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/m3
3.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 ）1.25kN/m 3 （B ）0.83 kN/m 3 （C ） 0.50 kN/m 3 （D ） 0.20 kN/m 3
15.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
＝2.7、e ＝1.则该土的临界水力坡降为多少? （ C ）
（A ）1.7 （B ）1.35 （C ）0.85
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bc ac，而ac由图2-16知，为30cm，
所以h bc ac
∴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= k2bc/L23/s/cm2=0.015cm/s
（4）∵ i1ab/L1=（ac-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/s
2.某渗透装置如图4－2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？
解：（1）设所求值为，砂样Ⅰ和砂样Ⅱ的高度分别为和。因各断面的渗流速度相等，故有
即
（2）砂与砂界面处的单位渗流量q为：
3.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。
解：
4.图4－3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4－3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4－3 板桩墙下的渗流图
解：（1）a、e点位于水面，故b、d位于土层表面，其孔隙压力分别为：
C点位于板桩底部，该点的水头损失为：
该点的孔压为：
（2）地基的单位渗水量：
5.如图4－4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4－4
解：（1）
因为，所以不会发生流砂。
（2）
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/m3 3.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
Q2第4章土中应力 一简答题 1.何谓土中应力？它有哪些分类与用途？ 2.怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？ 3.地下水位得升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中,有哪些问题应充分考虑其影响？ 4.基底压力分布得影响因素有哪些？简化直线分布得假设条件就是什么？ 5.如何计算基底压力与基底附加压力？两者概念有何不同？ 6.土中附加应力得产生原因有哪些？在工程实用中应如何考虑？ 7.在工程中,如何考虑土中应力分布规律？ 二填空题 1、土中应力按成因可分为与。 2、土中应力按土骨架与土中孔隙得分担作用可分为与 。 3、地下水位下降则原水位出处得有效自重应力。 4、计算土得自重应力应从算起。 5、计算土得自重应力时,地下水位以下得重度应取。 三选择题 1.建筑物基础作用于地基表面得压力,称为()。 (A)基底压力;(B)基底附加压力;(C)基底净反力;(D)附加应力 2.在隔水层中计算土得自重应力c时,存在如下关系()。 (A) =静水压力 (B) =总应力,且静水压力为零 (C) =总应力,但静水压力大于零 (D)=总应力—静水压力,且静水压力大于零 3.当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水与承压水时,在潜水位以下得土中自重应力为()。 (A)静水压力 (B)总应力 (C)有效应力,但不等于总应力 (D)有效应力,但等于总应力 4.地下水位长时间下降,会使()。 (A)地基中原水位以下得自重应力增加 (B)地基中原水位以上得自重应力增加 (C)地基土得抗剪强度减小 (D)土中孔隙水压力增大 5.通过土粒承受与传递得应力称为()。 (A)有效应力;(B)总应力;(C)附加应力;(D)孔隙水压力 6.某场地表层为4m厚得粉质黏土,天然重度=18kN/m3,其下为饱与重度sat=19 kN/m3得很厚得黏土层,地下水位在地表下4m处,经计算地表以下2m处土得竖向自重应力为()。 (A)72kPa ; (B)36kPa ;(C)16kPa ;(D)38kPa 7.同上题,地表以下5m处土得竖向自重应力为()。 (A)91kPa ; (B)81kPa ;(C)72kPa ;(D)41kPa
