毛昶熙主编《堤防工程手册》所给经验值：
表
1 各种土的渗透系数经验值
土质类别 K(cm/s) 土质类别 K(cm/s) 粗砾 1~0.5 黄土（砂质） 1e-3~1e-4 砂质砾 0.1~0.01 黄土（泥质） 1e-5~1e-6 粗砂 5e-2~1e-2 黏壤土 1e-4~1e-6 细砂 5e-3~1e-3 淤泥土 1e-6~1e-7 黏质砂 2e-3~1e-4 黏土 1e-6~1e-8 沙壤土 1e-3~1e-4 均匀肥黏土 1e-8~1e-10
岩块 K （实验室测定，
cm/s ） 岩体 K （现场测定，
cm/s ） 砂岩（白垩复理
层）
1e-8~1e-10 脉状混合岩 3.3e-3
粉岩（白垩复理
层） 1e-8~1e-9 绿泥石化脉状页
岩 0.7e-2 花岗岩 2e-10~5e-11 片麻岩 1.2e-3~1.9e-3
板岩 1.6e-10~7e-11 伟晶花岗岩 0.6e-3 角砾岩 4.6e-10 褐煤层 1.7e-2~2.39e-2
方解岩 9.3e-8~7e-10 砂岩 1e-2 灰岩 1.2e-7~7e-10 泥岩 1e-4 白云岩 1.2e-8~4.6e-9 鳞状片岩 1e-2~1e-4
砂岩 1.2e-5~1.6e-7 1个吕荣单位裂隙宽度0.1mm 间距1m 和不透水岩块的
岩体
0.8e-4
砂泥岩 2e-6~6e-7 细粒砂岩 2e-7
蚀变花岗岩 0.6e-5~1.5e-5
岩土类别 渗透系数K （cm/s ） 孔隙率n 给水度 资料来源 砾 240 0.371 0.354 瑞士工学研究所
粗砾 160 0.431 0.338 砂砾 0.76 0.327 0.251 砂砾 0.17 0.265 0.182 砂砾 7.2e-2 0.335 0.161 中粗砂 4.8e-2 0.394 0.18 含黏土的砂 1.1e-4 0.397 0.0052 含黏土1%的砂砾 2.3e-5 0.394 0.0036 含黏土16%的砂
2.5e-6
0.342
0.0021
第1章总则 上海工程勘察设计有限公司 上海现代建筑设计（集团）有限公司 1.0.1为使上海地区的基坑工程设计与施工符合安全适用、技术先进、经济合理的原则，保证基坑及周边环境安全，制定本规范。 1.0.2本规范适用于上海地区的建筑、市政、港口、水利工程的陆上以及临水基坑的勘察、设计、施工、检测和监测。 1.0.3基坑工程应综合考虑地质条件、水文条件、开挖深度、主体结构类型、周边环境保护要求及施工条件，并结合工程经验，合理设计、精心施工、严格检测和监测。 1.0.4本规范根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068），采用以分项系数表达的极限状态设计方法制定。 1.0.5基坑工程除应符合本规范的规定外，尚应符合国家和本市现行有关标准、规范和规程的规定 第2章术语、符号 上海工程勘察设计有限公司 上海现代建筑设计（集团）有限公司 2.1 术语 页脚内容1
2.1.1基坑foundation pit 为进行工程基础的施工，在地面以下开挖的坑。 2.1.2基坑工程foundation pit project 为保证基坑及周边环境安全而采取的围护、支撑、降水、挖土等工程措施的总称。 2.1.3围护墙retaining wall 围在基坑周边、能承受作用于基坑侧壁上各种荷载的墙体。 2.1.4基坑支护结构structure of support and protect foundation pit 基坑工程中采用的围护墙及支撑（或锚杆）等结构的总称。 2.1.5基坑周边环境environment around foundation pit 基坑开挖影响范围内的既有建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线等的总称。 2.1.6水土合算calculate together with water pressure and soil pressure 将作用于围护墙体与土体界面处的水压力及土压力合并，计算支护结构上的作用效应。 2.1.7水土分算calculate separate with water pressure and soil pressure 将作用于围护墙体与土体界面处的水压力及土压力分开，分别计算支护结构上的作用效应。 2.1.8复合土钉支护composite soil nail of support and protect 由土钉与被加固的基坑侧壁土体以及混凝土护面等组成的结构。 2.1.9水泥土重力式墙self-vertical wall of cement-soil 页脚内容2
一、土层渗透系数 土层渗透系数K的经验值 土质名称K(m/d)土质名称K(m/d) 高液限黏土<0.001 砂细1～5 黏土质砂0.001～0.05中5～20含砂低液限黏 土 0.05～0.10粗20～50含砂低液限粉 土 0.10～0.50砾类土50～150低液限黏土 （黄土） 0.25～0.50卵石100～500粉土质砂0.5～1.0漂石（无砂质充填）500～1000 按土质颗粒大小的渗透系数K经验值 土质名称K(m/d) 黏土质粉砂0.01～0.074mm颗粒多 数 0.5～1.0 均质粉砂0.01～0.074mm颗粒多 数 1.5～5.0 黏土质细砂0.074～0.25mm颗粒多 数 1.0～1.5 均质细砂0.074～0.25mm颗粒多 数 2.0～2.5 黏土质中砂0.25～0.5mm 颗粒多数 2.0～2.5均质中砂0.25～0.5mm颗粒多数35～50黏土质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数35～40
