土力學(xué)習(xí)題及答案

土力學(xué)習(xí)題及答案

土力學(xué)習(xí)題及答案

第1章土的組成

笫1章土的組成

一、簡(jiǎn)答題

1.什么是土的顆粒級(jí)配？什么是土的顆粒級(jí)配曲線？

2.土中水按性質(zhì)可以分為哪幾類？

3.土是怎樣生成的？有何工程特點(diǎn)？

4.什么是土的結(jié)構(gòu)？其基本類型是什么？簡(jiǎn)述每種結(jié)構(gòu)土體的特點(diǎn)。

5.什么是土的構(gòu)造？其主要特征是什么？

6.試述強(qiáng)、弱結(jié)合水對(duì)土性的影響。

7.試述毛細(xì)水的性質(zhì)和對(duì)工程的影響。在那些土中毛細(xì)現(xiàn)象最顯著？

8.土顆粒的礦物質(zhì)按其成分分為哪兩類？

9.簡(jiǎn)述土中粒度成分與礦物成分的關(guān)系。

10.粘土的活動(dòng)性為什么有很大差異？

11.粘土顆粒為什么會(huì)帶電？

二、填空題

1.根據(jù)土的顆粒級(jí)配曲線，當(dāng)顆粒級(jí)配曲線較時(shí)表示土的級(jí)配良好。

2.工程中常把的土稱為級(jí)配良好的土，把的土稱為級(jí)配均勻的土，其中評(píng)價(jià)指標(biāo)叫。

3.不同分化作用產(chǎn)生不同的土，分化作用有、、。

4.粘土礦物基本上是由兩種原子層（稱為晶片）構(gòu)成的，一種是，它的基本單元是Si—0

四面體，另一-種是，它的基本單元是A1—0H八面體。

5.不均勻系數(shù)Cu、曲率系數(shù)Cc的表達(dá)式為Cu=、Cc=o

6.砂類土樣級(jí)配曲線能同時(shí)滿足及的土才能稱為級(jí)配良好的土。

7.土是的產(chǎn)物，是各種礦物顆粒的集合體。土與其它連續(xù)固體介質(zhì)相區(qū)別的最主要特征

就是它的和。

8.土力學(xué)是利用一般原理和技術(shù)來研究土的物理性質(zhì)以及在所受外力發(fā)生變化時(shí)的應(yīng)

力、變形、強(qiáng)度、穩(wěn)定性和滲透性及其規(guī)律一門科學(xué)。

9.最常用的顆粒分析方法有法和法。

10.著名土力學(xué)家的《土力學(xué)》專著問世，標(biāo)志著現(xiàn)代土力學(xué)的開始。

三、選擇題

1.在毛細(xì)帶范圍內(nèi)，土顆粒會(huì)受到一個(gè)附加應(yīng)力。這種附加應(yīng)力性質(zhì)主要表現(xiàn)為（）

（A）浮力；（B）張力；（C）壓力。

2.對(duì)粘性土性質(zhì)影響最大的是土中的（）。

（A）強(qiáng)結(jié)合水；（B）弱結(jié)合水；（C）自由水；（D）毛細(xì)水。

3.土中所含“不能傳遞靜水壓力，但水膜可緩慢轉(zhuǎn)移從而使土具有一定的可塑性的水，

稱為（）。

（A）結(jié)合水；（B）自由水；（C）強(qiáng)結(jié)合水；（D）弱結(jié)合水。

4.下列粘土礦物中，親水性最強(qiáng)的是（）。（2005年注冊(cè)土木工程師（巖土）職業(yè)資格考

試題，三峽大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試題）

（A）高嶺石；（B）伊里石；（C）蒙脫石；（D）方解石。

5.毛細(xì)水的上升，主要是水受到下述何種力的作用？（）

（A）粘土顆粒電場(chǎng)引力作用；（B）孔隙水壓力差的作用

（C）水與空氣交界面處的表面張力作用。

6.土的可塑性范圍與比表面大小有關(guān)，下列說法正確的是（）

（A）粘土的比表面比砂土大，所以可塑性范圍大

（B）粘土的比表面比砂土小，所以可塑性范圍大

（C）粘土的比表面與砂土相似，顆粒細(xì)，故可塑性范圍大

7.圖粒大小及級(jí)配，通常用顆粒級(jí)配曲線表示，土的顆粒級(jí)配曲線越平緩，則表示

（）O

（A）土粒大小均勻，級(jí)配良好；（B）土粒大小不均勻，級(jí)配不良；（C）土粒大小不均勻，

級(jí)配良好。

8.由某土顆粒級(jí)配曲線獲得d60=12.5mm,dlO=O.03mm,則該土的不均勻系數(shù)Cu為（）。

（A）416.7；（B）4167；（02.4X10；（D）12.53?

9.若甲、乙兩種土的不均勻系數(shù)相同，則兩種土的（）。

（A）顆粒級(jí)配累計(jì)曲線相同；（B）有效粒徑相同；

（C）限定粒徑相同；（D）限定粒徑與有效粒徑之比相同。

10.在工程上，對(duì)于粒徑分別大于0.0751nm及小于0.075mm的土，采用的顆粒級(jí)配試驗(yàn)方

法為（）。

（A）均為篩分法；（B）均為水分法；（C）前者為篩分法后者為水分法。

11.毛細(xì)水上升高度決定于土粒粒度，下列哪種土毛細(xì)水上升高度最大（）。

（A）粘性土；（B）粉土；（C）砂土。

12.若將1cm立方體顆粒分割為棱邊0.001mm的許多立方體顆粒，則比表面變?yōu)椋ǎ?/p>

（A）6X10cm；（B）6X10cm；（C）6X10。

13.稍濕狀態(tài)的砂堆，能保持垂直陡壁達(dá)幾十厘米高不塌落，因?yàn)榇嬖冢ǎ?/p>

（A）拉力；（B）浮力；（C）重力；（D）毛細(xì)粘聚力。

14.具有更好的分選性和磨圓度的土是（）。

（A）殘積土；（B）坡積土；（C）洪積土；（D）沖積土。

15.雨雪水流的地質(zhì)作用將高處巖石風(fēng)化產(chǎn)物緩慢地洗刷剝蝕，順著斜坡向下逐漸移動(dòng)，

沉積在平緩的坡腳，這種搬運(yùn)和堆積方式形成的土稱為（）。

（A）殘積土（B）坡積土（C）洪積土（D）沖積土

16.下圖1T為某砂土的顆粒級(jí)配曲線，是判斷屬于下列（）類。

224-143-3

圖1-1

（A）A線級(jí)配良好，B線級(jí)配不良，C線級(jí)配不連續(xù)；（B）A線級(jí)配不連續(xù)，B線級(jí)配良

好，C線級(jí)配良好；（C）A線級(jí)配不連續(xù)，B線級(jí)配不良，C線級(jí)配良好；（D）A線級(jí)配

不良，B線級(jí)配良好，C線級(jí)配不連續(xù)。

四、判斷改錯(cuò)題

1.結(jié)合水是液態(tài)水的一種，故能傳遞靜水壓力。2.風(fēng)積土是巖石經(jīng)物理和化學(xué)風(fēng)化的

產(chǎn)物。3.土的結(jié)構(gòu)最主要的特征是成層性。五、計(jì)算題

1.甲乙兩土樣的顆粒分析結(jié)果列于下表，試?yán)L制級(jí)配曲線，并確定不均勻系數(shù)以及評(píng)價(jià)