土力学 第二章 2-2、有一饱和的原状土样切满于容积为21.7cm 3的环刀内，称得总质量为72.49g ，经105℃烘干至恒重为61.28g ，已知环刀质量为32.54g ，土粒比重为2.74，试求该土样的湿密度、含水量、干密度及孔隙比（要求汇出土的三相比例示意图，按三相比例指标的定义求解）。 解：3/84.17 .2154 .3249.72cm g V m =-== ρ %3954 .3228.6128 .6149.72=--== S W m m ω 3/32.17 .2154 .3228.61cm g V m S d =-== ρ 069.149 .1021.11=== S V V V e 2-3、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（先推导公式然后求解）。 解：（1）V V m W V s sat ρρ?+= W S m m m +=Θ S W m m = ω 设1=S m ρω +=∴1V W S S S V m d ρ= Θ W S W S S S d d m V ρρ?=?=∴1
()()()()()()3 W S S W S S W W sat cm /87g .1171 .20.341171.285.1d 11d 11d 111d 11111=+?+-?=++-= +++???? ? ? - = +-++=+???? ???-++= ∴ρωρω ρωρω ρρωρρ ω ρρρωρW S d 有 （2）()3 '/87.0187.1cm g V V V V V V V m V V m W sat W V S sat W V W V W S S W S S =-=-=+-=-+-=-= ρρρρρρρρρ （3）3''/7.81087.0cm kN g =?=?=ργ 或 3 ' 3/7.8107.18/7.181087.1cm kN cm kN g W sat sat sat =-=-==?=?=γγγργ 2-4、某砂土土样的密度为1.77g/cm 3，含水量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e 和相对密实度Dr ，并评定该砂土的密实度。 解：（1）设1=S V ()e d e m m e m m V m W S S S W S +?+=++?=++== 1111ρωωρ 整理上式得 ()()656.0177 .1167.2098.0111=-?+= -?+= ρ ρωW S d e （2）595.0461 .0943.0656 .0943.0min max max =--=--= e e e e D r （中密） 2-5、某一完全饱和黏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黏性土的分类名称和软硬状态。 解：819.073.230.0=?=?=?== S W S W S S W S W V d V V d V V e ωρρωρρ 3/50.1819 .011 73.21cm g e d V m W S S d =+?=+== ρρ
第四章 土的渗透性和渗流问题 第一节 概述 土是由固体相的颗粒、孔隙中的液体和气体三相组成的，而土中的孔隙具有连续的性质，当土作为水土建筑物的地基或直接把它用作水土建筑物的材料时，水就会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。 渗透：在水头差作用下，水透过土体孔隙的现象 渗透性：土允许水透过的性能称为土的渗透性。 水在土体中渗透，一方面会造成水量损失，影响工程效益；另一方面将引起土体内部应力状态的变化，从而改变水土建筑物或地基的稳定条件，甚者还会酿成破坏事故。 此外，土的渗透性的强弱，对土体的固结、强度以及工程施工都有非常重要的影响。 本章将主要讨论水在土体中的渗透性及渗透规律，以及渗透力渗透变形等问题。 第二节 土的渗透性 一、土的渗透规律——达西定律 (一)渗流中的总水头与水力坡降 液体流动的连续性原理：（方程式） dw v dw v w w ??=2 211 2211v w v w = 1 221w w v v = 表明：通过稳定总流任意过水断面的流量是相等的；或者说是稳定总流的过水断面的 平均流速与过水断面的面积成反比。 前提：流体是连续介质 流体是不可压缩的； 流体是稳定流，且流体不能通过流面流进或流出该元流。 理想重力的能量方程式（伯努利方程式1738年瑞士数学家应用动能定理推导出来的。） c g v r p Z =++22 饱和土体空隙中的渗透水流，也遵从伯努利方程，并用水头的概念来研究水体流动中 的位能和动能。 水头：实际上就是单位重量水体所具有的能量。 按照伯努利方程，液流中一点的总水头h ，可以用位置水头Z ，压力水头U/r w 和流速水
《土力学》习题 第一章 土的物理性质及工程分类 选择题 1.土颗粒的大小及其级配，通常是用颗粒级配曲线来表示的。级配曲线越平缓表示： A ．土颗粒大小较均匀，级配良好 B.土颗粒大小不均匀，级配不良 C. 土颗粒大小不均匀，级配良好 2.作为填土工程的土料，压实效果与不均匀系数u C 的关系： A ．u C 大比u C 小好 B. u C 小比u C 大好 C. u C 与压实效果无关 3.有三个同一种类土样，它们的含水率w 都相同，但是饱和度r S 不同，饱和度r S 越大的土，其压缩性有何变化？ A.压缩性越大 B. 压缩性越小 C. 压缩性不变 4.有一非饱和土样，在荷载作用下，饱和度由80%增加至95%。试问土样的重度γ和含水率w 怎样改变？ A ．γ增加，w 减小 B. γ不变，w 不变 C. γ增加，w 增加 5.