径的土粒质量累计百分数的两个限定粒径之比来表示的,即:A A .6010/u C d d = B .5010/u C d d = C. 6515/u C d d =3. 土的不均匀系数C u 越大,(曲率系数13C C =-)表示土的级配:CA .土粒大小不均匀,级配不良 B. 土粒大小均匀,级配良好 C. 土粒大小不均匀,级配良好33.判断: 颗粒级配曲线的曲率系数越大, 说明土中所含粘粒越多,土越不均匀* 错第一章 第三节6. 土的三相指标包括:土的比重、含水量、重度、孔隙比、孔隙率和饱和度,其中哪些为直接试验指标?AA .含水量、孔隙比、饱和度B 。
重度、含水量、孔隙比C .土粒比重、含水量、重度7.所谓土的含水量,主要是指:CA .水的质量与土全总质量之比B 。
水的体积与孔隙的体积之比C .水的质量与土体中固体部分质量之比8.已知一土样,土粒比重为2.7,含水量为30%,干重度为133/kN m ,天然重度为173/kN m ,饱和重度为18.23/kN m ,求该土样的孔隙比e 。
18.已知一饱和粘性土试样,土粒比重 2.7s G =,孔隙比 1.2e =,重度318/r kN m =,试求经烘干法测得含水率。
(习题课)35.判断:土的液性指数L I 会出现大于零或小于零的情况。
对第一章 第五节1-12 有三个土样,测得液性指数IL均为0.25,其天然含水率W和塑限W p如下,哪个土样属于粘土?(习题课)A.W=35%,Wp=35% B.W=30%,Wp=26.5% C. W=25%,Wp=22%1-24 有下列三个土样,试判断哪一个是粉质粘土:(习题课)AA.含水率W=42%,液限W L=50%,液性指数I L=0.4B.含水率W=35%,液限W L=45%,液性指数I L=0.5C.含水率W=30%,液限W L=40%,液性指数I L=0.3第一章第六节1-27 在砂垫层施工时,为使垫层密实,最好应在下述哪一种情况下夯实?(书P34)A A.含水率应等于最优含水率进行夯实B.在干砂情况下夯实C.在浸水情况下夯实1-28 用粘性土进行回填时,在下述哪种情况下压实效果最好?(书P33)BA.土的含水率接近液限时最好B.土的含水率接近塑限时最好C.土干的时候最第二章第二节2。
《土力学与地基基础》课程题库(第3章)
旗开得胜《土力学与地基基础》课程题库(第3章)一、名词解释土的密度、土粒的相对密度、土的饱和密度、土的有效密度、土的含水量、土的饱和度、土的孔隙比、土的孔隙率、界限含水量、液限、塑限、土的击实性、最优含水量、最大干密度、土的灵敏度二、单项选择题1、若土中孔隙全部被水充满,则称该土为()。
A.干土B.湿土C.饱和土D.非饱和土2、小于某粒径的土粒含量为总质量的10%时,所对应的粒径称为()粒径。
A.有效B.中值C.限制D.常用3、小于某粒径的土粒含量为总质量的60%时,所对应的粒径称为()粒径。
A.有效B.中值C.限制D.常用注:此题答案为“限制”,课本的写法不太规范。
4、小于某粒径的土粒含量为总质量的()时,所对应的粒径称为有效粒径。
A.10% B.30% C.50% D.60%5、若砂类土同时满足()时,则称其为级配良好的砂。
A.C u≥10和C c=3~6 B.C u≥5和C c=3~6C.C u≥10和C c=1~3 D.C u≥5和C c=1~36、土的结构基本类型不包括:()。
A.单粒结构B.蜂窝结构C.鸟巢结构D.絮状结构7、黏土的结构一般是()。
A.单粒结构B.蜂窝结构C.鸟巢结构D.絮状结构8、粉土的结构一般是()。
1旗开得胜A.单粒结构B.蜂窝结构C.鸟巢结构D.絮状结构9、砂土的结构一般是()。
A.单粒结构B.蜂窝结构C.鸟巢结构D.絮状结构10、土的颗粒分析试验所用方法一般为()。
A.环刀法B.烘干法C.筛分法D.比重瓶法11、土的密度试验所用方法一般为()。
A.环刀法B.烘干法C.筛分法D.比重瓶法12、土的含水率试验所用方法一般为()。
A.环刀法B.烘干法C.筛分法D.比重瓶法13、土粒比重试验所用方法一般为()。
A.环刀法B.烘干法C.筛分法D.比重瓶法14、关于土的重度,一般有()。
A .B .C .D .15、按《岩土工程勘察规范》,可采用()来判定砂土的密实度。
《土力学与地基基础(第3版)》题库3
第3章地基土的变形3.1土的压缩性一、选择题1.土的压缩变形是由(A)变形造成的。
A.土孔隙的体积压缩变形B.土颗粒的体积压缩变形C.土孔隙和土颗粒的体积压缩变形之和2•土体压缩性可用压缩系数a来描述(B)A.a越大,土的压缩性越小B.a越大,土的压缩性越大C.a的大小与土的压缩性无关3.土体压缩性e-p曲线是在何种条件下试验得到的(A)A.完全侧限B.无侧限条件C.部分侧限条件4•所谓土的压缩模量是指(A)A.安全侧限下,竖向应力与竖向应变之比B.无侧限条件下,竖向应力与竖向应变之比C.部分侧限条件下,竖向应力与竖向应变之比二、判断题1.e-p曲线越陡,说明随着压力的增加,土孔隙比的减小越显著,土的压缩性越高。
(V)2•压缩模量越大,表示土的压缩性越高。
(X)3•压缩系数越大,土的压缩性越高。