級(jí)

第1章參考答案

一、簡(jiǎn)答題1.【答】

土粒的大小及其組成情況，通常以土中各個(gè)粒組的相對(duì)含量（各粒組占土粒總量的百分

數(shù)）來表示，稱為土的顆粒級(jí)配（粒度成分）。根據(jù)顆分試驗(yàn)成果繪制的曲線（采用對(duì)數(shù)

坐標(biāo)表示，橫坐標(biāo)為粒徑，縱坐標(biāo)為小于（或大于）某粒徑的土重（累計(jì)百分）含量）稱

為顆粒級(jí)配曲線，它的坡度可以大致判斷土的均勻程度或級(jí)配是否良好。2.【答】

3.【答】

土是連續(xù)、堅(jiān)固的巖石在風(fēng)化作用下形成的大小懸殊的顆粒，經(jīng)過不同的搬運(yùn)方式，在各

種自然環(huán)境中生成的沉積物。與一般建筑材料相比，土具有三個(gè)重要特點(diǎn)：散粒性、多相

性、自然變異性。

4.【答】

土的結(jié)構(gòu)是指由土粒單元大小、礦物成分、形狀、相互排列及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，土中水的性質(zhì)

及孔隙特征等因素形成的綜合特征?；绢愋鸵话惴譃閱瘟＝Y(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)（粒徑

0.075^0.005mm）,絮狀結(jié)構(gòu)（粒徑＜0.005mm）。

單粒結(jié)構(gòu)：土的粒徑較大，彼此之間無連結(jié)力或只有微弱的連結(jié)力，土粒呈棱角狀、表面

粗糙。

蜂窩結(jié)構(gòu)：土的粒徑較小、顆粒間的連接力強(qiáng)，吸引力大于其重力，土粒停留在最初的接

觸位置上不再下沉。

絮狀結(jié)構(gòu)：土粒較長(zhǎng)時(shí)間在水中懸浮，單靠自身中重力不能下沉，而是由膠體顆粒結(jié)成棉

絮狀，以粒團(tuán)的形式集體下沉。

5.【答】

土的宏觀結(jié)構(gòu)，常稱之為土的構(gòu)造。是同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小等都相近的各部

分之間的相互關(guān)系的特征。其主要特征是層理性、裂隙性及大孔隙等宏觀特征。

6.【答】

強(qiáng)結(jié)合水影響土的粘滯度、彈性和抗剪強(qiáng)度，弱結(jié)合水影響土的可塑性。

7.【答】

毛細(xì)水是存在于地下水位以上，受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水。土中自由

水從地下水位通過土的細(xì)小通道逐漸上升。它不僅受重力作用而且還受到表面張力的支

配。毛細(xì)水的上升對(duì)建筑物地下部分的防潮措施和地基特的浸濕及凍脹等有重要影響；在

干旱地區(qū)，地下水中的可溶鹽隨毛細(xì)水上升后不斷蒸發(fā)，鹽分積聚于靠近地表處而形成鹽

漬土。在粉土和砂土中毛細(xì)現(xiàn)象最顯著。

8.【答】

(1)一類是原生礦物:母巖經(jīng)物理風(fēng)化而成，如石英、云母、長(zhǎng)石；

(2)另一類是次生礦物：母巖經(jīng)化學(xué)風(fēng)化而成，土中次生礦物主要是粘土礦物，此外還

有鋁鐵氧化物、氫氧化物和可溶鹽類等。常見的粘土礦物有蒙脫石、伊里石、高嶺石；由

于粘土礦物顆粒很細(xì)，比表面積很大，所以顆粒表面具有很強(qiáng)的與水作用的能力，因此，

土中含粘土礦物愈多，則土的粘性、塑性和脹縮性也愈大。

9.【答】

粗顆粒土往往是巖石經(jīng)物理分化形成的原巖碎屑，是物理化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的原生礦物顆

粒；細(xì)小土粒主要是化學(xué)風(fēng)化作用形成的次生礦物顆粒和生成過程中有機(jī)物質(zhì)的介入，次

生礦物的成分、性質(zhì)及其與水的作用均很復(fù)雜，是細(xì)粒土具有塑性特征的主要因素之一，

對(duì)土的工程性質(zhì)影響很大。

10.【答】

粘土顆粒(粘粒)的礦物成分主要有粘土礦物和其他化學(xué)膠結(jié)物或有機(jī)質(zhì)，而粘土礦物是

很細(xì)小的扁平顆粒，顆粒表面具有很強(qiáng)的與水相互作用的能力，表面積(比表面)愈大，

這種能力就愈強(qiáng)，由于土粒大小而造成比表面數(shù)值上的巨大變化，必然導(dǎo)致土的活動(dòng)性的

極大差異，如蒙脫石顆粒比高嶺石顆粒的比表面大幾十倍，因而具有極強(qiáng)的活動(dòng)性。

11.【答】

研究表明，片狀粘土顆粒的表面，由于下列原因常帶有布平衡的負(fù)電荷。①離解作用：指

粘土礦物顆粒與水作用后離解成更微小的顆粒，離解后的陽離子擴(kuò)散于水中，陰離子留在

顆粒表面；②吸附作用：指溶于水中的微小粘土礦物顆粒把水介質(zhì)中一些與本身結(jié)晶格架

中相同或相似的離子選擇性地吸附到自己表面；③同品置換：指礦物品格中高價(jià)的陽離子

被低

4+3+3+2+價(jià)的離子置換，常為硅片中的Si被Al置換，鋁片中的A1被Mg置換，因而產(chǎn)生

過剩的

未飽和的負(fù)電荷。④邊緣斷裂：理想晶體內(nèi)部是平衡的，但在顆粒邊緣處，產(chǎn)生斷裂后，

晶體連續(xù)性受到破壞，造成電荷不平衡。二、填空題L較平緩

2.CU>10,CU<5,不均勻系數(shù)

3.物理風(fēng)化，化學(xué)風(fēng)化，生物分化

4.硅氧晶片(硅片)，鋁氫氧晶片(鋁片)