土的液限是指土进入流动状态时的含水率，下述说法哪种是对的？ A ．天然土的含水率最大不超过液限 B. 液限一定是天然土的饱和含水率 C. 天然土的含水率可以超过液限，所以液限不一定是天然土的饱和含水率 判断题 6.甲土的饱和度大与乙土的饱和度，则甲土的含水率一定高于乙土的含水率 7.粘性土的物理状态是用含水率表示的，现有甲、乙两种土，测得它们的含水率乙甲w w ，则可以断定甲土比乙土软 8.土的液性指数L I 会出现L I >0或L I <0的情况 9.土的相对密实度r D 会出现r D >1或r D <1的情况 10.土的天然重度越大，则土的密实性越好 计算题 11.击实试验，击实筒体积1000cm 2，测得湿土的质量为1.95kg ，取一质量为17.48kg 的湿土，烘干后质量为15.03kg ，计算含水率w 和干重度d r 。 12.已知某地基土试样有关数据如下：①天然重度r =18.4 kN/m 3，干密度d r =13.2 kN/m 3；
《土力学》第四章练习题及答案 第4章土中应力 一、填空题 1.由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底压力分布图形是形，桥梁墩台等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是的。 2.地基中附加应力分布随深度增加呈减小，同一深度处，在基底点下，附加应力最大。 3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距e > l/6时，基底与地基局部，产生应力。 4.超量开采地下水会造成下降，其直接后果是导致地面。 5.在地基中同一深度处，水平向自重应力数值于竖向自重应力，随着深度增大，水平向自重应力数值。 6.在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础，比相同宽度的方形基础。 7.上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用下，将发生应力现象，反之，将发生应力现象。 二、名词解释 1.基底附加应力 2.自重应力 3.基底压力 4.地基主要受力层 三、简答题 1. 地基附加应力分布规律有哪些？ 四、单项选择题 1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为： （A）折线减小 （B）折线增大 （C）斜线减小 （D）斜线增大 您的选项（） 2.宽度均为b，基底附加应力均为p0的基础，同一深度处，附加应力数值最大的是： （A）方形基础 （B）矩形基础 （C）条形基础 （D）圆形基础（b为直径） 您的选项（） 3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是： （A）柱下独立基础 （B）墙下条形基础 （C）片筏基础 （D）箱形基础 您的选项（） 4.基底附加应力p0作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：
（A）基础底面 （B）天然地面 （C）室内设计地面 （D）室外设计地面 您的选项（） 5.土中自重应力起算点位置为： （A）基础底面 （B）天然地面 （C）室内设计地面 （D）室外设计地面 您的选项（） 6.地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是： （A）原水位以上不变，原水位以下增大 （B）原水位以上不变，原水位以下减小 （C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小 （D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大 您的选项（） 7.深度相同时，随着离基础中心点距离的增大，地基中竖向附加应力： （A）斜线增大 （B）斜线减小 （C）曲线增大 （D）曲线减小 您的选项（） 8.单向偏心的矩形基础，当偏心距e < l/6（l为偏心一侧基底边长）时，基底压应力分布图简化为： （A）矩形 （B）梯形 （C）三角形 （D）抛物线形 您的选项（） 9.宽度为3m的条形基础，作用在基础底面的竖向荷载N＝1000kN/m ，偏心距e＝0.7m，基底最大压应力为： （A）800 kPa （B）417 kPa （C）833 kPa （D）400 kPa 您的选项（） 10.埋深为d的浅基础，基底压应力p与基底附加应力p0大小存在的关系为： （A）p < p0 （B）p = p0 （C）p = 2p0 （D）p > p0 您的选项（） 11.矩形面积上作用三角形分布荷载时，地基中竖向附加应力系数K t是l/b、z/b的函数，b
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 u γ和流速水头g v 22 之和表示，即 1)-(2 22 g v u z 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。 对于流经土体中A 、B 二点渗流（图2－2），按照式（2－1），A 、B 两点的总水头可分别表示为： g v u z h g v u z h B w B B A w A A 22222 1++=++=γγ 且 h h h ?+=21