(V)3.2地基变形计算一、选择题1.有两个条形基础,基底附加应力分布相同,埋置深度也相同,但其基底长度不同,试问两基础沉降量有何不同(A)A.基底长度大的沉降量大B.基底长度大的沉降量小解:(a)已知叫二^ =2x10^m3/kN所C.两基础沉降量相同2•在基础底面以下压缩层范围内,存在有一层模量很大的硬土层,按弹性理论计算附加应力分布时,有何影响?(C)A.没有影响B.附加应力变大C.附加应力变小3•基底附加应力相同,埋置深度也相同,但基底面积不同的两个基础,他们的沉降量有何不同?(A)A.基底面积大的沉降量大B.基底面积下的沉降量大C.两基础沉降量相同二、判断题1•地下水位下降会增加土层的自重应力,引起地基沉降。
(X)2•绝对刚性基础不能弯曲,在中心荷载作用下个点的沉降量一样,所以基础底面的实际应力分布时均匀分布的。
(X)3•在沉降计算深度范围内有基岩存在时,取基岩表面为计算深度。
(V)三、计算题1•设土样样厚3cm,在100〜200kPa压力段内的压缩系数务=2X10—4,当压力为100kPa时,e=0.7。
《土力学与地基基础》习题解答
第一章 土的物理性质与工程分类(习题答案)习题1-1按规范求出图1-12颗粒级配曲线①、曲线②所示土中各粒组的百分比含量,并分析其颗粒级配情况。
图1-12 习题1-1图解:由图1-12查得曲线①和②小于个界限粒径的含量分别为表一中(2)、(3)栏所示。
(1) 界限粒径d20 5 2 0.5 0.25 0.074 0.002 (2) 小于某粒径的%曲线① 100 99 92 54 25 2 0 (3)曲线②10090774815有表一计算得到各粒组含量的%如表二所示。
习题1-2使用体积60cm 3的环刀切取土样,侧的土样质量为120g ,烘干后的质量为100g ,又经比重试验测得G s =2.70,试求①该土的湿密度ρ、湿重度γ、含水率ω和干重度γd ②在1立方米土体中,土颗粒、水与空气所占的体积和质量。
解:(1)3/260120cm g v m ===ρ γ=ρg=2×10=20KN/m 3%20%100100100120%100=⨯-=⨯-=s s m m m ω 3/67.162.01201m KN d =+=+=ωγγ(2)当V=1m 3时(1)粒组20~5 5~2 2~0.5 0.5~0.25 0.25~0.074 0.074~0.002 ≤0.002 (2) 各粒组含量% 曲线① 1 7 38 29 23 2 0 (3) 曲线② 01013293315由kg g V m V g m d s s d 16671010167.163=⨯⨯==⇒=-γγ 由kg m m m m s w sw3.3331667%20%100=⨯==⇒⨯=ωω 3333.010003.333m m V V m w w w w w w ===⇒=ρρ 由3617.010007.21667m G m V V m G w s S S w S s s =⨯==⇒=ρρ V a =V -V s -V w =1-0.617-0.333=0.05m 3习题1-31-3 试按三相草图推证下列两个关系式:(1) eG S s r ω= (2) )1(1n G eG w s w s d -=+=γγγ解:(1)将G s 、ω、e 的定义式代入等式右侧则:右式r vw v w w V m w w v w w v s s w w s s S S V V V V V V V m V V m m V m e G W w=====ρρρω故eG S S r ω=(2)e G G G G V g V V m V g m ws V V w s V V V w s V V w s w s w s s s d svsv s s +=+=====+11γγγγρργ 由上式可知:)1(n G VV V G V V G w s Vw s S w s d -=-==γγγγ 习题1-4某原状土样,测出该土的γ=17.8kN /m 3,ω=25%,G s =2.65,试计算该土的干重度γd 、孔隙比e 、饱和重度γsat 、浮重度γ’、和饱和度S r 。
土力学课后答案详解 第3章
第三章 思考题与习题思考题3.1 为什么地基不是弹性体,在求解地基中的应力分布时,仍可以采用弹性解析结果? 答:在计算地基中的附加应力时,为了简化,把地基简化为由土颗粒骨架和孔隙水共同组成的弹性体,把弹性力学的成果直接用于这样的弹性地基。
把这样由离散的土颗粒组成的符合摩擦法则的土假定为弹性体,在小应变时也是很不合适的。
例如,根据后面第四章可知,土的模量随着约束应力的不同而不同。
但是根据下面的公式可知,在弹性解中,垂直方向的应力成分与材料的特性无关,其它的应力成分也只与泊松比ν相关,与弹性模量E 无关。
所以,尽管按弹性理论计算出的变形不合适(本章也不介绍地基变形的弹性理论方法),但按弹性理论计算的应力分布的近似程度还能满足工程上的要求。
基于以上道理,可以采用下面的弹性解析结果。
① 用弹性力学的方法求地基中的应力分布,但沉降量则用固结沉降计算公式。
例如,可以根据e—logp 的关系式计算沉降量(根据弹性力学的公式也可以计算出地基的变形量,但是实际中不用它计算沉降,只用应力计算公式求应力分布)。
② 用弹性力学的方法求地基中的应力分布,估计可能发生问题的地基范围,确定调查和讨论的必要范围(常常用后述的应力泡的方法)。
③ 用弹性力学的方法求基础底面的接触压应力,设计基础。
应该注意,对于本来不是弹性体的地基,用弹性力学的方法只适用于求应力并不能求解地基的所有问题。
