第二章 土的渗透性与渗流 - 答案
土力学地基基础章节计算题及答案
章节习题及答案第一章 土的物理性质1 有一块体积为60 cm 3的原状土样，重 N, 烘干后 N 。
已只土粒比重（相对密度）s G =。
求土的天然重度、天然含水量w 、干重度d、饱和重度sat、浮重度’、孔隙比e 及饱和度S r解：分析：由W 和V 可算得，由W s 和V 可算得d，加上G s ，共已知3个指标，故题目可解。
363kN/m 5.1710601005.1=⨯⨯==--V W γ 363s d kN/m 2.1410601085.0=⨯⨯==--V W γ 3w sws kN/m 7.261067.2=⨯===∴γγγγs s G G%5.2385.085.005.1s w =-==W W w 884.015.17)235.01(7.261)1(s =-+=-+=γγw e (1-12) %71884.06.2235.0s =⨯=⋅=e G w S r (1-14) 注意：1．使用国际单位制； 2．w为已知条件，w=10kN/m 3；3．注意求解顺序，条件具备这先做； 4．注意各的取值范围。
2 某工地在填土施工中所用土料的含水量为5%，为便于夯实需在土料中加水，使其含水量增至15%，试问每1000 kg 质量的土料应加多少水 解：分析：加水前后M s 不变。
于是：加水前： 1000%5s s =⨯+M M （1）加水后： w s s 1000%15M M M ∆+=⨯+ （2）由（1）得：kg 952s =M ，代入（2）得： kg 2.95w =∆M 注意：土料中包含了水和土颗粒，共为1000kg ，另外，swM M w =。
3 用某种土筑堤，土的含水量w ＝15％，土粒比重G s ＝。
分层夯实，每层先填0.5m ，其重度等＝16kN/ m 3，夯实达到饱和度r S ＝85%后再填下一层，如夯实时水没有流失，求每层夯实后的厚度。
解：分析：压实前后W s 、V s 、w 不变，如设每层填土的土颗粒所占的高度为h s ，则压实前后h s 不变，于是有：2211s 11e he h h +=+=（1） 由题给关系，求出：919.0116)15.01(1067.21)1(s 1=-+⨯⨯=-+=γγw e 471.085.015.067.2s 2=⨯==r S w G e 代入（1）式，得： m 383.05.0919.01471.011)1(1122=⨯++=++=e h e h4 某砂土的重度s γ＝17 kN/ m 3，含水量w ＝%，土粒重度s γ＝ kN/ m 3。
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 ）。
土力学课后习题答案
第一章 土的组成和物理分析1.1 已知土样试验数据为：土的重度19.03/kN m ，土粒密度2.713/g cm ，土的干重度为14.53/kN m ，求土样的含水率、孔隙比、孔隙率和饱和度。
解：（1） 含水率()()(19.014.5)100%100%100%100%31.03%14.5w d d s d dm V w m V γγγγγγ−−−=×=×=×=×= （2） 孔隙比(1) 2.71(131.03%)10110.86919.0s w g e ργ+×+×=−=−=（3） 孔隙率19.0110.46(1)2.7110(131.03%)s n g w γρ=−=−=+××+（4） 饱和度31.03% 2.71100.9680.86910.0s r ww g s e ργ××===×1.2某土样采用体积为1003cm 的环刀取样试验，用天平测得环刀加湿土的质量为241.0g ，环刀质量为55.0g ，烘干后土样质量为162.0g ，土粒比重为2.70,。
计算该土样的含水率w ，饱和度r S ，孔隙比e ，孔隙率n 及天然密度，饱和密度sat ρ，有效密度'ρ和干密度d ρ，并比较各种密度的大小。
解：湿土质量：241.055.0186.0m g =−= 土的湿重度：3186.21018.6/100mg kN m V γ×=== 含水率：186.0162.0100%100%100%14.8%162.0w s s s m m m w m m −−=×=×=×= 饱和度：[][]18.6 2.701014.8%60.0%(1)10 2.710(114.8%)18.6s r w s gwS g w γργργ×××===+−×××+−孔隙比：14.8% 2.70100.66660.0%10.0s r ww g e S ργ××===×孔隙率：0.6660.40110.666e n e ===++ 天然密度：3186.01.86/100m g cm V ρ===饱和密度：30.6661.010*******.666 2.02/100w s w v s sat e V m V m e g cm V Vρρρ+××++++====有效密度：'32.02 1.0 1.02/sat w g cm ρρρ=−=−=干密度：3162.01.62/100s d m g cm Vρ=== 比较各种密度的大小：'sat d ρρρρ>>>1.3土样试验数据见表1-16，求表内空白项的数值。
3清华大学-土力学与地基基础--第02章-土的渗透性和渗流问题
共轭调和，等值线正交
流函数
求解（流网） 边界条件
33
§2 土的渗透性和渗流问题 §2.2 平面渗流与流网
一. 平面渗流的基本方程及求解 1. 基本方程 水头描述
▪ 连续性条件
dq e v xdz v zdx
dq o
(vx
v x x
dx )dz
(vz
v z z
平面渗流 稳定渗流
与y、t无关
对单宽dy=1，取一微小单元dx, dz
z
x
Δh
z
vz
vz z
dz
vx
v
x
v x x
dx
vz
x
32
§2 土的渗透性和渗流问题 §2.2 平面渗流与流网
连续性条件 达西定律 流线方程 假定kx=kz
势函数的 基本方程
Laplace方程 （基本方程）
流函数的 基本方程
势函数
dz )dx
dq e dq o
vx vz 0 x z
z
vz
vz z
dz
vx
v