《土力学》第四章习题集及详细解答 第4章土中应力 一填空题 1.土中应力按成因可分为和。 2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为和。 3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。 4.计算土的自重应力应从算起。 5. 计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取。 二选择题 1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A ）。 (A)基底压力；(B)基底附加压力；(C)基底净反力；(D)附加应力 2．在隔水层中计算土的自重应力c时，存在如下关系（ B ）。 (A) =静水压力 (B) =总应力，且静水压力为零 (C) =总应力，但静水压力大于零 (D)=总应力—静水压力，且静水压力大于零 3．当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下的土中自重应力为（ C ）。 (A)静水压力 (B)总应力 (C)有效应力，但不等于总应力 (D)有效应力，但等于总应力 4．地下水位长时间下降，会使（ A ）。 (A)地基中原水位以下的自重应力增加 (B)地基中原水位以上的自重应力增加 (C)地基土的抗剪强度减小 (D)土中孔隙水压力增大 5．通过土粒承受和传递的应力称为（ A ）。 (A)有效应力；(B)总应力；(C)附加应力；(D)孔隙水压力 6．某场地表层为4m厚的粉质黏土，天然重度=18kN/m3，其下为饱和重度sat=19 kN/m3的很厚的黏土层，地下水位在地表下4m处，经计算地表以下2m处土的竖向自重应力为（ B ）。 (A)72kPa ； (B)36kPa ；(C)16kPa ；(D)38kPa 7．同上题，地表以下5m处土的竖向自重应力为（ A ）。 (A)91kPa ； (B)81kPa ；(C)72kPa ；(D)41kPa 8．某柱作用于基础顶面的荷载为800kN，从室外地面算起的基础深度为1.5m，室内地面比室外地面高0.3m，基础底面积为4m2，地基土的重度为17kN/m3，则基底压力为（ C ）。
一、选择题 1. 地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是：（） （A）原水位以上不变，原水位以下增大 （B）原水位以上不变，原水位以下减小 （C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小 （D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大 2. 当地下水位突然从地表下降至基底平面处，对基底附加应力的影响是（）。 （A）没有影响（B）基底附加压力增大 （C）基底附加压力减小（D）不确定 3.当地下水自下向上渗流时，土层中骨架应力有何影响?（） （A）不变（B）不确定（C）增大（D）减小 4. 基底附加应力P0作用下，地基中附加应力随深度Z增大而减小，Z的起算点为：（） （A）基础底面（B）天然地面 （C）室内设计地面（D）室外设计地面 二、填空题 1.计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取（），地下水位以 上的重度应取（）。 2.地基中附加应力分布随深度增加呈（）减小，同一深度处，在基 底（）点下，附加应力最大。 3.土中自重应力起算点位置为（）
三、名词解释 1.土的自重应力 2. 土中的附加应力 3.饱和土的有效应力原理 四、简答题 1、简述地基土自重应力分布特征。 答案： 一、 1. A 2. A 3. C 4. A 二、 1.有效重度（浮重度）天然重度 2. 曲线中心 3. 天然地面 三、 1.土的自重应力：土体受到自身重力作用而存在的应力。 2.土中的附加应力：土体受外荷载（包括建筑物荷载、交通荷载、 堤坝荷载等）以及地下水渗流、地震等作用下在地基中引起的应力。 3.饱和土的有效应力原理：饱和土中任意一点的总应力总是等于 有效应力加上孔隙水压力。 四、 1. 答：自重应力分布线是一条折线，转折点在土层构造层的交界处和地下水位处；自重应力随土层深度增加而增大；地下水位的升降会
第4章 地基的应变部分习题解答 4-1 解： （1）628.01)9.19/)2.01(107.2(1)/)1((0=-+??=-+=γγw d e w s 571.07.0)20/)628.01((628.0)/)1((10001=?+-=+-=s h e e e 551.0)7.095.0())7.020/()571.01((571.0)/)1((2112=-?-+-=+-=s h e e e t （2）MPa p p e e a 2.01000)100200/()551.0571.0()/()(122121=?