均质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数60～75 砾石100～125二、计算渗水量 缺水文地质资料计算渗水量： Q=F1q1+ F 2q2式中：F1—基坑底面积，m2 q1—基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h F 2—基坑侧面积，m2 q2—基坑每平方米侧面积平均渗水量，m3/h q1基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h 序号土类土的特征及粒径渗水量m3/h 1细粒土质砂、 松软粉质土 基坑外侧有地表水，内侧为岸 边干地，土的天然含水量 <20%，土粒径<0.05mm 0.14～ 0.18 2有裂隙的碎石 岩层、较密实 的粘质土 多裂隙透水的岩层，有孔隙水 的粘质土层 0.15～ 0.25 3黏土质砂、黄 土层、紧密砾 土层 细砂粒径0.05～0.25mm，大孔 土质量800～950kg/m3, 砾石土 孔隙率在20%以下 0.16～ 0.32 4中粒砂、砾砂 层 砂粒径0.25～1.0mm，砾石含量 在30%以下，平均粒径10mm以 下 0.24～0.8 5粗粒砂、砾石 层 砂粒径1.0～2.5mm，砾石含量 在30～70%，平均最大粒径 150mm以下 0.8～3.0
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤 1.抽水试验资料整理 试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。 单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间 (单对数及双对数 )关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。 多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下 降漏斗平面图、剖面图。 群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应 提交抽水孔和观测孔平面位置图 (以水文地质图为底图 )、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图 (编制等水位线图系列 )、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的 S－t、S－lg t 曲线 [注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。 注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基
岩地区要消除固体潮的影响； 3）傍河抽水要消 除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。 多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。 2.稳定流抽水试验求参方法 求参方法可以采用 Dupuit 公式法和 Thiem 公式法。 (1)只有抽水孔观测资料时的 Dupuit 公式承 压完整井： 潜水完整井： 式中 K ——含水层渗透系数(m/d); Q——抽水井流量(m3/d); sw——抽水井中水位降深(m);
某灌溉试验站开展冬小麦节水灌溉实验研究，已知麦田土壤田间持水量为26.5%（重量含水量），土壤平均干容重1.30g/cm3.三个生育期的已知条件如下表，请逐个生育期完成。 （1）确定各生育期是否需要灌水及其依据。 （2）如果需要灌水，计算各生育期应灌水量（m3/亩）（应灌水量以适宜含水量上限为指标。 答题要点：这个试题主要考察的是土壤水分计算，要想计算好，首先要明确几个概念：田间持水量，相对含水量，以及土壤水储量的计算。 田间持水量：土壤毛管悬着水达到最大时的土壤含水量。 相对含水量：田间实际含水量占田间持水量的百分比。 以分蘖期为例：适宜的土壤含水量上限为90%，也就是说： 分蘖期适宜的相对含水量90%=分蘖期适宜的土壤重量含水量*100/田间持水量 分蘖期适宜的土壤重量含水量=90%*26.5%=23.85% 分蘖期土壤适宜土壤含水深度（mm）=23.85%*1.3*200（耕作层厚度毫米数）=62mm 分蘖期灌前实测土壤含水量12%(mm)=12%*1.3*200=31.2mm 分蘖期应灌水深度为（mm）=62-31.2=30.8mm, 同期降水深度60mm,需灌溉水深为30.8mm,因此分蘖期不需要灌溉。 同理，拔节孕穗期。 适宜土壤含水量为26.5% 实际含水量为16.8%， 应灌水深为=26.5*1.3*400-16.8%*1.3*400=50.44mm 同期降雨量80mm,因此拔节孕穗期不需要灌水。 乳熟期适宜土壤重量含水量（%）=85%*23.5%*100=22.52 实际含水量13% 应灌水深(mm)=（22.52%-13%）*1.3*700=86.63 同期降水为0，应灌水深为86.63mm。 请问86.63mm的水平铺在666.6平方米的农田是上是多少立方米呢？（底面积乘以高等于体积，） 应灌水量（m3/亩）=666.6m2*86.63*0.001(将毫米换算成米)=57.75 （这个计算题是简单的考察学生对水分换算的算法，实际上田间灌溉量的计算不但要算
第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．在土中对土颗粒产生浮力作用的是 ( ) A．强结合水 B．弱结合水 C．毛细水 D．重力水 2．评价粘性土软硬状态的物理指标是 ( ) A．含水量 B．孔隙比 C．液性指数 D．内聚力 3．淤泥质土是指 ( ) A．w> w P，e≥1.5的粘性土 B．w> w L，e≥l.5的粘性土 C．w> w P，1.O≤e <1.5的粘性土 D．w> w L，1-O≤e<1.5的粘性土 4．基底附加压力式中d表示 ( ) A．室外基底埋深 B．室内基底埋深 C．天然地面下的基底埋深 D．室内外埋深平均值 5．为了方便比较，评价土的压缩性高低的指标是 ( ) A．a1-2 B．a2-3 D．a2-4 C. a1-3