x
v x x
dx
vz
x
34
§2 土的渗透性和渗流问题 §2.2 平面渗流与流网
一. 平面渗流的基本方程及求解 1. 基本方程 水头描述
▪ 连续性条件 v x v z 0
x z
▪ 达西定律
vx
k x
h x
;
vz
k z
观察井
r2 r r1
dr dh
h1 h
h2
缺点： 费用较高，耗时较长
23
§2 土的渗透性和渗流问题 §2.1 土的渗透性与渗流规律
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。
(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。
土力学试题及答案
第1章 土的物理性质与工程分类一．填空题1． 颗粒级配曲线越平缓,不均匀系数越大，颗粒级配越好。
为获得较大密实度，应选择级配良好的土料作为填方或砂垫层的土料. 2． 粘粒含量越多，颗粒粒径越小，比表面积越大,亲水性越强，可吸附弱结合水的含量越多，粘土的塑性指标越大 3． 塑性指标p L p w w I -=，它表明粘性土处于可塑状态时含水量的变化范围，它综合反映了粘性、可塑性等因素。
因此《规范》规定：1710≤<p I 为粉质粘土，17>p I 为粘土。
4． 对无粘性土,工程性质影响最大的是土的密实度，工程上用指标e 、r D 来衡量. 5． 在粘性土的物理指标中,对粘性土的性质影响较大的指标是塑性指数p I 。
6． 决定无粘性土工程性质的好坏是无粘性土的相对密度,它是用指标r D 来衡量. 7． 粘性土的液性指标pL p L w w w w I --=,它的正负、大小表征了粘性土的软硬状态，《规范》按L I 将粘性土的状态划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
8． 岩石按风化程度划分为微风化、中等风化、强风化.9． 岩石按坚固程度划分为硬质岩石，包括花岗岩、石灰岩等；软质岩石,包括页岩、泥岩等。
10．某砂层天然饱和重度20=sat γkN/m 3,土粒比重68.2=s G ，并测得该砂土的最大干重度1.17max =d γkN/m 3，最小干重度4.15min =d γkN/m 3,则天然孔隙比e 为0.68，最大孔隙比=max e 0。
74，最小孔隙比=min e 0。
57。
11．砂粒粒径范围是0.075~2mm ，砂土是指大于2mm 粒径累计含量不超过全重50%,而大于0.075mm 粒径累计含量超过全重50％。
12．亲水性最强的粘土矿物是蒙脱石，这是因为它的晶体单元由两个硅片中间夹一个铝片组成，晶胞间露出的是多余的负电荷，因而晶胞单元间联接很弱，水分子容易进入晶胞之间，而发生膨胀。
《土力学》教案——第二章 土的渗透性和渗透问题
教学内容设计及安排第一节达西定律【基本内容】渗透——在水位差作用下，水透过土体孔隙的现象。
渗透性——土具有被水透过的性能。
一、达西定律v =ki =k Lh或用渗流量表示为q =vA =kiA式中 v ――渗透速度，cm/s 或m/d ；q ――渗流量，cm 3/s 或m 3/d ；i =h /L ――水力坡降（水力梯度），即沿渗流方向单位距离的水头损失，无因次； h ――试样两端的水头差，cm 或m ； L ――渗径长度；cm 或m ；k ――渗透系数，cm/s 或m/d ；其物理意义是当水力梯度i 等于1时的渗透速度； A ――试样截面积，cm 2或m 2。
【注意】由上式求出的v 是一种假想的平均流速，假定水在土中的渗透是通过整个土体截面来进行的。
水在土体中的实际平均流速要比达西定律采用的假想平均流速大。
二、达西定律的适用范围与起始水力坡降对于密实的粘土：由于结合水具有较大的粘滞阻力，只有当水力梯度达到某一数值，克服了结合水的粘滞阻力后才能发生渗透。
起始水力梯度――使粘性土开始发生渗透时的水力坡降。
(a ) 砂土 (b ) 密实粘土 (c )砾石、卵石粘性土渗透系数与水力坡降的规律偏离达西定律而呈非线性关系，如图（b ）中的实线所示，常用虚直线来描述密实粘土的渗透规律。
()b i i k v -= (2-3)式中 i b ――密实粘土的起始水力坡降；对于粗粒土中（如砾、卵石等）：在较小的i 下，v 与i 才呈线性关系，当渗透速度超过临界流速v cr 时，水在土中的流动进入紊流状态，渗透速度与水力坡降呈非线性关系，如图（c ）所示，此时，达西定律不能适用。
第二节 渗透系数及其确定方法【基本内容】一、渗透试验1．常水头试验常水头试验适用于透水性大（k >10-3cm/s ）的土，例如砂土。
常水头试验就是在整个试验过程中，水头保持不变。
试验时测出某时间间隔t 内流过试样的总水量V ，根据达西定律At LhkkiAt qt V === 即 hAtVL k =2．变水头试验粘性土由于渗透系数很小，流经试样的总水量也很小，不易准确测定。
土力学2.土的渗透性与渗透问题
三、层状地基的等效渗透系数 大多数天然沉积土层是由渗透系数不同的层土所组成，宏观上具有 非均质性。
厚度等效
层状土层
渗透系数等效
单一土层
等效方法： • 等效厚度等于各土层之和。 • 等效渗透系数的大小与水流的方向有关。
层状土的渗流
(一)水平向渗流 水平渗流的特点： (1)各层土中的水力坡降i＝(h/L)与等效土层的平均水力坡降i相同。
1．实验室测定法 目前在实验室中测定渗透系数k的试验方法很多，但从试验原理上大
体可分为常水头法和变水头法两种。 2．现场测定法 现场研究场地的渗透性，进行渗透系数k值测定时，常用现场并孔抽 水试验或井孔注水试验的方法。
常水头试验
适用于测定透水性 大的砂性土的渗透系数。
变水头试验
适用于测定渗透性 很小的粘性土的渗透系 数。由于粘性土的渗透 水量很少，用常水头试 验不易准确测定。 (二)影响渗透系数的因素 1．土的性质对k值的影响 (1)粒径大小与级配；(2)孔隙比；(3)矿物成分；(4)结构；(5)饱和度。 尤以前两项，即粒径大小和孔隙比对k 的影响最大。 2．渗透水的性质对k值的影响 水的性质对渗透系数k 值的影响主要是由于粘滞度不同所引起。温 度高时，水的粘滞性降低， k值变大：反之k值变小。