--=--=- MPa a e E t s 85.72.1/)571.01(/)1(2121=-+=+=-- （3）MPa a 2.021=- 属中压缩性 4-3 解： （1）由)/((p p e e a --=和a e E /)1(+=列表计算 1214-6 解： （1）基底附加压力 γ-+=d A F p 20/0 kpa d 1271)1820(2.7/900=?-+= 地基为均质粘土，故不用分层，初按式（3-33）确定n z m n nb b z n 45.4)241.05.2(2)41.05.2(=-=-= 取m z n 5.4=，m z 3.0= 将基底面积为相同的小块（m l 8.1= m b 1=）采用角点法 当00=z 时，000=αz m z 5.41= 4914.012285.041=?=α mm x z z E p s s 2.56)04914.05.4(5/127)(/00110=-??=-=α 计算z ?层土的压缩量'n s ? 当m z 2.4'= 5156.01289.04'=?=α mm z z E p S s n 2.1)5156.02.44914.05.4(5/127)''(/110'=?-?=-=?αα 025.0021.02.56/2.1'/'<==?s S n 满足要求 由Mpa E s 5= 查9.0=s ψ （取k f p 75.00=） mm s s s 6.502.569.0'=?=?=ψ （2）考虑相邻基础的影响 初定m z 6= m z 3.0=? 00=z 000=αz m z 61=自身荷载作用下3964.040991.0=?=α 相邻基础的影响（荷载面积)2)(?-oabe oacd 对面积查oacd 89.38.1/7/1==b 33.38.1/6/==b z 查得1613.0=α 对面积查oabe 78.28.1/5/1==b 33.38.1/6/==b z 查得1594.0=α 故0074.02)1594.01631.0(=?-=α 实际上4038.00074.03964.0=+=α
土力学课后习题与答案 思考题1 1-１什么叫土?土是怎样形成的？粗粒土和细粒土的组成有何不同？ 1-2 什么叫残积土?什么叫运积土？他们各有什么特征? 1－3 何谓土的级配？土的粒径分布曲线是怎样绘制的?为什么粒径分布曲线用半对数坐标? １－４何谓土的结构？土的结构有哪几种类型?它们各有什么特征? １-5 土的粒径分布曲线的特征可以用哪两个系数来表示?它们定义又如何? １－６如何利用土的粒径分布曲线来判断土的级配的好坏？ 1-7 什么是吸着水？具有哪些特征? 1－８什么叫自由水？自由水可以分为哪两种? 1-9 什么叫重力水?它有哪些特征？ 1－１0 土中的气体以哪几种形式存在?它们对土的工程性质有何影响？ １－1１什么叫的物理性质指标是怎样定义的?其中哪三个是基本指标? 1-１2 什么叫砂土的相对密实度?有何用途? 1-13 何谓粘性土的稠度?粘性土随着含水率的不同可分为几种状态？各有何特性？ 1-１4 何谓塑性指数和液性指数？有何用途? １-15 何谓土的压实性?土压实的目的是什么? 1－16 土的压实性与哪些因素有关？何谓土的最大干密度和最优含水率? 1-17 土的工程分类的目的是什么? 1-18 什么是粗粒土?什么叫细粒土? 思考题２ 2-１土中的应力按照其起因和传递方式分哪几种?怎么定义？ ２-2 何谓自重应力，何谓静孔隙水应力？计算自重应力应注意些什么? ２-３何谓附加应力,空间问题和平面问题各有几个附加应力分量？计算附加应力时对地基做了怎样的假定? 2－4 什么叫柔性基础?什么叫刚性基础？这两种基础的基底压力有何不同？ 2-5 地基中竖向附加应力的分布有什么规律?相邻两基础下附加应力是否会彼此影响? 2－6 附加应力的计算结果与地基中实际的附加应力能否一致,为什么? 2－7 什么是有效应力？什么是孔隙应力？其中静孔隙应力如何计算？
第二篇 土力学 第四章 土的渗透性和渗流问题 第一节 概述 土是由固体相的颗粒、孔隙中的液体和气体三相组成的，而土中的孔隙具有连续的性质，当土作为水土建筑物的地基或直接把它用作水土建筑物的材料时，水就会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。 渗透：在水头差作用下，水透过土体孔隙的现象 渗透性：土允许水透过的性能称为土的渗透性。 水在土体中渗透，一方面会造成水量损失，影响工程效益；另一方面将引起土体内部应力状态的变化，从而改变水土建筑物或地基的稳定条件，甚者还会酿成破坏事故。 此外，土的渗透性的强弱，对土体的固结、强度以及工程施工都有非常重要的影响。 本章将主要讨论水在土体中的渗透性及渗透规律，以及渗透力渗透变形等问题。 第二节 土的渗透性 一、土的渗透规律——达西定律 (一)渗流中的总水头与水力坡降 液体流动的连续性原理：（方程式） dw v dw v w w ?? =2 21 1 2211v w v w = 1 2 21w w v v = 表明：通过稳定总流任意过水断面的流量是相等的；或者说是稳定总流的过水断面的 平均流速与过水断面的面积成反比。 前提：流体是连续介质 流体是不可压缩的； 流体是稳定流，且流体不能通过流面流进或流出该元流。 理想重力的能量方程式（伯努利方程式1738年瑞士数学家应用动能定理推导出来的。） c g v r p Z =++22 饱和土体空隙中的渗透水流，也遵从伯努利方程，并用水头的概念来研究水体流动中 的位能和动能。 水头：实际上就是单位重量水体所具有的能量。 按照伯努利方程，液流中一点的总水头h ，可以用位置水头Z ，压力水头U/r w 和流速水 头V 2/2g 之和表示，即 g v r u Z h w 22 ++= 4-1 此方程式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，而其量纲都是 长度。
