2.土力学-管涌,流沙,渗透系数

一、名词解释（考10个，每题2分）1、管涌：在渗流作用下，土体中的细颗粒在粗颗粒所形成的通道中被移动、带走的现象。

（P29）2、灵敏度：原状土样的单轴抗压强度q u与重塑土样的单轴抗压强度q u’之比成为土的灵敏度。

（P85）3、不均匀系数：4、团结度：有效应力与初始超孔隙水压力的比值。

（P67）5、有效密度：土的浮密度是土单位体积中土粒质量与同体积水的质量之差。

6、相对密度：土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比。

7、基础埋置深度：指室外设计地面到基础底面的距离。

（P124）8、滑坡：9、渗透系数：衡量土的透水性强弱的重要力学性质指标。

（P27）渗透性：土具有被水等液体透过的性质叫渗透性。

（P25）10、缩限：指土从半固体状态转变为固态时的界限含水量。

（P17）塑限：指土从半固体状态转变为塑性状态时的界限含水量。

（P17）液限：指土从塑性状态转变为液性状态时的界限含水量。

（P17）11、水力坡度：i=△h/L渗流流过单位长度时的水头损失。

（P29）12、饱和度：指土孔隙中液体的体积与孔隙的体积之比。

（P15）13、自重应力：在没有修建建筑物之前，地基中由于土体本身的有效自重而产生的应力。

（P33）14、附加应力：由于外荷载作用，在地基中产生的应力增量成为附加应力。

（P39）15（网页）16、比重：土的重量和它的体积的比值叫物体的比重。

（网页）17、流土：在向上的渗流作用下，局部土体表面隆起或土颗粒同时起动的现象。

18、基底压力：基础底面传递给地基表面的压力，又叫基底接触压力。

（P36、53）19、地基承载力：单位面积的地基承受荷载的能力成为地基承载力。

21、土：是自然界在漫长的地质年代所形成的性质复杂、不均匀、各向异性且随着时间而不断变化的材料。

（P6）22、最终沉降量：地基土层在建筑物荷载作用下，不断产生压缩，直至压缩完全稳定后地基表面的沉降量成为地基的最终沉降量。

（P55）23、变形模量E：土样在无侧限条件下的应力增量与应变增量之比。

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《土力学与基础工程课后思考题答案范文一》土力学与基础工程课后思考题答案第二章2.1土由哪几部分组成？土中水分为哪几类？其特征如何？对土的工程性质影响如何？土体一般由固相、液相和气相三部分组成（即土的三相）。

土中水按存在形态分为：液态水、固态水和气态水（液态水分为自由水和结合水，结合水分为强结合水和弱结合水，自由水又分为重力水和毛细水）。

特征：固态水是指存在于颗粒矿物的晶体格架内部或是参与矿物构造的水，液态水是人们日常生活中不可缺少的物质，气态水是土中气的一部分。

影响：土中水并非处于静止状态，而是运动着的。

工程实践中的流沙、管涌、冻胀、渗透固结、渗流时的边坡稳定问题都与土中水的运用有关。

2.2土的不均匀系数Cu及曲率系数Cc的定义是什么？如何从土的颗粒级配曲线形态上，Cu和Cc数值上评价土的工程性质。

不均匀系数Cu反映了大小不同粒组的分布情况。

曲率系数Cc描述了级配曲线分布的整体形态，表示是否有某粒组缺失的情况。

评价：（1）对于级配连续的土：Cu>5,级配良好；Cu （2）对于级配不连续的土：同时满足Cu>5和Cc=1~3，级配良好，反之则级配不良。

2.3说明土的天然重度、饱和重度、浮重度和干重度的物理概念和相互联系，比较同一种土各重度数值的大小。

天然重度、饱和重度、浮重度和干重度分别表示单位体积的土分别在天然、饱和、湿润、干燥状态下的重量，它们反映了土在不同状态下质量的差异。

饱和重度>天然重度>干重度>浮重度2.4土的三相比例指标有哪些？哪些可以直接测定？哪些通过换算求得？为换算方便，什么情况下令V=1，什么情况下令Vs=1？三相比例指标有：天然密度、含水量、相对密度、干密度、饱和密度、有效密度、孔隙比、孔隙率、饱和度。