6．原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的 ( ) A．液化指标 B．强度提高系数 C．固结系数 D．灵敏度 7．作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的？ ( ) A. E a >>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学 第六章水文地质参数的计算 水文地质参数是表征岩土水文地质性能大小的数量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主要包括含水层的渗透系数和导水系数、承压含水层贮水系数、潜水含水层的给水度、弱透水层的越流系数及含水介质的水动力弥散系数。水文参数是表征与岩土性质、水文气象等因素有关的性能大小的相关指标，主要包括降水入渗系数、潜水蒸发系数、灌溉水回渗补给系数。 确定这些水文地质参数的方法可以概括为两类：一类是用水文地质试验法（如野外现场抽水试验、注水试验、渗水试验及室内渗压试验、达西试验、弥散试验等），这种方法可以在较短的时间内求出含水层参数而得到广泛应用；另一类是利用地下水动态观测资料来确定，是一种比较经济的水文地质参数测定方法，并且测定参数的范围比前者更为广泛，可以求出一些用抽水试验不能求得的一些参数。 §6.1给水度的确定方法 一、影响给水度的主要因素 给水度是表征潜水含水层给水能力和储蓄水量能力的一个指标，在数值上等于单位面积的潜水含水层柱体，当潜水位下降一个单位时，在重力作用下自由排出的水量体积和相应的潜水含水层体积的比值。 给水度不仅和包气带的岩性有关，而且随排水时间、潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。各种岩性给水度经验值见表6-1。 表6-1 各中岩性给水度经验值 岩性给水度岩性给水度 粘土0.02～0.035 细砂0.08～0.11 亚粘土0.03～0.045 中细砂0.085～0.12 亚砂土0.035～0.06 中砂0.09～0.13 黄土状亚粘土0.02～0.05 中粗砂0.10～0.15 黄土状亚砂土0.03～0.06 粗砂0.11～0.15 粉砂0.06～0.08 粘土胶结的砂岩0.02～0.03 粉细砂0.07～0.010 裂隙灰岩0.008～0.10 岩土性质对给水度的影响，主要有三个方面，即岩土的矿物成分，颗粒大小、级配及分选程度，空隙情况。不同的矿物成分对水分子的吸附力不同，吸附力与给水度成反比；岩土颗粒从两个方面影响给水度，一是吸附的水量不同，颗粒小的吸附水量多，相应的给水度就小，颗粒粗的吸附水量少，给水度则大；二是颗粒大小、级配及分选程度决定了空隙大小，级配愈不均匀，给水度就愈小，反之，级配均匀，给水度愈大。 西北地区残积淤泥类土的工程地质特性 余侃柱 提要残积淤泥类土分布于我国西北地区，它具有成层性差，结构、构造不均一，厚度变化大，抗剪强度低，中压缩性，非湿陷性，高灵敏性，承载力低，在饱水状态下，还具有触变、流变性等特点。该文以临厦—临洮、定西—榆中盆地等为代表该类土的资料为基础，深入研究该类土的工程特性。 关键词残积淤泥类土工程特性评价处理措施 ENGINEERING GEOLOGICAL PROPERTIES OF THE RESIDUE MUCKY SOIL IN NORTHWEST REGIONS Yu Kanzhu (Institute of Water Conservancy and hydropower Investigation and Design, Gansu Province) Abstract The residue mucky soils are distributed in the northwest region of China. They possess the characteristics of bad stratification, nonuniformity of strcture and texture, large variance in thickness, low shear strength, medium compressibility, non-collapsibility, high sensitivity and low bearing capacity. Under saturated condition, they also possess characteristics of thixotropy and rheology. The paper takes the data from Linxia-Lintao and Dingxi-Yuzhong basins as representatives of these soils. On this basis, it deeply studies the engineering properties of these soils. Keywords residual mucky soil; assessment of engineering characteristics; treatment measures 1 前言 我国西北地区一些地槽、盆地中普遍分布着残积淤泥类土，它有别于我国沿海一带分布的典型淤泥质土，它是一种区域性特殊类型土。