《土力学》第五章习题集及详细解答 第5章土的压缩性 一填空题 1．压缩系数= ，表示压力范围= ，= 的压缩系数，工程上常 用评价土的压缩性的高低。 2．可通过室内试验测定的土体压缩性的指标有、、和。 3．天然土层在历史上所经受过的包括自重应力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力称为。 4．据前期固结压力，沉积土层分为、、三种。 5．在研究沉积土层的应力历史时，通常将与之比值定义为超固结比。二选择题 1．评价地基土压缩性高低的指标是（） (A)压缩系数；(B)固节系数；(C)沉降影响系数；(D)参透系数 2．若土的压缩曲线（e-p曲线）较陡，则表明（） (A)土的压缩性较大(B)土的压缩性较小 (C)土的密实度较大(D)土的孔隙比较小 3．固结实验的排水条件为（） (A)单面排水；(B)双面排水；(C)不排水；(D)先固结，后不排水 4．在饱和土的排水固结过程中，若外载荷不变，则随着土中有效应力（） (A)孔隙水压力u相应的增加；(B)孔隙水压力u相应的减少 (C)总应力δ相应增加；(D)总应力δ相应减少 5．无黏性土无论是否饱和，其实形达到稳定的所需时间都比透水性小的饱和黏性土（）(A)长得多；(B)短得多；(C)差不多；(D)有时更长，有时更短 6．在饱和土的排水固节过程中，通常孔隙水压力u与有效力将发生如下的变化（）(A)u不断减少，不断增加；(B)u不断增加，不断减少 (C)u与均不断减少；(D)u与均不断增加 7．土体产生压缩的时（） (A) 土中孔隙体积减少,土粒体积不变；(B)孔隙体积和土粒体积均明显减少 (C)土粒和水的压缩量均较大；(D)孔隙体积不变 8．土的变形模量可通过（）实验来测定。 (A)压缩；(B)载荷；(C)渗透；(D)剪切； 9．土的e-p曲线愈平缓，说明（） (A)压缩模量愈小；(B)压缩系数愈大 (C)土的压缩性愈低；(D)土的变形愈大 10．若土的压缩系数a1-2=0.1MPa-1,则该土属于（） (A)低压缩性土；(B)中压缩性土；(C)高压缩性土；(D)低灵敏土 11．已知土中某点的总应力，孔隙水压力，则有应力等于（ ） (A)20kPa ；(B)80kPa；(C)100kPa；(D)120kPa 12．下列说法中，错误的是（） (A)土在压力作用下体积会减小 (B)土的压缩主要是土中孔隙体积的减少
《土力学》课后习题答案 第一章 1-1： 已知：V=72cm3m=129.1g m s=121.5g G s=2.70 则： 129.1121.5 6.3% 121.5 s s m m w m -- === 3 3 3 3 129.1 *1017.9/ 72 121.5 45 2.7 724527 1.0*27121.5 *1020.6/ 72 s s s V s sat w V s sat sat m g g KN m v m V cm V V V cm m V m g g g KN m V V γρ ρ ρ γρ ==== === =-=-= ++ ===== 3 3 20.61010.6/ 121.5 *1016.9/ 72 sat w s d sat d KN m m g KN m V γγγ γ γγγγ '=-=-= === ' >>> 则 1-2： 已知：G s=2.72 设V s=1cm3 则 3 3 3 3 2.72/ 2.72 2.72 *1016/ 1.7 2.720.7*1 *1020.1/ 1.7 20.11010.1/ 75% 1.0*0.7*75%0.525 0.525 19.3% 2.72 0.525 2.72 1. s s s d d s V w w r w w V r w s w s g cm m g m g g KN m V m V g g KN m V KN m m V S g m w m m m g g V ρ γρ ρ γρ γγγ ρ γρ = = ==== ++ ==== '=-=-= = === === ++ === 当S时， 3 *1019.1/ 7 KN m = 1-3：
Ｑ2第４章土中应力 一简答题 1.何谓土中应力？它有哪些分类与用途? 2、怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？ 3.地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中,有哪些问题应充分考虑其影响？ 4、基底压力分布的影响因素有哪些?简化直线分布的假设条件就是什么? 5、如何计算基底压力与基底附加压力？两者概念有何不同？ 6、土中附加应力的产生原因有哪些?在工程实用中应如何考虑？ 7、在工程中,如何考虑土中应力分布规律? 二填空题 1、土中应力按成因可分为与。 ２、土中应力按土骨架与土中孔隙的分担作用可分为与 。 3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力。 