土力学第二章资料
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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。
第2章土的渗透性与渗流2.1概述由于土体本身具有连续的孔隙,如果存在水位差的作用时,水就会透过土体孔隙而产生孔隙内的流动,这一现象称为渗透。
土具有被水透过的性能称为土的渗透性。
这里所论及的水是指重力水。
水是在土的孔隙中流动的,本章假定土颗粒骨架形成的孔隙是固定不变的,并且认为,在孔隙中流动的水是具有粘滞性的流体。
也就是说,把土中水的流动,简单地看成是粘滞性的流体在土烧制成的素陶磁管似的刚体的孔隙中流动。
这种思考方法,在被称为达西定律的试验中反映出来。
达西定律是土中水的运动规律的最重要的公式。
这个公式采用了“水是从水头(总水头)高的地方流向低处”这一水流的基本原理。
根据达西定律和连续方程,再考虑边界条件,一般的透水问题都可以得到解决,即可以求出土中水的流量(透水量)及土中水压力的分布。
如图2-1 所示为土木、水利工程中典型渗流问题。
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。
为此,我们必须对土的渗透性质、水在土中的渗透规律及其与工程的关系进行很好的研究,从而给土工建筑物或地基的设计、施工提供必要的资料。
图2-1土木、水利工程中的渗流问题2.2土的渗透性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。
2.2.1土的渗透定律地下水在土体孔隙中渗透时,由于渗透阻力的作用,沿程必然伴随着能量的损失。
为了揭示水在土体中的渗透规律,法国工程师达西(H.darcy)经过大量的试验研究,1856年总结得出渗透能量损失与渗流速度之间的相互关系即为达西定律。