的是土样的整个断面积，其中包括了土粒骨架所占的部分面积在内。显然，土粒 本身是不能透水的，故真实的过水面积Av应小于A，从而实际平均流速认应大于v。 一般称v 为假想渗流速度v与vs的关系可通过水流连续原理建立:
Vs= v/n
为了研究的方便，渗流计算中均采用假想的平均流速。
(三)达西定律的适用范围 达西定律是描述层流状态下渗透流速与水头损失关系的规律，即渗 流速度v与水力坡降i成线性关系只适用于层流范围。在土木工程中，绝 大多数渗流，无论是发生砂土中或一般的粘性土中，均届于层流范围， 故达西定律均可适用。 二、渗透系数的测定和影响因素 渗透系数k是一个代表土的渗透性强弱的定量指标，也是渗流计算时 必须用到的一个基本参数。不同种类的土，A值差别很大。因此，准确地 测定土的渗透系数是一项十分重要的工作。 (一)渗透系数的测定方法 渗透系数的测定方法主要分实验室内测定和野外现场测定两大类。
(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。
2.土的渗透性作业(附答案)
【习题2—1】某渗透试验装置如图所示，砂Ⅰ的渗透系数0.2k cm s I =，砂Ⅱ的渗透系数0.1k cm s II =，砂样断面积2200A cm =。
试问：1．若在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面处安装一侧压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？ 2．渗透流量?Q =【解】1、总水头损失30h cm ∆=。
假定砂Ⅰ、砂Ⅱ各自的水头损失分别为h I ∆、h II ∆，则有30h h h cm I II ∆+∆=∆=。
根据渗流连续原理，流经两砂样的渗透流量Q应相等，即：Q k Ai k Ai I I II II ==，或写成：h hk k L L I II I II I II∆∆=，已知40L L cm I II ==，2k k I II =，所以，2h h II I ∆=∆，可求得，20h cm II ∆=，10h cm I ∆=。
所以，在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面处，测压管中水面将升至右端水面以上302010cm -= 2、3100.22001040h Q k Ai k Acm s L I I I I I ∆===⨯⨯=【习题2—2】（注岩2008D18）土坝因坝基渗漏严重，拟在坝顶利用旋喷桩技术做一道沿坝轴方向的垂直防渗心墙，墙身进入坝基不透水层中。
已知坝基基底为砂土层，厚度10m ，沿坝轴长度为100m ，旋喷桩墙体的渗透系数为71.010cm s -⨯，墙宽2m 。
问当上游水位高度40m ，下游水位高度10m 时，加固后该土石坝坝基的渗漏量最接近下列哪个选项的数值？（不考虑土坝坝身的渗漏量）3()0.9A m d 3() 1.1B m d3() 1.3C m d 3() 1.5D m d 【解】72340101.0101024360010010 1.2962Q kAi m d ---==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯= 答案为()C 。
【习题2—3】（注岩2009D2）某常水头试验装置如图示，土样Ⅰ的渗透系数10.7k cm s =，土样Ⅱ的渗透系数20.1k cm s =，土样横截面积2200A cm =，如果保持图中水位恒定，则该试验的流量应保持在下列哪个选项的数值？ 3() 3.0A cm s3() 5.75B cm s 3()8.75C cm s 3()12.0D cm s【解】垂直渗流：30300.17530300.70.1V i i H k cm s H k +===+∑ 3150.1752008.7560Q kAi cm s ==⨯⨯=答案为()C 。
清华土力学答案2020(1)
Gs (1 w)Uw U
1 为真题出现频率最
高的，务必滚瓜烂熟。
1-2 （清华土力学习题 1-2）饱和土孔隙 e=0.70，比重 Gs=2.72，用三相草图计算该土的
干重度γd，饱和重度γsat 和浮重度γ′，并求饱和度为 75%的Βιβλιοθήκη 度和含水量？（设 Vs=1 计算）
解：① Vs 1，则Vv e，ms 1u Gs Uw =Gs Uw，mw eUw
第一节 土的三相换算......................................................................................................... 2 第二节 土的性质、颗粒级配及定名................................................................................. 3 第三节 土的相对密实度..................................................................................................... 5 第四节 土的压实性............................................................................................................. 5 第二章 土的渗透性和渗流问题..................................................................................................5 第一节 达西定律..................................................................................................................5 第二节 渗透试验、抽水试验............................................................................................. 6 第三节 等效渗透系数......................................................................................................... 