该类土天然含水量高，孔隙比大，透水性低，中压缩性，高灵敏性，强度低，固结缓慢，还具有一定触变、流变特性。近年来，随着水利、交通、工业民用建筑和其它行业进一步开发建设，该类土往往构成各类工程建筑物的地基和边坡，因其特性危害到地基和边坡的稳定性，因而决定着合理的工程设计和地基处理措施。本文以甘肃省临夏—临洮、定西—榆中、内官—香泉等盆地的该类土为代表，深入研究该类土的工程特性，对工程建设有着重要的意义。 2 残积淤泥类土的分布规律与成因 近年来，在临夏—临洮、定西—榆中、内官—香泉等盆地的水利工程如南阳渠灌溉工程、引洮灌溉工程等的勘测设计中发现该类土，并且在甘肃省东部、南部和我国西北地区其它地方也有此类土的分布。该类土分布一般与周围环境有直接关系，与古地貌形态、水文气象条件、水文地质条件、地层岩性等密切相关。主要表现在以下几方面： 目录 前言 (1) 第1章孔隙度和渗透率的测量原理 (2) 1.1孔隙度的概念 (2) 1.2孔隙度的基本类型及关系 (3) 1.3渗透率的基本概念 (4) 1.4达西直线渗流定律 (7) 第2章岩心的预处理及处理规则 (9) 2.1岩心的预处理流程 (9) 2.2岩心的处理规则 (9) 第3章孔隙度和渗透率的实验室测量 (12) 3.1实验仪器简介 (12) 3.2实验软件操作步骤说明 (15) 第4章孔渗数据表及其高温覆压下的变化曲线 (24) 前言 目前，油田勘探开发技术围绕着提高油田综合采收率这个目标不断发展。提高采收率所面临的最重要的挑战之一就是提高油藏描述水平, 建立精细地质模型,精确认识油气在地层的分布特征，而岩石的孔隙度和渗透率是岩石最重要的物性参数，它们的测量和解释是油藏描述的关键。 孔隙度和渗透率是描述储集层特征最常用也是最重要的两个参数，它们和储层所含流体数量及流体流动能力有关。地球物理人员的主要任务，就是利用各种测井方法发现油气资源，并且帮助采油工程师最大限度地把油气开采出来。当前油气勘探开发不断向低孔、低渗、薄互层和深、浅层方向发展，勘探工作的难度越来越大，对我们地球物理工作者的要求也越来越高，岩石物理参数的测量研究，是各种测井方法和解释方法的基础，它是改进现有的勘探方法，发展新的测井方法，构思新的测井仪器和提出完善、合理的解释模型，综合利用测井资料、地质资料的重要依据。 一般岩石孔隙度和渗透率测量是在常温常压下完成的，但这并不能代表油藏储层物性的真实特征。温度和压力的环境因素对岩石孔、渗的测定有着重要的影响。测井所获得是在地层条件下的物性参数，为了在地面上测得的参数能够真实反映原始地层的情况，这就要求我们在实验室内模拟一定压力和温度，形成类似井下真实的环境，才能比较真实的反映地层情况。另外在测量前，岩石的制备工作，如取心尺寸的选择、烘干、饱和、加温、加压等每一道工序，都要特别谨慎，不能破坏岩心原始状态的结构本项目就是利用实验室的相应仪器模拟地下温度压力条件，完成在高温覆压情况下测量岩心孔隙度和渗透率，并分析岩心孔渗参数随温度、压力的变化规律，为油田储集层解释提供参考的依据，提高解释复合率。 实验四土壤容重的测定及总孔隙度的计算 一、目的和意义 土壤容重是指土壤在自然结构的状况下，单位体积土壤的烘干重，以克/立方厘米来表示。土壤容重的大小与土壤质地、结构、有机质含量和土壤紧实度等有关。 土壤容重的数值可以用来计算土壤总孔隙度，空气含量和每亩地一定深度的耕层中的土壤重量等。 测定土壤容重最常用的方法是环刀法，方法简便，但需多次重复，才能得出较正确的数值。 二、方法原理 环刀法是利用一定体积的钢制圆筒（称为环刀）切割自然状态的土壤，使土充满其中，然后称重并测定土壤含水量，计算出单位体积的烘干土重量。 三、仪器 1、环刀：是一只圆形的钢筒，下端有锋利的刃口，上端套一个环刀托，以便把环刀压入土内。环刀的体积为100立方厘米（筒高5厘米，直径为5.05厘米），另有底盖与其配套。 2、削土刀、小铁铲及木锤。 3、天平（感量0.1克和0.01克）。 4、铝盒、干燥器、坩埚钳、小量筒（10毫升）。 5、95%灯用酒精一瓶。 四、操作步骤 1、先将环刀称重。 2、在需要测定容重的田块上，先用小铁铲将采土处铲平，环刀的刃口向下，上端套一个环刀托，用小锤锤击托柄，将环刀垂直压入土中。环刀入土时要平稳，用力一致，不能过猛，以免受震动而破坏土壤的自然状态。环刀的方向要垂直不能倾斜，避免环刀与其中的土壤产生间隙，使容重的结果偏低。 3、当环刀托的顶部距离土面尚有一小段距离时，用小铁铲挖掘周围的土壤，将整个环刀从土中取出，除去环刀外粘附的土壤，取下环刀托，用小刀仔细地削去环刀两端多余的土壤，使环刀内的土壤体积与环刀容积相等。立即称重并记录。亦可加上底、盖，带回室内称重。 若按土壤剖面的层次测定容重，每层土壤应不少于三个重复，在田间测定容重一般应有5—10个重复，取其平均值。 4、测定土壤含水量：环刀内取出两份土壤，每份约10克，分别置于已知重量的铝盒中称重，测定土壤含水量，测定方法与土壤吸湿水的测定相同。 土壤含水量也可用酒精灼烧速测法测定，此方法是借酒精燃烧时所发生的热来蒸干水分。第一次加入酒精6—8毫升，均匀地浸润铝盒中的土样，点燃酒精，待燃烧快尽时，用小刀沿铝盒周围向中心轻轻拨动土样，并来回翻拨，助其燃烧均匀。第二次加酒精4—5毫升，继续燃烧。如土质粘重或含水量高，可再加酒精2毫升进行第三次燃烧，直至土样呈松散状态为止。在拨土时粘附在刀尖上的土粒，称重前要仔细地放回铝盒中，盖紧铝盒盖，冷却后称重。 五、结果计算 1、土壤容重的计算： ) 1(w V g rs += rs ——土壤容重（克/立方厘米） g ——环刀内湿土重（克） V ——环刀容积（立方厘米） W ——土壤含水率（g/kg ）（如含水率为200g/kg 应写成0.2） 2、土壤含水率的计算： W g kg g W += += 1/1)(土壤含水率克湿土重 3、土壤总孔隙度的计算： 在一定体积土壤内孔隙所占的体积占整个土壤体积的百分数称为土壤的总孔隙度。 