2

5.Cu=d60/diO,Cc=d30/(d60XdlO)6.CuM5,Cc=1-3

7.巖石分化，散粒性，多相性8.力學(xué)，土工測(cè)試9.篩分，水分

10.太沙基(Terzaghi)三、選擇題

1.C2.C3.D4.C5.C6.A7.C8.A9.D10.C11.B12.B13.D14.D15.D16.D四、判

斷改錯(cuò)題

1.X,不能傳遞靜水壓力。2.X,由風(fēng)力搬運(yùn)形成的土。3.X,結(jié)構(gòu)改為構(gòu)造。

五、計(jì)算題

，因?yàn)椤?0粒度分布范圍較大，土粒越不均勻，級(jí)配良好。

因?yàn)?/p>

大于5,

在『3之間所以為良好級(jí)配砂

第2章土的物理性質(zhì)及分類

一、簡(jiǎn)答題

1.什么是土的物理性質(zhì)指標(biāo)？哪些是直接測(cè)定的指標(biāo)？哪些是計(jì)算指標(biāo)？

2.甲土的含水量大于乙土，試問甲土的飽和度是否大于乙土？

3.什么是塑限、液限和縮限？什么是液性指數(shù)、塑性指數(shù)？

4.塑性指數(shù)對(duì)地基土性質(zhì)有何影向？

5.什么是土的凍脹性？產(chǎn)生機(jī)理是什么？

6.說明細(xì)粒土分類塑性圖的優(yōu)點(diǎn)。

7.按規(guī)范如何對(duì)建筑地基巖土進(jìn)行分類？

8.甲乙兩土的天然重度和含水量相同，相對(duì)密度不同，飽和度哪個(gè)大？

9.簡(jiǎn)述用孔隙比e、相對(duì)密實(shí)度Dr判別砂土密實(shí)度的優(yōu)缺點(diǎn)。

10.簡(jiǎn)述野外判別碎石土密實(shí)度方法？

11.什么是土的靈敏度和觸變性？試述在工程中的應(yīng)用。

12.說明下圖2T中各圖的橫縱坐標(biāo)，同時(shí)標(biāo)出單位。

（a）級(jí)配曲線（b）擊實(shí)曲線（c）塑性圖

圖2-1

13.影響土壓實(shí)性的主要因素什么？

14.什么是最優(yōu)含水量和最大干密度？

15.為什么含水量〈最優(yōu)含水量op時(shí)，干密度d隨增加而增大，＞op時(shí)，d

隨增加而減??？

16.在填方壓實(shí)工程中，土體是否能壓實(shí)到完全飽和狀態(tài)？為什么？（華南理工大學(xué)2006

年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試）

17.影響土擊實(shí)效果的因素有哪些？

18.為什么僅用天然含水量說明不了粘性土的物理狀態(tài)，而用液性指數(shù)卻能說明？（長(zhǎng)安

大學(xué)2007年碩士研究生入學(xué)考試）

二、填空題

1.粘性土中含水量不同，可分別處于、、、、四種不同的狀態(tài)。其界限含水量依次

是、、°

2.對(duì)砂土密實(shí)度的判別一般采用以下三種方法、、。

3.土的天然密度、土粒相對(duì)密度、含水量由室內(nèi)試驗(yàn)直接測(cè)定，其測(cè)定方法分別

是、、。

4.粘性土的不同狀態(tài)的分界含水量液限、塑限、縮限分別用、、測(cè)定。

5.土的觸變性是指。

6.土的靈敏度越高，其結(jié)構(gòu)性越強(qiáng)，受擾動(dòng)后土的強(qiáng)度降低越。

7.作為建筑地基的土，可分為巖石、碎石土砂土、、粘性土和人工填土。

8.碎石土是指粒徑大于mm的顆粒超過總重量50%的土。

9.土的飽和度為土中被水充滿的孔隙與孔隙之比。

10.液性指數(shù)是用來衡量粘性土的狀態(tài)。

三、選擇題

1.作為填土工程的土料?，壓實(shí)效果與不均勻系數(shù)Cu的關(guān)系：（）

（A）Cu大比Cu小好（B）Cu小比Cu大好（C）Cu與壓實(shí)效果無關(guān)

2.有三個(gè)同一種類土樣，它們的含水率

其壓縮性有何變化？（）

（A）壓縮性越大（B）壓縮性越?。–）壓縮性不變

3.有一非飽和土樣，在荷載作用下，飽和度由80%增加至95%。試間土樣的重度Y和含水

率怎樣改變？（）

（A）Y增加，減?。˙）Y不變，不變（C）Y增加，增加都相同，但是飽和度Sr不同，

飽和度Sr越大的土，

4.土的液限是指土進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的含水率，下述說法哪種是對(duì)的？（）

（A）天然土的含水率最大不超過液限

（B）液限一定是天然土的飽和含水率

（C）天然土的含水率可以超過液限，所以液限不?定是天然土的飽和含水率

5.已知砂土的天然孔隙比為e=0.303,最大孔隙比emax=0.762,最小孔隙比emin=

0.114,則該砂土處于（）狀態(tài)。

（A）密實(shí)（B）中密（C）松散（D）稍密

6.已知某種土的密度P=L8g/cm,土粒相對(duì)密度ds=2.70,土的含水量w=18.0%,則

每立方土體中氣相體積為（）

（A）0.486m（B）0.77m（C）0.16m（D）0.284m

7.在土的三相比例指標(biāo)中，直接通過室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定的是（）o

（A）ds,w,e；（B）ds,w,P；（C）ds,e,P；（D）P,w,e。

8.有若干種粘性土，它們的液限wL相同，但塑性指數(shù)IP不同，IP越大，則土的透水性有

何不同（）。（湖北工業(yè)大學(xué)2005年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試）

（A）透水性增大；（B）透水性不變；（C）透水性減小。

9.評(píng)價(jià)粘性土的物理特征指標(biāo)有哪些（）。（湖北工業(yè)大學(xué)2005年攻讀碩士學(xué)位研究

生入學(xué)考試）

（A）天然孔隙比e,最大孔隙比emax,最小孔隙比emin；

（B）最大干重度rdmax,最優(yōu)含水量wop,壓實(shí)度c；

（C）天然含水量w,塑限即，液限機(jī)。

10.對(duì)無粘性土的工程性質(zhì)影響最大的因素是（）。33333

（A）含水量；（B）密實(shí)度；（C）礦物成分；（D）顆粒的均勻程度。11.處于天然狀態(tài)的砂

土的密實(shí)度一般用哪一種試驗(yàn)方法測(cè)定（）。

（A）載荷試驗(yàn)；（B）十字板剪切試驗(yàn)；（C）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；（D）輕便觸探試驗(yàn)。12.某粘

性土的液性指數(shù)=0.6,則該土的狀態(tài)（）。（A）硬塑；（B）可塑；（C）軟塑；（D）流

塑。13.粘性土的塑性指數(shù)越大，表示土的（）。

（A）含水量w越大；（B）粘粒含量越高；（C）粉粒含量越高；（D）塑限即越高。14.淤

泥屬于（）。

(A)粉土；(B)粘性土；(C)粉砂；(D)細(xì)砂。15.粘性土的塑性指數(shù)越大，說明

(A)土粒比表面積越?。?B)土粒吸附能力越弱；

(C)土的可塑范圍越大；(D)粘粒、膠粒、粘土礦物含量越低。16.不同狀態(tài)下同一

種土的重度由大到小排列順序是O?(A)(C)