7 第四节 二维渗流与流网..................................................................................................... 7 第五节 渗透力与渗透破坏................................................................................................. 8 第三章 土体中的应力计算........................................................................................................10 第一节 有效应力原理....................................................................................................... 10 第二节 基底附加应力计算............................................................................................... 12 第四章 土的变形特性和地基沉降计算................................................................................... 15 第一节 土的一维压缩性指标........................................................................................... 15 第二节 地基沉降量计算................................................................................................... 15 第三节 饱和土体渗流固结理论....................................................................................... 17 第五章 土的抗剪强度................................................................................................................19 第一节 直接剪切试验....................................................................................................... 19 第二节 三轴压缩试验....................................................................................................... 21 第三节 组合三轴压缩试验............................................................................................... 24 第四节 孔隙水压力系数................................................................................................... 26 第五节 十字板剪切试验................................................................................................... 26 第六章 挡土结构物上的土压力................................................................................................27 第一节 朗肯土压力........................................................................................................... 27 第二节 库伦土压力........................................................................................................... 27 第三节 特殊土压力........................................................................................................... 28 第七章 边坡稳定分析................................................................................................................30 第一节 无粘性土边坡稳定性........................................................................................... 30 第二节 圆弧法边坡稳定性分析....................................................................................... 32 第八章 地基承载力....................................................................................................................33 第一节 土力学教材原理习题........................................................................................... 33 第二节 地基承载力深宽修正........................................................................................... 37 第三节 抗剪强度计算地基承载力................................................................................... 39
土力学第二章土的渗透性和渗透问题
§2.1 土的渗透性与渗透规律 Permeability and seepage law of soil
Ch2 土的渗透性和渗流问题 Permeability and seepage problem of soil
Ch2 土的渗透性和渗流问题 Permeability and seepage problem of soil
A
B
L
h1
h2
zA
zB
Δh
0
0
基准面
水力坡降线
总水头－单位质量水体所具有的能量
流速水头≈0
A点总水头：
B点总水头：
总水头：
水力坡降：
一．渗流中的水头与水力坡降
§2.1 土的渗透性与渗透规律 Permeability and seepage law of soil
概述
Ch2 土的渗透性和渗流问题 Permeability and seepage problem of soil
概述
Teton坝
渗流量
渗透变形
渗水压力
渗流滑坡
土的渗透性及渗透规律
二维渗流及流网
渗透力与渗透变形
扬压力
土坡稳定分析
挡水建筑物 集水建筑物 引水结构物 基坑等地下施工 边坡渗流
§2.3 渗透力与渗透变形 Seepage force and seepage deformaton
学习目标
学习基本要求
参考学习进度
学习指导
学习目标
掌握土的渗透定律与渗透力计算方法，具备对地基渗透变形进行正确分析的能力。
掌握土的渗透定律
01
掌握二维渗流及流网绘制
-第二章-土的渗透性及水的渗流例题习题
-第二章-土的渗透性及水的渗流例题习题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 ）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 2 － 16 习题 2 － 3 图（单位： cm ）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：z c =0 ，h wc = 90cm ，h c = 90cm（ 2 ）已知 D h bc =30% ′ D h ac ，而 D h ac 由图 2-16 知，为 30cm ，所以：D h bc =30% ′ D h ac =0.3 ′ 30= 9cm∴ h b = h c - D h bc =90-9= 81cm又∵ z b = 30cm ，故h wb = h b - z b =81-30= 51cm（ 3 ）已知k 2 = 0.05cm /s ， q/A= k 2 i 2 = k 2 ′ D h bc / L 2 =0.05 ′ 9/30= 0.015cm 3 /s/cm 2 = 0.015cm /s（ 4 ）∵ i 1 = D h ab / L 1 = （ D h ac - D h bc ） / L 1 = （ 30-9 ）/30=0.7 ，而且由连续性条件， q/A= k 1 i 1 = k 2 i 2∴ k 1 = k 2 i 2 / i 1 =0.015/0.7= 0.021cm /s2-4 在习题 2 － 3 中，已知土样 1 和 2 的孔隙比分别为 0.7 和 0.55 ，求水在土样中的平均渗流速度和在两个土样孔隙中的渗流速度。
《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( )。
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第二章土的渗透性与渗流
1. 埋藏在地表浅出、局部隔水层的上部，且具有自由水面的地下水称为（）
（A）上层滞水（B）潜水（C）承压水（D）孔隙水
正确答案：（A）
2. 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
正确答案：（D）提示：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。
3.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
正确答案：（A）提示：流砂常发生颗粒级配均匀的饱和砂土地基中。
4.饱和重度为 20kN/m3 的砂土，在临界水头梯度Icr时，动水力 G
D
大小为（）：（A） 1 kN/m3
（B） 2 kN/m3
（C） 10 kN/m3
（D） 20 kN/m3
正确答案：（C）
提示：动水力也称渗流力，其计算公式为：G
D =Iγ
w
，式中：I 为水头梯度，γ
w
为水的重度。
临界
水头梯度I
Cr =γ′/γ
w
=（γ
sat
－γ
w
）/ γ
w
，式中：γ′为土的有效重度；γ
s a t
为土的饱和
重度。
5. 下列土样中更容易发生流沙的是( )
(A)细砂或粉土（B）粗砂或砾砂（C）粉土（D）细砂或粉砂正确答案：（D）。