0803303班土力学作业（3～7章） 第三章 思考题 土的自重应力分布有何特点地下水位的升降对自重应力有何影响，如何计算（肖煜 07） 答：在均质土层的自重应力是三角分部，σ cz =r·z，在成土层中的自重应力是 折线分部的，σ cz =r 1 h 1 +r 2 h 2 +……+r i h i， 地下水位升降对自重应力的影响：地下水 位以下的土层因为受到地下水浮力的影响，其自重应力相应减少，所以地下水位以下的部分应扣除10KN/M3的浮力。 在刚性基础的基地压力分部有何特征工程中如何计算中心荷载及偏心荷载的基底的受压 （孙涛 08） 答：在中心荷载下，基底压力呈马鞍分布，中间小边缘达，当基础上的荷载较大时基础边缘由于压力很大，使土产生塑性变形，边缘压力不再增加，而使中央部分继续增加，基底压力重新分布呈抛物线形，荷载继续增加，中部突出部分呈钟状。中心荷载，p=,F是基础顶面的竖向力值，G是基础及回填土重，A 是基础面积。偏心荷载P=,e是偏心距。 试以矩形面积上的均布荷载和条形荷载为例，说明地基中附加应力的服不规律 （张凯 07） 答：均布矩形：1，附加应力σ z 自基底算起，随深度成曲线衰减。 2，σ z 具有一定的扩散性。 3，基底下任意深度水平面上的σ z ，轴线上最大，离中轴线越远越小。 条形基 1，其作用影响深度要比矩形基础大得多。 2，基础下地基的侧向变形主要发生于浅层，基础边缘下的土容易发生剪切破坏。 试简述太沙基德有效应力原理。 （李斌 05） 答：土颗粒间的接触应力再截面积上的平均应力，称为有效应力，用σ表示，有效应力作用，会引起土颗粒的移动，使空隙体积改变，土体发生压缩变 形，通过模型可建立平衡条件：σ A =σ S A S +μ S A u +μ a Aa .。 饱和土中μ a， A a 为零， A s /A一般可以省略，这有σ‘=σ-μ，此式极为太沙基有效应力。 习题 （郭静波）（刘永良）（备注：上次已交） 某条形基础如图所示，作用在基础上的荷载为250kn/m，基础深度范围内土的重度r=m3，试计算0—3,4—7及5—5剖面的各点竖向附加应力，并绘制曲线。（余晓航 03） （制作单位：吉林大学环境与资源学院——水文学及水资源系）第六章水文地质参数的计算 水文地质参数是表征岩土水文地质性能大小的数量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主要包括含水层的渗透系数和导水系数、承压含水层贮水系数、潜水含水层的给水度、弱透水层的越流系数及含水介质的水动力弥散系数。水文参数是表征与岩土性质、水文气象等因素有关的性能大小的相关指标，主要包括降水入渗系数、潜水蒸发系数、灌溉水回渗补给系数。 确定这些水文地质参数的方法可以概括为两类：一类是用水文地质试验法（如野外现场抽水试验、注水试验、渗水试验及室内渗压试验、达西试验、弥散试验等），这种方法可以在较短的时间内求出含水层参数而得到广泛应用；另一类是利用地下水动态观测资料来确定，是一种比较经济的水文地质参数测定方法，并且测定参数的范围比前者更为广泛，可以求出一些用抽水试验不能求得的一些参数。 §6.1给水度的确定方法 一、影响给水度的主要因素 给水度是表征潜水含水层给水能力和储蓄水量能力的一个指标，在数值上等于单位面积的潜水含水层柱体，当潜水位下降一个单位时，在重力作用下自由排出的水量体积和相应的潜水含水层体积的比值。 给水度不仅和包气带的岩性有关，而且随排水时间、潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。各种岩性给水度经验值见表6-1。 表6-1 各中岩性给水度经验值 岩土性质对给水度的影响，主要有三个方面，即岩土的矿物成分，颗粒大小、级配及分选程度，空隙情况。不同的矿物成分对水分子的吸附力不同，吸附力与给水度成反比；岩土颗粒从两个方面影响给水度，一是吸附的水量不同，颗粒小的吸附水量多，相应的给水度就小，颗粒粗的吸附水量少，给水度则大；二是颗粒大小、级配及分选程度决定了空隙大小，级配愈不均匀，给水度就愈小，反之，级配均匀，给水度愈大。 不同水质的水，其粘滞性及与岩土颗粒的相互作用力的大小是不相同的。粘滞性大的给水性弱；粘滞性小的给水性强。同时水中所含化学成分的种类及含量的多少，与水温的高低关系密切。水温愈高，水中溶解的物质愈多，含量愈大；反之亦然。另外，水温常常受气温的影响，因此水温与气温也往往影响给水度的大小。 潜水变幅带给水度受毛管水上升高度的影响很明显。潜水位在毛细管水上升高度范围内，土层重力疏干排水过程完成后，土中除保持结合水、孔角毛管水、悬挂毛管水外，而且还有毛管上升水，即土层在重力水疏干过程结束后，实际持水量大于其最大的田间持水量。地下水埋深愈浅，保持在其中的毛管上升水量就多，则给水度愈小；地下水埋深愈大，在变幅带内的毛管上升水就保持得愈小，则给水度相应增大。当地下水埋深等于或大于毛管水最大上升高度后，毛管上升水才不影响给水度的大小，其值才趋于稳定。 二、给水度的确定方法 潜水含水层的给水度可利用单孔非稳定流抽水试验观测孔的水位下降资料计算确定，或采用野外试验和室内试验的方法确定，但必须保持含水层的天然结构。 （一）非稳定流抽水试验法 土壤容重，比重的测定和孔隙度的计算 测定原理：土壤容重用每立方厘米土壤重克数表示(g／cm3)。测定土壤容重用一定容积的环刀，取一定容积的自然土样，然后称重，按照干土重计算土壤容重。 土壤比重是指土壤颗粒与同体积水(4℃)重量的比值，由于它是指全部土壤颗粒的平均比重，因此，土壤比重的大小与土壤矿物质组成，机机质含量有很大关系。土壤比重是用比重瓶测得的。即将己知重量的土样，放入有水的比重瓶向，排除空气，定容，求出由土壤代换出水的体积。以烘干土重除以体积，即求得土壤比重。 测定方法与步骤 1土壤容重的测定——环刀法 1）挖土壤剖面，分层削出横平而：在野外选好剖面点，挖好剖面后，用削面刀修乎，分层确定测土壤容重的层次部位，在取土部位修一横向平面，为环刀取土作好准备工作。 