《土力学》第三章习题集及详细解答

《土力学》第三章习题集及详细解答

第3章土的渗透性及渗流

一、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。

二选择题

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；

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

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》（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) 。

三判断改错题

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。

四、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？

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10-2m 3/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