直测指标：密度、含水量、相对密度。

一、是非题1.两个试样的土粒比重相同，含水率也相同，故两者的重度也必定相同。

（2）‘1’为对2.CU试验中，饱和的正常固结土将产生正的孔隙水应力，而饱和的强超固结土则可能产生负的孔隙水应力。

（1）3.达西定律v=ki是土体中渗流的普遍规律，适用于各种类型的土。

（2）4.按库伦理论，在许多假定的滑动面中，真正的主动破坏面是沿该面算得的（按主动破坏分析得的）土压力最大值。

（1）5.若基础底面积相同，压力相同，则基础埋深越大，其附加应力和沉降也一定越大。

（2）6.击实功能越大，土的最优含水率越大。

（2）7.当地下水位由地面以下某一深度上升到地面时，地基承载力降低了。

（1）8.附加应力大小只与计算点深度有关，而与基础尺寸无关。

（2）9.完全饱和的土体，含水率等于100%。

（2）10.不同的砂土相比较，天然孔隙比越小的越密实。

（1）11.土中的结合水可分为重力水和毛细水。

（2）12.土的压缩变形是由弹性变形和残余变形两部分组成，且以前者为主。

（1）13.饱和土的渗透固结过程就是超静孔隙水压力的消散和有效应力相应增长的过程。

（1）14.甲土的饱和度如果大于乙土的饱和度，则甲土必定比乙土软。

（2）15.在任何情况下，土的自重应力都不会引起基础的沉降。

（2）16.颗粒级配累计曲线较陡，表示粒径大小相差不多，土粒较均匀，级配良好；反之，曲线平缓，则表示粒径大小相差悬殊，土粒不均匀，级配不良。

（2）17.液性指数I L可以小于0，也可以大于1。

（1）18.利用e-p曲线可确定土的压缩指数Cc。

（1）19.土的含水量等于土中水的质量与土体质量之比。

（2）20.断裂构造主要包括节理和裂隙两类。

（2）21.抗剪断试验与抗剪试验的不同在于是否施加垂直压力。

（1 ）22.岩层层面与假象水平面交线的延伸方向成为岩层产状三要素中的倾向。

（1）23.粘土矿物通常是物理风化的产物。

（ 2）24.所谓干重度是指土在完全干燥状态时的重度。

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。

第二章：土的渗透性名词解释1、渗透系数：是表征土的渗透性大小的指标，等于单位水力坡度下的渗透流速iv K =。

2、渗透压力：由于渗流作用在建筑物基底产生的单位面积压力。

3、渗透力：由渗透水流施加在单位土体上的拖曳力。

4、流土：在渗流作用下，局部土体表面隆起，或某一范围内土粒群体同时发生移动的现象。

5、管涌：在渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒通过较大颗粒的孔隙，发生移动并被带出的现象。

6、接触流失：当渗透水流垂直于渗透系数相差较大的两种土体接触面时,把细粒土带出并透过粗粒土而流失的现象。

7、接触冲刷：当渗透水流平行于不同介质的接触面流动时,把颗粒带走的现象。

8、临界水力坡度：使土体开始发生渗透变形的水力坡度。

简答1、何为渗透力，其大小和方向如何确定？答：渗透力是指由渗透水流施加在单位土体上的拖曳力。

渗透力的大小与渗透水流水力坡度成正比，其方向为渗透水流方向。

2、土的渗透性指标是什么？其物理意义是什么？ 答：描述土的渗透性大小的指标是渗透系数。

其物理意义是单位水力坡度下的渗透流速。

iv K =3、达西定律计算出的渗透流速是否是土的真实渗透流速？二者有何区别答：不是。

用达西定律计算出的渗透流速是渗透水流在整个土体横断面上的平均流速。

土的真实渗透流速是渗透水流在土体孔隙面积上的平均流速，其值要比用达西定律计算出的渗透流速大。

4、影响土的渗透性的主要因素有哪些？答：影响土的渗透性的主要因素有土的颗粒大小和级配、土的密实度、水的动力粘滞系数和土中封闭气体的含量。

5、防止渗透变形的措施有哪些？答：防止土体产生渗透变形的工程措施是“上挡下排”或“上堵下疏”的原则。

上挡主要是在上游做好防渗措施（如水平防渗或垂直防渗等），下排是指在下游要做好排水措施（如设排水体，挖排水沟和排水井等）。

第1题解：根据题意从板桩外水位至板桩内水位将有渗流产生，采用最短的一根渗径计算，研究在向上渗流时桩尖土A 点的有效应力。

L=10m ΔH=4m H=3m4.001 4==∆=L H i m H i h 2.14.03=⨯=⨯=∆kPa h H h H w w sat w 152.1103)1019()(''=⨯-⨯-=∆⨯-⨯-=∆⨯-⨯=γγγγγσ ∵0'>σ ∴A 点不会产生变形，满足稳定要求，所以3m 板桩长度满足要求。

名词解释:1、潜蚀：在渗流情况下，地下水对岩土的矿物、化学成分产生溶蚀、溶滤后这些成分被带走以及水流将细小颗粒从较大颗粒的空隙中直接带走，这种作用称为潜蚀，前者称化学潜蚀，后者称机械潜蚀。

2、管涌：水在砂性土中渗流时，细小颗粒在动水力的作用下，通过粗颗粒形成的孔隙，而被水流带走的现象叫管涌。

流砂或流土：当Δh 增大到某一数值(有效重度)时, 向上的渗流力克服了土体向下的重力, 土体浮起而处于悬浮状态失去稳定, 土粒随水流动的现象3、灵敏度：在不排水条件下，原状土的无侧限抗压强度与重塑土的无侧限抗压强度之比，用t S 表示。

4、固结度：地基在荷载作用下，经历了时间t 的沉降量t s 与最终沉降量s 之比值称为固结度，它表示时间t 地基完成的固结程度。

<达同一固结度，单面排水时间是双面排水时间的4倍>7、土的触变性：在土的含水量和密度不变的情况下，土因重塑而软化，又因静置而逐渐硬化，强度有所恢复的性质。

8、角点法：利用角点下的应力计算公式和应力叠加原理推求地基中任意点的附加应力的方法称为角点法。

9、渗透固结：土体中由附加应力引起的超静水压力随时间逐渐消散，附加应力转移到土骨架上，骨架上的有效应力逐渐增加，土体发生固结的过程称为渗透固结。

10、压缩系数：压缩曲线上，当压力变化范围不大时，孔隙比的变化值与压力的变化值的比值，即：15、超固结比：土层目前的自重应力等于先期固结压力的土层\超固结土\欠固结土16、库仑定律：当土所受法向应力不很大时，土的抗剪强度与法向应力可近似用线性关系表示，这一表征土体抗剪强度与法向应力的公式即为库仑定律表达式17、相对密实度:()()dd d d d d re e ee D ρρρρρρmin max max min min max max --=--=界限含水量：粘性土由一种状态转到另外一种状态的分界含水量。

液限(L ω)：粘性土由可塑状态转到流动状态的界限含水量。