所以,近年来,基于土的弹塑性本构关系式、有限元等数值计算方法被广泛应用。
3.2 简述自重应力与附加应力。
并指出何种应力是引起地基变形的主要原因? 答:如果地面下土质均匀,土体重度为γ,则在天然地面上任意深度处z 处的水平面上的竖向自重应为z cz γσ=可见自重应力沿水平面均匀分布,且与Z 成正比。
基础通常是埋置在天然地面下一定深度的。
由于天然土层在自重作用下的变形已经完成,故只有超出基底处原有自重应力的那部分应力才使地基产生附加变形,使地基产生附加变形的基底压力称为基底附加压力p 0。
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第3章土的渗透性及渗流(答案在最底端)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。
(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。
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.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()。
A.>B.=C.<8. 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;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;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()个值。
(A)1.25kN/m3; (B)0.83 kN/m3; (C) 0.50 kN/m3; (D) 0.20 kN/m3。
13. 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》(GB5028 7-99)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) 。
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)求土样1的渗透系数。
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10-2m3/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。
图3-2 (单位:m)3. 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:(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?4. 定水头渗透试验中,已知渗透仪直径,在渗流直径上的水头损失,在60s 时间内的渗水量,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,厚度为渗透仪细玻璃管的内径为,实验开始时的水位差为,经过观察的水位差为,实验室的水温为20℃,试求式样的渗透系数。
6. 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,渗透系数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。
图3-4 板桩墙下的渗流图7.如图3-5所示,在长为10cm,面积的圆筒内装满砂土。
经测定,粉砂的,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。
图3-5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。
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。
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.D2.C3.D4.A5.D6.B7.A8.A9.D 10. C 11. D 12. C 13.D(注:按规范当时发生管涌)四、判断改错题1.√2.√3.,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.√9.,应将管涌与流土对调。
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: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=0.3⨯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= k2⨯∆h bc/L2=0.05⨯9/30=0.015cm3/s/cm2=0.015cm/s(4)∵ i1=∆h ab/L1=(∆h ac-∆h bc)/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/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。