；(B)；(D)

17.已知甲、乙兩土樣物理性質(zhì)指標(biāo)如表2-1：

判斷下列結(jié)論中，正確的是()。(A)甲比乙具有更多的粘粒；(B)甲比乙具有更

大的密度；(C)甲比乙具有更大的干密度；(D)甲比乙具有更大的孔隙比。18.下列

敘述正確的是()。(A)(B)(C)(D)

時(shí)，粘性土處于堅(jiān)硬狀態(tài)；時(shí)，粘性土處于流動(dòng)狀態(tài)；時(shí)，粘性土處于堅(jiān)硬狀態(tài)；

時(shí)，粘性土處于軟塑狀態(tài)。

19.下面有關(guān)粘性土的敘述正確的是()。(A)粘性土是指塑性指數(shù)小于或等于10的

±;

(B)粘性土是指塑性指數(shù)大于10的土；

(C)粘性土是指塑性指數(shù)大于17的土；

(D)粘性土又稱為粘土。

20.按《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001),砂土和粉土的分類界限是()。(2004

年巖土工程師專業(yè)考試試題)

(A)粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的為粉砂，不足50%且塑性指數(shù)IPW10

的為粉土；

(B)粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的為粉砂，不足50%且塑性指數(shù)IP>3

的為粉土；

(C)粒徑大于0.1mm的顆粒質(zhì)量少于總質(zhì)量75%的為粉砂，不足75%且塑性指數(shù)IP>3的

為粉土；

(D)粒徑大于0.1mm的顆粒質(zhì)量少于總質(zhì)量75%的為粉砂，不足75%且塑性指數(shù)IP>7的

為粉土。

21.某建筑物地基需要壓實(shí)填土8000m,控制壓實(shí)后的含水量1=14%,飽和度Sr=90%；填

料重度r=15.5kN/m,天然含水量0=10%,相對(duì)密度GS=2.72,此時(shí)需要填料的方量最接

近下列()。(2004年巖土工程師專業(yè)考試試題)

(A)10650m；(B)10850m；(C)11050m；(D)11250m,

22.在下列關(guān)于路堤堤防填土壓實(shí)的說法中，()是正確的。(2004年巖土工程師專業(yè)考

試試題)

(A)在最優(yōu)含水量下壓實(shí)可取得最經(jīng)濟(jì)的壓實(shí)效果及最大干密度；

(B)最優(yōu)含水率取決于土類，與進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)儀器的類型及試驗(yàn)方法無關(guān)；

(C)壓實(shí)度是指實(shí)際達(dá)到的干密度與擊實(shí)試驗(yàn)最大干密度之比；

(D)壓實(shí)系數(shù)隨填土深度不同可以不同。

23.采用塑限含水量WP=18%的粉質(zhì)粘土作填土土料修筑告速公路路基，分層鋪土碾壓時(shí)，

下列()種含水率現(xiàn)對(duì)比較適合。(2005年巖土工程師專業(yè)考試試題)

(A)12%；(B)17%；(C)22%；(D)25%。

24.對(duì)粘性土填料進(jìn)行下列壓實(shí)試驗(yàn)時(shí)，下列()選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。(2005年巖土工程師專

業(yè)考試試題)

(A)在一定擊實(shí)功作用下，能使填筑土料達(dá)到最大干密度所對(duì)應(yīng)的含水量；

(B)與輕型擊實(shí)儀比較，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)得到土料的最大干密度較大；

(0填土的塑限增加，最優(yōu)含水量減??；擊實(shí)功增加，最優(yōu)含水量增加。

四、判斷改錯(cuò)題

1.在填方工程施工中，常用土的干密度來評(píng)價(jià)填土的壓實(shí)程度。

2.無論什么土，都具有可塑性。333333

3.用塑性指數(shù)IP可以對(duì)土進(jìn)行分類。

4.相對(duì)密實(shí)度Dr主要用于比較不同砂土的密實(shí)度大小。

5.砂土的分類是按顆粒級(jí)配及其形狀進(jìn)行的。

6.粉土的塑性指數(shù)IP小于或等于10、粒徑大于0.075的顆粒含量不超過全重55%的土。

7.甲土的飽和度大于乙土的飽和度，則甲土的含水量?定高于乙土的含水量。

8.土在最優(yōu)含水量時(shí)，壓實(shí)密度最大，同種土的壓實(shí)能量越大，最優(yōu)含水量越大。

9.兩種不同的粘性土，其天然含水量相同，則其軟硬程度相同。

10.地下水位上升時(shí)，在浸濕的土層中，其顆粒相對(duì)密度和孔隙比將增大。

五、計(jì)算題

1.有一完全飽和的原狀土樣切滿于容積為21.7cm的環(huán)刀內(nèi)，稱得總質(zhì)量為72.49g,經(jīng)

105℃烘干至恒重為61.28g,已知環(huán)刀質(zhì)量為32.54g,土粒相對(duì)密度（比重）為2.74,

試求該土樣的濕密度、含水量、干密度及孔隙比（要求按三項(xiàng)比例指標(biāo)定義求解）。

2.某原狀土樣的密度為1.85g/cm、含水量為34%、土粒相對(duì)密度為2.71,試求該土樣的

飽和密度、有效密度和有效重度（先導(dǎo)得公式然后求解）。

3.某砂土土樣的密度為1.77g/cm,含水量為9.8%,土粒相對(duì)密度為2.67,烘干后測(cè)定

最小孔隙比為0.461,最大孔隙比為0.943,試求孔隙比和相對(duì)密度，判斷該砂土的密實(shí)