2)环刀取土方法：将环刀托套在已知重量环刀无刃口的一端，环刀内壁微涂凡士林。环刀刃口朝下，用力均衡地下压环刀托把，将环刀垂直压入土层平面以下。如土层紧实较硬时，可用木锤轻轻敲打环刀托把，待整个环刀全部压入土中，且土面即将触及环刀托的顶部(可由l环刀托盖上的小孔探视)时停止下压。用铁铲把环刀周围土壤挖出，切断环刀下方，并使其下方留有一些多余的十壤。慢慢取出环刀，使它翻转过来，刃口朝上，用削土刀迅速削去附近在环刀壁上的土壤，然后在刃口一端从边缘比中心部位逐渐削平土壤，使之与刃口完全齐平。盖上环刀顶盖，再次翻转环刀，使盖好顶盖的刃口一端朝下，取下环刀托，同样削平无刃口一端的土面，并盖好底盖，注意削平土面时，要细心，否则容易成块脱落，以至因土面不平土样作废。环刀取土后要擦净环刀外粘附的土壤。测湿土重，准确到0．1克，并记录其重量 3) 测.土壤含水量：在环刀采样处另取土样，测定.土壤含水量或直接用环刀内土样测含水量。 4)要三次重复测定土壤容重：测定出的数值，取算术平均值，绝对误差要＜0．02g／cln3。2土壤比重的测定 1)称土：称通过1mm筛孔的风干土样10克，精确到0．001 克。 2)装入比重瓶：比重瓶容积为50毫升。 3)加蒸馏水：向比重瓶内加蒸馏水，约至比重瓶容积的一半处，徐徐摇动，使土样充分 湿润，与水混合均匀。 4)热：将比重瓶放在沙浴上加热煮沸，并保持1小时，在煮沸过程要经常摇动比重瓶， 以驱逐土壤中空气，使土样和水分充分混合均匀。 5)冷却：从沙浴上取下比重瓶，冷却，再加入预先煮沸过的蒸馏水，加入略低于瓶颈为 止，静止澄清。 6)定容：冷却澄清后，在比重瓶内继续外加蒸馏水瓶颈，塞好瓶塞，使多余的水从颈孔 溢出，用滤纸擦干水分。 7)称重：要精确列0，00l克。同时要用温度计测瓶内水温，应准确到O．10C。 8)另称10克风干土样：测定土壤吸湿水含量，准备计算用。 结果计算 1．土壤容重r s =(100*g)/[V*(100+W)] 式中r s——土壤容重，g——环刀内湿土样重量(g)，V——环刀容积(cm3)，W———土样含水量(％) 2.土壤比重d s=g*d wt/(g+g1-g2) 式中：d s——土壤比重(g／cm3)；g——烘干土重；g1———t℃时比重瓶+水重(g)； g2——t℃时比重瓶+水重+土样重(g)，d wt—t℃时蒸馏水比重(g／cm3)。 3.土壤空隙度：指单位容积土体内孔隙所占的百分数。它直接关系到土壤通气和水分状 土壤比重：结果计算 土壤比重（ds）=B (A+B)-C×dwt 式中：B—烘干土样重（g）； A—t℃时比重瓶+水的重量（g）； C—t℃时比重瓶+水+土样的重量（g）； dwt—t℃时蒸馏水比重。 土壤比重计算：B—烘干土样重（g）130.47g A—比重瓶+水质量289.88g C—比重瓶+水+土质量364.73g dwt 4℃时H2O的密度为1g/mL 4℃时H2O的密度最大为1g/mL 土壤容重 操作步骤 先量取环刀的高度及内径，并计算出容积（V）。在台称上称取环刀重量（S）（精确到0.01g）。将环刀锐利的一端垂直压入土中，有时需工具帮助。不可左右摇动，以使土壤自然结构不被破坏，直到环刀全部压入土中。然后用小铲将环刀从土中挖出，并用小刀仔细沿环刀边缘修整削平，切除多余的土壤，将环刀的土壤全部移入已知重量（b）的铝盒中，带回室内，称取铝盒与湿土的重量（c），烘干后，再称取铝盒与干土的重量（d）。 土壤容重D= d-b V(g/cm3) 有时因环刀体积过大，土壤全部烘干费时较长，亦可在野外采土后，立即将环刀与筒内土壤迅速称重（e），由(e)与(a)之差计算出湿土重(f)。由湿土中取出一部分土壤测定含水量(w)再计算整个环刀的全部干土重。经此计算土壤容重。 土壤容重= f(1-w) V(g/ cm3) 三次以上重复的平均值。 铝盒净重68.77 g；铝盒加土壤256.17g；烘干后铝盒加土壤重量224.47g；环刀容积=πr2h=3.14*5*5*5=392.5 g/cm3 土壤容重=环刀内干土重/环刀容积 土壤孔隙度计算 土壤总孔隙度包括毛管孔隙及非毛管孔隙，计算方法如下： 土壤总空隙度 (P1)%=(1- 土壤容重D 土壤比重d )×100 土壤毛管孔隙度（P2）%=土壤田间持水量%×D； 土壤非毛管孔隙度（P3）%= P1- P2； 土壤田间持水量=吸饱水后放置48小时的土壤绝对含水率。田间持水量取值16%。 抽水试验确定渗透系数的方法及步骤 1.抽水试验资料整理 试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。 单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。 多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。 群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。 注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。 多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。 2. 稳定流抽水试验求参方法 求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。 (1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式 承压完整井： 潜水完整井： 式中K——含水层渗透系数(m/d); Q——抽水井流量(m3/d); sw——抽水井中水位降深(m); M——承压含水层厚度(m); R——影响半径(m); H——潜水含水层厚度(m); h——潜水含水层抽水后的厚度(m); rw——抽水井半径(m)。 (2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式 土壤容重、比重测定及孔隙度计算 一、目的要求 土壤容重、比重和孔隙度是土壤松紧状况的反映，而土壤的松紧状况与土壤一系列理化性质，耕作情况等密切相关，因此测定土壤容重、比重与孔隙度的大小，可以作为判断土壤肥力高低的一项重要指标。 二、说明 土壤容重是指土壤在自然情况下，单位体积内所具有的干土重量，包括土壤孔隙在内，通常以（克/立方厘米）表示。通过土壤容重测定可以大致估计土壤有机质含量多少，质地状况以及土壤结构好坏。 土壤比重是指单位体积内固体干土粒的重量与同体积水重之比，不包括土壤孔隙在内，决定土壤比重大小的主要因素是土壤有机质含量和土壤矿物组成。 土壤孔隙度是指单位体积内土壤孔隙所占的百分数，土壤孔隙的数量与大小，密切影响着土壤透水、透气与蓄水保墒能力，它可由土壤容重、比重及土壤田间持水量计算而得。 三、方法 （一）容重测定：环刀法 1、在欲测容重地块挖坑，长、宽约1尺左右，坑深视土层情况而定，通常 1.5尺左右即可并将取土坑壁垂直切平。 2、将环刀垂直压入各层土壤中，如土壤紧实时，可在环刀上端垫一块木板，用铁锤击入土壤。环刀进入土层时勿左右摇摆，以免破坏土壤自然状态，影响容重。 3、用铁铲将环刀从土壤中挖出，小心削平下端，然后将上部钢环去掉，再削平上端，环刀内的土壤体积为100立方厘米，同样取三份，两份求其平均值，一份测定土壤毛管孔隙度。 4、将环刀内的土壤无损移入铝盒中，带回室内称重，土壤如在大铝盒中直接烘干时可不称重。 5、将大铝盒打开盖放入105℃烘箱中烘8小时，或取其中的土壤15—20克，放入小铝盒中，用酒精烧失法，求出土壤含水百分数。 6、计算： 式中g——环刀内湿样重（克）g V——环刀内容积（厘米3） W——样品含水百分数（不带%） （二）比重测定： 1、将比重瓶加水至满、外部擦干，称重为A。 2、将比重瓶中水分倒出约1/3把10克烘干土小心倒入瓶中，加水至满，注意不使水溢出，擦干，称重为B。 3、10克（干土重）+ A（比重瓶重+ 水重）- B（比重瓶重+ 10克干土重+ 排出10克干土体积后的水重）= C（10克干土同体积的水重）。 4、计算： （三）土壤孔隙度： 2、土壤毛管孔隙度： （1）取磁盘一个，盘中倒放一培养皿，培养皿上放滤纸一张，稍大于培养皿，将环刀连同所取土柱放于其上。 （2）向磁盘中加水，并使滤纸边缘接触水面，但勿使水面漫过培养皿。 （3）使土柱通过滤纸吸水，待土壤毛管全部充满水分时为止。 （4）取出环刀将吸水膨胀而超出环刀的湿土用小刀切去，连同湿土柱称重，再除出环刀重量即为充满毛管水的湿土重。 （5）从环刀上部取出土样10—20克，置铝盒中烧失，测其含水百分数，计算出环刀内的干土重。 （6）计算： 四、结果容重 土力学与地基基础课程作业 第一章土的物理性质 作业题： 一、填空题 1、土的稠度状态依次可分为固态、半固态、可塑态、以及流动态其界限含水量依次是缩限、塑限、液限。 2、天然含水量大于液限 ,天然孔隙比大于或等于 1.5 的粘性上称为淤泥。 3、土的结构分为以下三种: 单粒结构、蜂窝状结构、絮状结构。 4、土中的水主要有固态水、气态水和液态水三种。 5的土称为级配良好的土，其中的评价指标叫不均匀系数。 6、粘性土的塑性指数表达式为IP＝WL-Wp 。 7、粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%的土，称为碎石土。 二、选择题 8、土的不均匀系数Cu越大,表示土的级配 ( B ) A．土粒大小均匀,级配良好 B．土粒大小不均匀,级配良好 C．土粒大小均匀,级配不好 D．土粒大小不均匀,级配不好 9、有一完全饱和土样切满环刀内,称得总重量为72.49克,经105℃烘至恒重为61.28 克,已知环刀质量为32.54克,土的相对密度为2.74。其天然孔隙 比为 ( A ) A．1.069 B．1.000 C．1.058 D．1.088 10、土的结构性强弱可用 ( B ) A．保护度 B．灵敏度 C．粘聚力 D．相对密实度 11、空隙比的定义表达式是（A ） A． e=Vv/Vs B． e=Vv/V； C． e=Vw/Vv； D． e=Vs/Vv 12、若土的粒径级配曲线很陡，则表示（ C ）。 A. 粒径大小较均匀 B. 不均匀系数较大 C. 级配良好 D. 填土易于夯实 三、名词解释 13、塑性指数:塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征，一般用塑性指数来表示； 液限与塑限的差值称为塑性指数IP，即IP=WL-WP 14、砂土液化:是指饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象， 由于孔隙水压力上升，有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化现象。 15、压缩模量:指土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比，也就 是指土体在侧向完全不能变形的情况下受到的竖向压应力与竖向总应变的比值 16、饱和度 S:表明土中孔隙被水充满的程度. r 四、简答题 17、管涌发生的条件是什么？防治措施有哪些？ 答：（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。 18、什么是土的冻胀性？产生机理是什么？ 答：在寒冷地区，铺筑高级路面的道路或砂石路面及其附属构造物、隧道、挡土墙、人行道和坡面等，由于土或岩石中产生的冻胀作用，常常使这些构造遭受较大的 破坏。土所产生的冻胀引起道路的冻害造成道路破损，因而影响车辆的通行，降 低道路的使用寿命，称之为冻胀土现象。 