土力学第四章课后习题答案

4-3.在两种不同的土上进行降水头渗透试验，数据见下表。求这两种土的渗透系数。如果这两种土为相邻的土层，厚2.0m，求平行和垂直于层面方向的平均渗透系数。

测管面积

4 (cm2)测管初始

100cm 水头

土样面积

300 (cm2)测管最终

20cm 水头

土样高度

5 (cm)

1 号土2x

104s 经过时间

2 号土6x

104s

解：由题可得

A=300 cm2 a=4 cm2l=5 cm h1=100 cm h2=20 cm K=al/Atln(h1/h2)

t1=2 x 104s t2=6 x 104s

k1=4X 5/300 x 2x I04x ln(100/20)

=5.36 x 10-8m/s

k1=4x 5/300 x 6x I04x ln(100/20)

=1.79 x 10-8m/s

土层水平向的平均渗透系数：kh=(k1h1+k2h2)/(h1+h2)

-8 =4.76 x 10

m/s

土层竖直向的平均渗透系数：kv=(h1+h2)/(h1/k1+h2/k2)

=4.03 X 10-8m/s

4-4.试验装置如下图所示，已知土样长I = 30cm, Gs= 2.72, e= 0.63,

(1) 若水头差h= 20cm, 土样单位体积上的渗透力多少

(2) 判断土样是否发生流土？

(3) 求土样发生流土的水头差？

解: (1) j= Y w X i

i= △ h+ l

j = Y w X△h* I

=6.67KN/ m3

(2)渗透力方向与重力反向

当厶h X Y w=l X Y时发生流土

i cr= Y *Y w= ( G s—1)*( 1+e)

=1.06

i= △h* 1=0.67 v i cr=1.06

(3 )要使其发生流土，则i > i cr

i cr= Y * Y w = 1.06= △h* l

△h=l x i cr=31.8CM

即：发生流土所需的水头差为31.8CM