度。

4.某一完全飽和粘性土試樣的含水量為30%,土粒相對(duì)密度為2.73,液限為33%,塑限

為17%,試求孔隙比、干密度和飽和密度，并按塑性指數(shù)和液性指數(shù)分別定出該粘性土的

分類名稱和軟硬狀態(tài)。

5.經(jīng)測(cè)定，某地下水位以下砂層的飽和密度為1.991g/cm,土粒相對(duì)密度為2.66,最大干

密度為L(zhǎng)67g/cm,最小干密度為1.39g/cm,試判斷該砂土的密實(shí)程度。

6.已知某土樣含水量為20%,土粒相對(duì)密度為2.7,孔隙率為50%,若將該土加水至完全飽

和，問10m該土體需加水多少？

7.某土樣，土粒相對(duì)密度為2.7,孔隙比為0.95,飽和度為37%,現(xiàn)要把飽和度提高到

90%,則每1的該土樣中應(yīng)加多少水？

8.某土樣孔隙體積，土粒體積，土粒相對(duì)密度為ds=2.69,求孔隙比e3333333和干重度

d；當(dāng)孔隙被水充滿時(shí).，求飽和重度sat和含水量。

9.某土樣的干密度為L(zhǎng)60g/cm,土粒相對(duì)密度為2.66,顆粒分析試驗(yàn)表明，該土大于

0.5mm的顆粒占總質(zhì)量的25雙假設(shè)細(xì)顆?？梢园汛诸w粒間的孔隙全部填滿，問該土小于

0.5m?的那部分細(xì)顆粒土的干密度約是多少？若經(jīng)過壓實(shí)后，該土在含水量為18%時(shí)達(dá)到

飽和，問該土此時(shí)的干密度是多少？

10.某一施工現(xiàn)場(chǎng)需要填土，基坑的體積為2000土方來源是從附近土丘開挖，經(jīng)勘察

土的相對(duì)密度為2.70,含水量為15%,孔隙比為0.60o要求填土的含水量為17%,干重度為

17.6kN/m。333

（1）取土場(chǎng)的重度、干重度和飽和度是多少？

（2）應(yīng)從取土場(chǎng)開采多少方土？

（3）碾壓時(shí)應(yīng)灑多少水?填土的孔隙比是多少？

（三峽大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試題）

11.某飽和土樣含水量為38.2%,密度為1.85t/m,塑限為27.5%,液限為42.1機(jī)問:要

制備完全飽和、含水量為50%的土樣，則每立方米土應(yīng)加多少水？加水前和加水后土各處

于什么狀態(tài)？其定名是什么？

12.某飽和土的飽和密度為1.85t/m,含水量為37.04%,試求其土粒相對(duì)密度和孔隙

比。

13.已知一土樣天然密度為L(zhǎng)8t/m,干密度為1.3t/m,飽和重度為20kN/m,試問在It

天然狀態(tài)土中，水和干土的質(zhì)量各是多少？若使這些土改變成飽和狀態(tài)，則需加水多少？

14.設(shè)有1m的石塊,孔隙比e=0,打碎后孔隙比為e=0.6,在打碎后孔隙比為e=0.75,求

第一次與第二次打碎后的體積？

15.是推導(dǎo)理論上所能達(dá)到的最大擊實(shí)曲線（即飽和度Sr=100%的擊實(shí)曲線）的表達(dá)式。

16.配置含水量35%的土樣，取天然含水量12%的土重20t,已測(cè)定土粒相對(duì)密度為2.70,

問需加水多少？（同濟(jì)大學(xué)1998年研究生入學(xué)考試試題）

第2章參考答案

一、簡(jiǎn)答題

L【答】

（1）土的各組成部分的質(zhì)量和體積之間的比例關(guān)系，用土的三相比例指標(biāo)表示，稱為土

的物理性質(zhì)指標(biāo)，可用于評(píng)價(jià)土的物理、力學(xué)性質(zhì)。

（2）直接測(cè)定的指標(biāo)：土的密度、含水量、相對(duì)密度ds；計(jì)算指標(biāo)是：孔隙比e、

孔隙率n、干密度d、飽和密度sat、有效密度、飽和度Sr

2.【答】

甲〉乙，但Sr甲不一定大于Sr乙。因?yàn)镾r=ds/e,它不僅與含水量有關(guān)，還與

ds、e有關(guān)。

3.【答】

(1)液限L：液限定義為流動(dòng)狀態(tài)與塑性狀態(tài)之間的界限含水量。

(2)塑限p:塑限定義為土樣從塑性進(jìn)入半堅(jiān)硬狀態(tài)的界限含水量。

(3)縮限s:縮限是土樣從半堅(jiān)硬進(jìn)入堅(jiān)硬狀態(tài)的界限含水量。

(4)塑性指數(shù)IP定義為土樣的液限和塑限之差：IP=wL-wP'333333

(5)液性指數(shù)：

4.【答】

塑性指數(shù)IP是土的顆粒組合、礦物成分以及土中水的離子成分和濃度的指標(biāo)。土顆粒越

細(xì)、粘土礦物含量越多、土粒表面反離子層中低價(jià)陽離子增加，IP變大。IP是粘性土的

分類標(biāo)準(zhǔn)。IP>17為粘性土，10<IPW17為粉質(zhì)粘土。

5.【答】

(1)當(dāng)?shù)貙訙囟冉抵亮銛z氏度以下，土中水凍結(jié)形成凍土。某些細(xì)粘粒土在凍結(jié)時(shí)，體

積發(fā)生膨脹，即凍脹現(xiàn)象。

(2)產(chǎn)生機(jī)理是由于土層在結(jié)冰時(shí)，周圍未凍區(qū)土中的水分向凍結(jié)區(qū)遷移積聚的結(jié)果。

6.【答】

土的塑性指數(shù)是劃分細(xì)粒土的良好指標(biāo)，它既能綜合反映土的顆粒組成、礦物成分以及土

粒吸附陽離子成分等方面的特性，但是不同的液限、塑限可給出相同的塑性指數(shù)，而土性

卻很可能不一樣。塑性圖考慮了塑性指數(shù)和液限兩個(gè)方面，因此對(duì)細(xì)粒土分類更加合理。

7.【答】

作為建筑地基的巖土，可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。

8.【答】

相對(duì)密度大的，飽和度小。因?yàn)椋?/p>

由此看出：ds大的，Sr就小。

9.【答】

(1)用e判斷砂土的密實(shí)度的優(yōu)點(diǎn)：應(yīng)用方便，同一種土，密實(shí)砂土的空隙比一定比松

散砂土的??；缺點(diǎn)：無法反映土的粒徑級(jí)配因素。

(2)用Dr判斷砂土的密實(shí)度的優(yōu)點(diǎn)：考慮了土級(jí)配因素，理論上完善；缺點(diǎn):用長(zhǎng)頸漏

斗測(cè)定emax或用振動(dòng)叉和擊實(shí)金屬法測(cè)定emin因人而異，難以獲得較為科學(xué)的數(shù)據(jù)。

10.【答】

野外判別碎石土密實(shí)度的方法：根據(jù)骨架顆粒含量和排列、可挖性、可鉆性，將碎石土分

為密實(shí)、中密、稍密、松散四種密實(shí)狀態(tài)。

11.【答】

(1)土的靈敏度定義為原狀土強(qiáng)度與擾動(dòng)土強(qiáng)度之比，即：St=原狀土強(qiáng)度/擾動(dòng)土強(qiáng)

度。土的強(qiáng)度通常采用無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)定，即：。

土的靈敏度愈高，其結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng)，受擾動(dòng)后土的強(qiáng)度降低就愈多。所以在基礎(chǔ)施工中應(yīng)注

意保護(hù)基槽，盡量減少土結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)。

(2)飽和粘性土的結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，但當(dāng)擾動(dòng)停止后，土的強(qiáng)度又隨時(shí)間

而逐漸增大。粘性土的這種抗剪強(qiáng)度隨時(shí)間恢復(fù)的膠體化學(xué)性質(zhì)稱為土的觸變性。

例如：在黏性土中打樁時(shí)，可利用土的靈敏度，樁側(cè)土的結(jié)構(gòu)受到破壞而強(qiáng)度降低，將樁

打入土中；利用土的觸變性，在停止打樁以后，土的強(qiáng)度逐漸恢復(fù)，樁的承載力增加。

12.【答】

(a)橫坐標(biāo)是粒徑，用對(duì)數(shù)表示，縱坐標(biāo)是小于(或大于)某粒徑的土重含量(或稱累計(jì)百

分含量)，用%表示；

(b)橫坐標(biāo)是含水量，用%表示，縱坐標(biāo)是土的干密度，單位g/cm;