产生的机理：所谓的道路冻胀，主要是冬季在路基土中沿着温度的降低方向生成 了冰晶体形状的霜柱，使路面产生隆起的一种现象。隧道侧墙的破坏主要由于土 中霜柱的作用使土体沿冷却方向的横向产生冻胀，从而使隧道的侧壁，向冷空气 侵入的隧道中心轴方向推移，因而沿着侧墙部分的水平方向产生了作用力。坡面 上的冻胀作用是沿着垂直方向发生的。冻胀作用使道路产生的破坏状态在中央部 分冻胀量最大，因而沿路面中心线的纵断方向上产生纵向裂缝。这种冻胀破坏与 冬季期间道路除雪情况以及路面施工接缝情况有密切关系。施工时在路面中心如 常用部分岩土参数经验值1岩土的渗透性 （1）渗透系数 《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页 《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页 （2）单位吸水量 各种构造岩的单位吸水量（ω值） 弱透水；糜棱岩和断层泥不透水或微透水。 摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版113页 摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版118页 注：透水率1Lu（吕荣）相当于单位吸水量0.01。 （3）简易钻孔抽注水公式 1）简易钻孔抽水公式 根据水位恢复速度计算渗透系数公式 1.57γ(h2-h1) K= ——————— t (S1+S2) 式中： γ---- 井的半径；h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值；h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值；S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离； H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。 《工程地质手册》第三版927页 2）简易钻孔注水公式 当l/γ＜4时 0.366Q 2l K= ———— lg ——— Ls γ 式中：K—渗透系数（m/d）；l---试验段或过滤器长度（m）；Q---稳定注水量（m3/d）；s---孔中水头高度（m）；γ---钻孔或过滤器半径（m）。 《工程地质手册》第三版936页 （4）水力坡降 允许水力坡降等于临界水力坡降被安全系数除，一般安全系数值取2.0~3.0， 即Ⅰ 允= Ⅰ 临 /2.0~3.0。 摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年139页 土层与混凝土建筑物接触面间发生接触冲刷时的破坏比降除以1.5安全系数得出在无渗流出口保护情况下地基允许渗流比降见上表。 摘自《堤防工程地质勘察与评价》水规总院李广诚司富安杜忠信等。42页 （5）土毛细水上升值 摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年79页 k 摘自《工程地质手册》（第三版）937页 2土分类及状态、密实度 （1）分类 潜水——微承压含水层给水参数确定方法的研究 陈庆秋 （华南理工大学南方水政策研究中心） 摘要：基于考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流的解析解, 讨论了布尔顿给水强度公式中给水度的物理内涵，指出布尔顿给水强度公式中的给水度是“动态稳定给水度”；探讨了布尔顿潜水井流模型中延迟指数的物理意义，得出了如下猜想性的定义：布尔顿延迟指数1/α表征潜水含水层在完整单井定流量抽水时，重力疏干迟后性的一个水文地质参数；对于确定的含水层，该参数是抽水流量和抽水时间函数，当抽水流量一定时，在抽水过程中的某一时刻t 的1/α 值等于潜水面从埋深为h(t ’)外下降一个单位深度后，在埋深为h(t ’)－1［h(t)坐标向下为正］的单位面积上获得给水度μ大小的水量所需。该文在探讨了布尔顿给水强度公式中的给水度及延迟指数的物理意义后，还提出了一种考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流参数的确定方法。考虑到所提出的潜水——微承压含水层完整单井非稳定流参数的确定方法借鉴布尔顿的第二潜水井模型的参数确定方法，该文还讨论了布尔顿潜水井流模型适应性。 关键词：潜水——微承压含水层；含水层参数；方法 1 考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层 完整单井非稳定流参数确定方法的理论基础 1.1考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流的数学描述 潜水层： ?? ? ? ???==??+??=-===--?0201010)(1 11*11210z z t t t s s s d e s t s b s s K τταμμτα给水度的确定方法
淤泥质土 性质
高温覆压下孔隙度和渗透率变化
土壤容重的测定及总孔隙度的计算
0803303班土力学作业(3-7章)
给水度的确定方法 - Collaborative Online Reference Services
土壤容重,比重的测定和孔隙度的计算
土壤比重、容重、孔隙度计算
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
(完整word版)常用土壤容重、比重测定及孔隙度计算方法
土力学与地基基础作业 参考
部分常用岩土经验值
潜水——微承压含水层给水参数确定方法的研究
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