4.计算土的自重应力应从算起。 5. 计算土的自重应力时,地下水位以下的重度应取。 三选择题 １.建筑物基础作用于地基表面的压力,称为()。 (A)基底压力;(Ｂ)基底附加压力;(C)基底净反力;(D)附加应力 2.在隔水层中计算土的自重应力c时,存在如下关系()。 (A) =静水压力 (B) =总应力,且静水压力为零 (C) =总应力,但静水压力大于零 (Ｄ)=总应力—静水压力,且静水压力大于零 3、当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水与承压水时,在潜水位以下的土中自重应力为()。 (Ａ)静水压力 (Ｂ)总应力 (C)有效应力,但不等于总应力 (D)有效应力,但等于总应力 4.地下水位长时间下降,会使()。 (A)地基中原水位以下的自重应力增加 (Ｂ)地基中原水位以上的自重应力增加 (C)地基土的抗剪强度减小 (Ｄ)土中孔隙水压力增大 5、通过土粒承受与传递的应力称为()。 (A)有效应力;(B)总应力; (C)附加应力; (D)孔隙水压力 6、某场地表层为4m厚的粉质黏土,天然重度=1８kN/m3,其下为饱与重度sａt＝１9 kN/ m3的很厚的黏土层,地下水位在地表下4m处,经计算地表以下2ｍ处土的竖向自重应力为()。 (A)72ｋＰａ; (B)3６kＰａ;(C)１6kＰa ;(D)38ｋPa
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： C A ．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：C A ．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？A A ．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：C
A ．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）A A ．含水率W=42%，液限W L =50%，液性指数I L =0.4 B ．含水率W=35%，液限W L =45%，液性指数I L =0.5 C ．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
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，各厚2.0m，求平行和垂直于层面方向的平均渗透系数。 测管面积（cm2）4 测管初始 水头 100cm 土样面积（cm2）300 测管最终 水头 20cm 土样高度（cm）5 经过时间 1号土2× 104s 2号土6× 104s 解：由题可得 A=300cm2a=4 cm2l=5cm h1=100cm h2=20cm K=al/Atln(h1/h2) t1=2×104s t2=6×104s k1=4×5/300×2×104×ln(100/20) =5.36×10-8m/s k1=4×5/300×6×104×ln(100/20) =1.79×10-8m/s 土层水平向的平均渗透系数：kh=(k1h1+k2h2)/(h1+h2) =4.76×10-8m/s 土层竖直向的平均渗透系数：kv=(h1+h2)/(h1/k1+h2/k2)
=4.03×10-8m/s 4-4. 试验装置如下图所示，已知土样长l＝30cm，G s＝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=γw×i i=Δh÷l j =γw×Δh÷l =6.67KN/ m3 （2）渗透力方向与重力反向 当Δh×γw=l×γ时发生流土
i cr=γ’÷γw=（G S—1）÷（1+e） =1.06 i=Δh÷l=0.67＜i cr=1.06 （3）要使其发生流土，则i≥i cr i cr=γ’÷γw=1.06=Δh÷l Δh=l×i cr=31.8CM 即：发生流土所需的水头差为31.8CM
第一章 1、某工程需要填筑10m3的土体，需要填筑后e2=0.5, 现有土料e1=0.8，需土料多少m3？ 2、已知某土样液限w L=41%，塑限w p=22%，饱和度Sr=0.98，e=1.55，Gs=2.7，求Ip，I L，判断状态并且给土定名。 3、土工试验颗粉分析的留筛质量见表，底盘内试样质量20g，试计算试样的不均匀系数Cu 和曲率系数Cc，并判断级配的好坏。 第二章 1、某岸边工程场地细砂含水层的流线上A、B两点，A点水位标高2.5m，B点水位标高3.0m，两点间流线长度为10m，试计算两点间的平均渗透力。 第三章
1.某条形基础，宽度b=2m，埋深2m，已知基地最大压力p max=150KPa，最小压力 p min=50KPa，试计算作用于基础顶的竖向力和弯矩。 2、柱下独立基础底面尺寸为3m ×5m，F1=300KN，F2=1500KN，M=900KN·m， F H=200KN，如图所示，基础埋深d=1.5，基础及填土平均重度γ=20K N/m3，试计算基础底面偏心距和基底最大压力。 3、条形基础的宽度为3.0m，已知偏心距为0.7m，最大边缘压力等于140KPa，试计算作用于基础底面的没米长度上的合力。 4、计算如图所示地基中的自重应力。已知