(c)橫坐標(biāo)是液限，用%表示，縱坐標(biāo)是塑性指數(shù)。

13.【答】

含水量、擊實(shí)能量、土的顆粒級(jí)配、試驗(yàn)條件。

14.【答】

在一定的壓實(shí)能量下使土最容易壓實(shí)，并能達(dá)到最大干密度時(shí)的含水量稱為土的最優(yōu)含水

量，用op表示；相對(duì)應(yīng)的干密度叫最大干密度，用dmax表示。

15.【答】

因?yàn)楹啃∮谧顑?yōu)含水量op時(shí)，土中水主要是強(qiáng)結(jié)合水，顆粒間具有很大的分子引

力，阻止顆粒移動(dòng)，壓實(shí)比較困難，干密度較??；當(dāng)含水量適當(dāng)增大時(shí)，土中結(jié)合水膜變

厚，土粒間的連接力減弱而使粒易于移動(dòng)，壓實(shí)效果變好，干密度增加；當(dāng)含水量繼續(xù)增

加時(shí)超過最優(yōu)含水量op出,現(xiàn)了自由水，擊實(shí)時(shí)水不易立即排除，阻止土?？拷?，壓實(shí)效

果下降，干密度又下降。

16.【答】

粘性土滲透性很小，壓實(shí)過程中含水量幾乎不變，土中少量封閉氣體很難全部趕走，要想

擊實(shí)到完全飽和狀態(tài)是不可能的。

17.【答】

含水量、土類及級(jí)配、擊實(shí)功能、毛細(xì)管壓力以及孔隙壓力等，其中前三種影響因素是最

主要的。

18.【答】

對(duì)于粘性土，因粘土礦物含量高、顆粒細(xì)小，其物理狀態(tài)與含水量關(guān)系非常密切。同一種

粘性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)。但是由于含

不同礦物成分的粘性土，即使具有相同的含水量，也未必處于同樣的物理狀態(tài)，因?yàn)楹?/p>

同礦物成分的粘性土在同一含水量下稠度不同。在一定含水量下，-種土可能處于可塑狀

態(tài)，而含不同礦物顆粒的另?種粘性土可能處于流動(dòng)狀態(tài)。因此，考慮礦物成分的影響，

粘性土的軟硬狀態(tài)不用含水量直接判斷。

二、填空題

1.固態(tài)、半固態(tài)、可塑態(tài)、流動(dòng)態(tài)、縮限、塑限、液限

2.孔隙比法、相對(duì)密實(shí)度法、標(biāo)準(zhǔn)灌入法3

3.環(huán)刀法、比重瓶法、烘干法

4.錐式液限儀、搓條法、收縮皿法

5.粘性土的結(jié)構(gòu)受到擾動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，但當(dāng)擾動(dòng)停止后，土的強(qiáng)度又隨時(shí)間而逐

漸增大的性質(zhì)。

6.越多。

7.粉土。

8.2o

9.體積、總體積。

10.軟硬。

三、選擇題

1.A2.B3.A4.C5.A6.C7.B8.C9.C10.B11.C12.B13.B14.B15.C16.A17.A18.

A19.B20.A21.B22.C23.B24.C

21題詳解：壓實(shí)前填料的干重度：

壓實(shí)后填土的干重度：

根據(jù)壓實(shí)前后土體干質(zhì)量相等的原則計(jì)算填料的方量VI：

答案（B）正確

四、判斷改錯(cuò)題

1.O

2.X,無粘性土不具有可塑性。

3.X,對(duì)粉土和粘性土分類。

4.X,是反映砂土本身的密實(shí)程度。

5.X,去掉“及其形狀”。

6.X,將“55%”改為“50%”o

7.X,二者沒有必然聯(lián)系。

8.X,同一種土的壓實(shí)能量越大，最優(yōu)含水量越小。

9.X,液性指數(shù)相同時(shí)軟硬程度才相同。

10.X,保持不變。

五、計(jì)算題

1.解：

2.解：設(shè)土顆粒體積為1

由

得

3.解：由

因?yàn)?/3<SPAN》所以該砂土的密實(shí)度為中密。

4.解：由

得

因?yàn)?0<IP=16<17,該粘性土應(yīng)定名為粉質(zhì)粘土；因?yàn)?.75<I>0.8K1.0,所以該粘性土

的狀態(tài)為軟塑。

5.解：由得

因?yàn)?/3<SPAN》所以該砂土的密實(shí)度為密實(shí)。

6.解：由由

當(dāng)當(dāng)故應(yīng)加水時(shí)，時(shí)，，且得，得

7.解：由

得

8.解：

9.解:設(shè)V=lm,則

粗顆粒質(zhì)量

細(xì)顆粒質(zhì)量3

粗顆粒體積

粗顆?？紫扼w積細(xì)顆粒土的干密度壓實(shí)后的孔隙比

10.解：(1)

(2)填土場(chǎng)

取土場(chǎng)

(3)灑多少水

11.解:

加水前

加水后

12.解：

粉質(zhì)粘土可塑狀態(tài)流塑狀態(tài)

聯(lián)立求解，得

13.解：

需加水

14.解：

15.解:

16.解:由

得

由

得

需加水

第3章土的滲透性及滲流

一、簡(jiǎn)答題

1.試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因。

2.簡(jiǎn)述影響土的滲透性的因素主要有哪些。

3.為什么室內(nèi)滲透試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得出的滲透系數(shù)有較大差別？

4.拉普拉斯方程適應(yīng)于什么條件的滲流場(chǎng)？

5.為什么流線與等勢(shì)線總是正交的？

6.流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系？

7.滲透力都會(huì)引起哪些破壞？

二、填空題

1.土體具有被液體透過的性質(zhì)稱為土的。

2.影響滲透系數(shù)的主要因素有：..............

