岩土工程师土力学与基础工程练习二

土力学与基础工程练习2

1概述
(1)达西渗流定律及其影响因素。
(2)土的渗透系数及其影响因素。
(3)流沙和管涌的基本概念、发生条件和判别方法。注意流砂现象，流砂发生在土体表面的渗流逃逸处，而不是土体内部，而管涌可以发生在渗流逃逸处，也可以发生在土体内部。
(4)水动力的概念。
(5)渗透系数的测试方法。

2关于土的渗透性
影响土的渗透性的因素必须掌握，包括:土的粒径组成和矿物组成；结合水膜的厚度；土壤的结构和构造；水的粘度；地球气体。【/br/】特别值得注意的是，现场取得的土样进行室内试验测得的渗透系数与现场实际情况相差较大，往往相差几个数量级，这主要与土的结构性损伤有关。因此，必要时必须进行现场抽水试验。

3例题分析
[例题1]变水头渗透试验设定的粘土试样截面积为30cm2，厚度为4cm，渗透仪细玻璃管内径为0.4cm，试验开始时的水位差为145cm，7分25秒后观察到的水位差为130cm，试验时的水温为20？c、试求样品的渗透系数。
[解决方法]已知样品截面积A=30cm2，浸润直径长度L=4cm，细玻璃管内截面积A=？d2/4=3.14？(0.4)2 / 4=0.1256cm2，h1=145cm，h2=130cm，t1=0，t2=7？60 25 = 445秒.
样品在20℃时的渗透系数为cm/s。

【例题2】简单回答影响土的渗透性的主要因素有哪些。
[答案]: (1)土壤的粒度组成和矿物组成。土的颗粒大小、形状和级配影响土的孔隙大小和形状，从而影响土的渗透性。土壤颗粒越粗、越圆、越均匀，渗透性越大。当砂中含有较多的淤泥和粘粒时，其渗透系数会大大降低。(2)结合水膜的厚度。如果粘性土中的土颗粒结合水膜较厚，会堵塞土的孔隙，降低土的渗透性。(3)土壤的结构。天然土层通常不是各向同性的，渗透性也是如此。如果黄土具有较大的垂直孔隙，则垂直方向的渗透系数远大于水平方向的渗透系数。层状粘土往往夹有薄的粉土层，其水平方向的渗透系数远大于垂直方向的渗透系数。(4)水的粘度。土壤中的渗流速度与水的容重和粘度有关，也影响土壤的渗透性。

【例题3】土中应力计算的基本假设和理由是什么？
目前土中应力的计算方法主要采用弹性力学公式，即将地基土视为均匀各向同性的半无限弹性体。计算结果能够满足实际工程的要求。原因如下:(a)建筑基础底部的尺寸远大于土颗粒的尺寸，同时只考虑平面上的平均应力，不考虑土颗粒间的接触集中应力。因此，土体可以近似地认为是一个连续体，可以应用弹性理论。(二)在形成过程中，土壤具有各种结构和构造，使土壤不均匀。同时，土壤也不是理想的弹性体。但在实际工程中，土体的应力水平较低，土体的应力应变关系接近线性关系。因此，当土层之间的性质差异不大时，用弹性理论计算土体中的应力是可行的。(c)与建筑基础在水平方向和深度方向的尺寸相比，地基土可以认为是无限延伸的，因此可以认为地基土符合半无限体的假设。