水位以上细砂γ=17.5K N/m3，Gs=2.66，w=20%，水位一下为饱和细纱黏土， γ=18K N/m3,Gs=2.72,w=22%,w L=48%,w P=24%. 5、某桥墩基础，基础尺寸b=4m，l=10m，基础埋深d=2.0m，土层重度γ=19K N/m3，作用轴力F k=4000K N，弯矩M k=2800K N·m。试计算当外力作用在基础顶上和基础底面时的基底压力。 6、在地面作用矩形均布荷载p=400kpa，承载面积4m×4m,如上图右所示。则承载面积中心O点下4m深处的附加应力与角点C下8m深处的附加应力比值是多少？
第二章、土的渗透性和渗流问题 本章提要：土的渗透性和渗透规律 平面渗流及流网 渗透力与渗透变形 本章特点：有严格的理论（水流的一般规律） 有经验性规律（散粒多孔介质特性） 学习要点：注意对物理概念和意义的把握 注意把握土是散粒多孔介质这一特点 §2.1 概述 §2.2 土的渗透性与渗透规律 §2.3 平面渗流与流网 §2.4 渗透力与渗透变形 §2.1 概述 土是一种碎散的多孔介质，其孔隙在空间互相连通。当饱和土中的两点存在能量差时，水就在土的孔隙中从能量高的点向能量低的点流动。 ?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
§2.2 土的渗流性与渗透规律 ?水头与水力坡降渗流的驱动能量 ?土的渗透试验与达西定律反映渗流特点的定律 ?渗透系数的测定及影响因素土的渗透性 ?层状地基的等效渗透系数地基的渗透系数 ?位置水头：到基准面的竖直距离，代表单位重量的液体从基准面算起所具有的位置 势能 ?压力水头：水压力所能引起的自由水面的升高，表示单位重量液体所具有的压力势 能 ?测管水头：测管水面到基准面的垂直距离，等于位置水头和压力水头之和，表示单 位重量液体的总势能 ?在静止液体中各点的测管水头相等 位置、压力和测管水头
? 达西定律：在层流状态的渗流中，渗透速度v 与水力坡降i 的一次方成正比，并与 土的性质有关 ? 渗透系数k: 反映土的透水性能的比例系数，其物理意义为水力坡降i ＝1时的渗流 速度，单位： cm/s, m/s, m/day ? 渗透速度v ：土体试样全断面的平均渗流速度，也称假想渗流速度 其中，V s 为实际平均流速，孔隙断面的平均流速 i k A Q v ?==n v v v s = <
读书破万卷下笔如有神 《土力学》第四章练习题及答案 第4章土中应力 一、填空题 1.由土筑成的梯形断面路堤，因自重引起的基底压力分布图形是形，桥梁墩台 等刚性基础在中心荷载作用下，基底的沉降是的。 2.地基中附加应力分布随深度增加呈减小，同一深度处，在基底点下， 附加应力最大。 3.单向偏心荷载作用下的矩形基础，当偏心距e > l/6时，基底与地基局部， 产生应力。 4.超量开采地下水会造成下降，其直接后果是导致地面。 5.在地基中同一深度处，水平向自重应力数值于竖向自重应力，随着深度增大，水平 向自重应力数值。 在地基中，矩形荷载所引起的附加应力，其影响深度比相同宽度的条形基础，比相6. 同宽度的方形基础。 上层坚硬、下层软弱的双层地基，在荷载作用下，将发生应力现象，反7. 之，将发生应力现象。 二、名词解释 1.基底附加应力 2.自重应力 3.基底压力 4.地基主要受力层 三、简答题 1. 地基附加应力分布规律有哪些？ 四、单项选择题 1.成层土中竖向自重应力沿深度的增大而发生的变化为： （A）折线减小 （B）折线增大 （C）斜线减小 （D）斜线增大 您的选项（） 2.宽度均为b，基底附加应力均为p的基础，同一深度处，附加应力数值最大的是：0（A）方形基础 （B）矩形基础 （C）条形基础 （D）圆形基础（b为直径） 您的选项（） 3.可按平面问题求解地基中附加应力的基础是： （A）柱下独立基础 （B）墙下条形基础
（C）片筏基础 （D）箱形基础 您的选项（） 4.基底附加应力p 的起算点为：Z增大而减小，Z作用下，地基中附加应力随深度0． 读书破万卷下笔如有神 （A）基础底面 （B）天然地面 （C）室内设计地面 （D）室外设计地面 您的选项（） 5.土中自重应力起算点位置为： （A）基础底面 （B）天然地面 （C）室内设计地面 （D）室外设计地面 您的选项（） 6.地下水位下降，土中有效自重应力发生的变化是： （A）原水位以上不变，原水位以下增大 （B）原水位以上不变，原水位以下减小 （C）变动后水位以上不变，变动后水位以下减小 （D）变动后水位以上不变，变动后水位以下增大 您的选项（） 7.深度相同时，随着离基础中心点距离的增大，地基中竖向附加应力： （A）斜线增大 （B）斜线减小 （C）曲线增大 （D）曲线减小 您的选项（） 8.单向偏心的矩形基础，当偏心距e < l/6（l为偏心一侧基底边长）时，基底压应力分布图简化为： （A）矩形 （B）梯形 （C）三角形 （D）抛物线形 您的选项（） 9.宽度为3m的条形基础，作用在基础底面的竖向荷载N＝1000kN/m ，偏心距e＝0.7m，基底最大压应力为： （A） 800 kPa （B） 417 kPa （C） 833 kPa （D） 400 kPa 您的选项（） 10.埋深为d的浅基础，基底压应力p与基底附加应力p大小存在的关系为：0（A） p < p 0（B）p = p 0（C） p = 2p 0（D） p > p 0您的选项（）