3.一般來講，室內(nèi)滲透試驗(yàn)有兩種，即和。

4.滲流破壞主要有和兩種基本形式。

5.達(dá)西定律只適用于的情況，而反映土的透水性的比例系數(shù)，稱之為土的。

三、選擇題

1.反應(yīng)土透水性質(zhì)的指標(biāo)是（）。

A.不均勻系數(shù)B.相對(duì)密實(shí)度

C.壓縮系數(shù)D.滲透系數(shù)

2.下列有關(guān)流土與管涌的概念，正確的說法是（）。

A.發(fā)生流土?xí)r，水流向上滲流；發(fā)生管涌時(shí)，水流向下滲流

B.流土多發(fā)生在黏性土中，而管涌多發(fā)生在無黏性土中

C.流土屬突發(fā)性破壞，管涌屬漸進(jìn)式破壞

D.流土屬滲流破壞，管涌不屬滲流破壞

3.土透水性的強(qiáng)弱可用土的哪一項(xiàng)指標(biāo)來反映？（）

A.壓縮系數(shù)B.固結(jié)系數(shù)

C.壓縮模量D.滲透系數(shù)

4.發(fā)生在地基中的下列現(xiàn)象，哪一種不屬于滲透變形？（）

A.坑底隆起B(yǎng).流土C.砂沸D.流砂

5.下屬關(guān)于滲流力的描述不正確的是（）。

A.其數(shù)值與水力梯度成正比，其方向與滲流方向?致

B.是一種體積力，其量綱與重度的量綱相同

C.流網(wǎng)中等勢(shì)線越密集的區(qū)域，其滲流力也越大

D.滲流力的存在對(duì)土體穩(wěn)定總是不利的

6.下列哪一種土樣更容易發(fā)生流砂？（）

A.砂礫或粗砂B.細(xì)砂或粉砂

C.粉質(zhì)黏土D.黏土

7.成層土水平方向的等效滲透系數(shù)與垂直方向的等效滲透系數(shù)的關(guān)系是（

A.>B.=C.<

8.在滲流場(chǎng)中某點(diǎn)的滲流力（）。

A.隨水力梯度增加而增加B.隨水利力梯度增加而減少C.與水力梯度無關(guān)

9.評(píng)價(jià)下列說法的正誤。（）

①土的滲透系數(shù)越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大；

②任何?種土，只要水力梯度足夠大，就有可能發(fā)生流土和管涌；

③土中任一點(diǎn)滲流力的大小取決于該點(diǎn)孔隙水總水頭的大??；

④滲流力的大小不僅取決于水力梯度，還與其方向有關(guān)。

A.①對(duì)B.②對(duì)C.③和④對(duì)D.全不對(duì)

10.下列描述正確的是（）。

A.流網(wǎng)中網(wǎng)格越密處，其水力梯度越小

B.位于同一條等勢(shì)線上的兩點(diǎn)，其孔隙水壓力總是相同的

C.同一流網(wǎng)中，任意兩相鄰等勢(shì)線間的勢(shì)能差相等

D.滲透流速的方向?yàn)榱骶€的法線方向

11.土體滲流研究的主要問題不包括（）。

A.滲流量問題B.滲透變形問題

C.滲流控制問題D.地基承載力問題）。

12.某岸邊工程場(chǎng)地細(xì)砂含水層的流線上A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)的水位標(biāo)高2.5米，B點(diǎn)的水位

標(biāo)高3.0米，兩點(diǎn)間流線長(zhǎng)為10米，計(jì)算兩點(diǎn)間的平均滲透力最接近下列()個(gè)值。

(A)1.25kN/m3；(B)0.83kN/m3；(C)0.50kN/m3；(D)0.20kN/m3。

13.四個(gè)壩基土樣的孔隙率和細(xì)粒含量(以質(zhì)量百分率計(jì))如下，試按《水利水電工程地

質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)計(jì)算判別下列()選項(xiàng)的土的滲透變形的破壞形式屬于管

涌。(A)

(0；(B)；(D)；o

四、判斷改錯(cuò)題

1.繪制流網(wǎng)時(shí)必須滿足的基本條件之一是流線和等勢(shì)線必須正交。

2.達(dá)西定律中的滲透速度不是孔隙水的實(shí)際流速。

3.土的孔隙比愈大，其滲透系數(shù)也愈大。

4.在流網(wǎng)圖中，流線愈密集的地方，水力坡降愈小。

5.發(fā)生流砂時(shí)，滲流力方向與重力方向相同。

6.細(xì)粒土的滲透系數(shù)測(cè)定通常采用“常水頭”試驗(yàn)進(jìn)行。

7.繪制流網(wǎng)時(shí)，每個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比沒有要求。

8.在流網(wǎng)中，任意兩相鄰流線間的滲流量相等。

9.管涌發(fā)生在滲流溢出處，而流土發(fā)生的部位可以在滲流溢出處，也可以在土體內(nèi)部。

五、計(jì)算題

1.如圖3-1所示，在恒定的總水頭差之下水自下而上透過兩個(gè)土樣，從土樣1頂面溢

出。

(1)已土樣2底面c-c為基準(zhǔn)面，求該面的總水頭和靜水頭；

(2)已知水流經(jīng)土樣2的水頭損失為總水頭差的30%,求b-b面的總水頭和靜水頭；

(3)已知土樣2的滲透系數(shù)為0.05cm/s,求單位時(shí)間內(nèi)土樣橫截面單位面積的流量；

(4)求土樣1的滲透系數(shù)。

圖3—1(單位：cm)圖3—*3(單位：cm)

2.如圖3—2所示，在5.0m厚的黏土層下有一砂土層厚6.0m,其下為基巖（不透水）。

為

-23測(cè)定該沙土的滲透系數(shù)，打一鉆孔到基巖頂面并以10m/s的速率從孔中抽水。在距抽

水孔

15m和30m處各打一觀測(cè)孔穿過黏土層進(jìn)入砂土層，測(cè)得孔內(nèi)穩(wěn)定水位分別在地面以下

3.0m和2.5m,試求該砂土的滲透系數(shù)。

圖3—2（單位：m）

3.某滲透裝置如圖3-3

所示。砂I的滲透系數(shù)

;砂樣斷面積A=200,試問：；砂H的滲透系數(shù)

（1）若在砂I與砂H分界面處安裝一測(cè)壓管，則測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高？

（2）砂I與砂H界面處的單位滲流量q多大？

4.

定水頭滲透試驗(yàn)中，已知滲透儀直徑失，在60s時(shí)間內(nèi)的滲水量，在滲流直徑上的水頭

損，求土的滲透系數(shù)。

厚度為滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)，實(shí)5.

設(shè)做變水頭滲透試驗(yàn)的粘土式樣的截面積為徑為

，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的水位差為，經(jīng)過

觀察的水位差為

驗(yàn)室的水溫為20℃,試求式樣的滲透系數(shù)。

6.圖3-4

為一板樁打入透土層后形成的流網(wǎng)。已知透水土層深

板樁打入土層表面以下，滲透系數(shù)，板樁前后水深如圖3-4所示。試求：（1）

圖中所示a、b、c、d、e各點(diǎn)的孔隙水壓力；（2）地基的單位透水量。

圖3—4板樁墻下的滲流圖

7.如圖3-5所示，在長(zhǎng)為10cm,面積的圓筒內(nèi)裝滿砂土。經(jīng)測(cè)定，粉砂的

筒下端與管相連，管內(nèi)水位高出筒5cm（固定不變），流水自下而上通過試樣后可

溢流出「去。試求⑴滲流力的大小，判斷是否會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象；（2）臨界水利梯度值。

圖3—5

第3章參考答案

一、簡(jiǎn)答題

1.【答】

起始水力梯度產(chǎn)生的原因是，為了克服薄膜水的抗剪強(qiáng)度T0（或者說為了克服吸著水的粘

滯阻力），使之發(fā)生流動(dòng)所必須具有的臨界水力梯度度。也就是說，只要有水力坡度，薄

膜水就會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，只是當(dāng)實(shí)際的水力坡度小于起始水力梯度時(shí)，薄膜水的滲透速度V非

常小，只有憑借精密儀器才能觀測(cè)到。因此嚴(yán)格的講，起始水力梯度10是指薄膜水發(fā)生

明顯滲流時(shí)用以克服其抗剪強(qiáng)度10的水力梯度。

2.【答】

（1）土的粒度成分及礦物成分。土的顆粒大小、形狀及級(jí)配，影響土中孔隙大小及其形

狀，因而影響土的滲透性。土顆粒越粗，越渾圓、越均勻時(shí)，滲透性就大。砂土中含有較

多粉土及粘土顆粒時(shí)，其滲透系數(shù)就大大降低。（2）結(jié)合水膜厚度。粘性土中若土粒的

結(jié)合水膜厚度較厚時(shí)，會(huì)阻塞土的孔隙，降低土的滲透性。（3）土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。天然土

層通常不是各向同性的，在滲透性方面往往也是如此。如黃土具有豎直方向的大孔隙，所

以豎直方向的滲透系數(shù)要比水平方向大得多。層狀粘土常夾有薄的粉砂層，它在水平方向

的滲透系數(shù)要比豎直方向大得多。（4）水的粘滯度。水在土中的滲流速度與水的容重及

粘滯度有關(guān)，從而也影響到土的滲透性。

3.【答】

室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)滲透系數(shù)有較大差別，主要在于試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)條件等有關(guān)，即就是

和滲透系數(shù)的影響因素有關(guān)，詳見上一題。

4.【答】

當(dāng)滲流場(chǎng)中水頭及流速等滲流要素不隨時(shí)間改變時(shí)，這種滲流稱為穩(wěn)定滲流，而拉普拉斯

方程是指適用于平面穩(wěn)定滲流的基本方程。

5.【答】

在穩(wěn)定滲流場(chǎng)中，取一微單元體，并假定水體不可壓縮，則根據(jù)水流連續(xù)原理，單位時(shí)間

內(nèi)流入和流出微元體的水量應(yīng)相等，即dqe=dqO?從而得到：

即為二維滲流連續(xù)方程，從中由數(shù)學(xué)知識(shí)，可知流線和等勢(shì)線正交。

6.【答】

在向上的滲流力作用下，粒間有效應(yīng)力為零時(shí)，顆粒群發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象稱為流砂

（土）現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在顆粒級(jí)配均勻的飽和細(xì)、粉砂和粉土層中，一般具有突發(fā)

性、對(duì)工程危害大。

在水流滲透作用下，土中的細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動(dòng)，以至流失；隨著土的孔隙

不斷擴(kuò)大，滲流速度不斷增加，較粗的顆粒也相繼被水逐漸帶走，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫

通的滲流管道，造成土體塌陷，這種現(xiàn)象稱為管涌。它多發(fā)生在砂性土中，且顆粒大小差

別大，往往缺少某種粒徑，其破壞有個(gè)時(shí)間發(fā)展過程，是一種漸進(jìn)性質(zhì)破壞。

具體地再說，管涌和流砂的區(qū)別是：（1）流砂發(fā)生在水力梯度大于臨界水力梯度，而管

涌發(fā)生在水力梯度小于臨界水力梯度情況下；（2）流砂發(fā)生的部位在滲流逸出處，而管

涌發(fā)生的部位可在滲流逸出處，也可在土體內(nèi)部；（3）流砂發(fā)生在水流方向向上，而管

涌沒有限制。

7.【答】

滲流引起的滲透破壞問題主要有兩大類：一是由于滲流力的作用，使土體顆粒流失或局部

土體產(chǎn)生移動(dòng)，導(dǎo)致土體變形甚至失穩(wěn)；二是由于滲流作用，使水壓力或浮力發(fā)生變化，

導(dǎo)致土體和結(jié)構(gòu)物失穩(wěn)。前者主要表現(xiàn)為流砂和管涌，后者主要?jiǎng)t表現(xiàn)為岸坡滑動(dòng)或擋土

墻等構(gòu)造物整體失穩(wěn)。

二、填空題

1.滲透性或透水性

2.土的粒度成分及礦物成分、土的密實(shí)度、土的飽和度、土的結(jié)構(gòu)、土的構(gòu)造、水的溫

度

3.常水頭法、變水頭法

4.流砂（土）、管涌

5.層流、滲透系數(shù)

三、選擇題

l.D2.C3.D4.A5.D6.B7.A8.A9.D10.C11.D12.C13.D（注：按規(guī)范當(dāng)時(shí)發(fā)生

管涌）

四、判斷改錯(cuò)題

1.V

2.V3.,對(duì)黏性土不成正比。4.,改“愈小”為“愈大”。5.，改“相同”為“相

反”。6.，改“常水”頭為“降水頭”或“變水頭”。7.,每個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比必須為定

值。

8.V9.,應(yīng)招管涌與流土對(duì)調(diào)。

五、計(jì)算題

1.解：

如圖3T,本題為定水頭實(shí)驗(yàn)，水自下而上流過兩個(gè)土樣，相關(guān)幾何參數(shù)列于圖中。

(1)以c-c為基準(zhǔn)面，則有:zc=0,hwc=90cm,hc=90cm

(2)已知hbc=30%hac,而hac由圖2T6知，為30cm,所以

hbc=30%hac=0.330=9cm

，hb=hc-hbc=90-9=81cm

又zb=30cm,故hwb=hb-zb=81-30=51cm

32(3)已知k2=0.05cm/s,q/A=k2i2=

k2hbc/L2=0.059/30=0.015cm/s/cm=0.015cm/s

(4)il=hab/Ll=(hac-hbc)/Ll=(30-9)/30=0.7,而且由連續(xù)性條件,

q/A=klil=k2i2kl=k2i2/i1=0.015/0.7=0.021cm/s

2.解：

分析：如圖3-2,砂土為透水土層，厚6m,上覆粘土為不透水土層，厚5m,因?yàn)檎惩翆硬?/p>

透水，所以任意位置處的過水?dāng)嗝娴母叨染鶠樯巴翆拥暮穸龋?m。題目又給出了

rl=15m,r2=30m,hl=8m,h2=8.5m。由達(dá)西定律的公式知，，可改寫為：

帶入已知條件，得到：

本題的要點(diǎn)在于對(duì)過水?dāng)嗝娴睦斫?。另外，還有個(gè)別同學(xué)將In當(dāng)作了1g。

3.解:

(i)設(shè)所求值為，砂樣I和砂樣n的高度分別為和。因各斷面的滲流速度相等，故有

即

(2)砂與砂界面處的單位滲流量q為：

4.解：

5.解：

因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)的溫度為標(biāo)準(zhǔn)溫度，故不作溫度修正。

6.解:

(l)a、e點(diǎn)位于水面，故

b、d位于土層表面，其孔隙壓力分別為：

C點(diǎn)位于板樁底部，該點(diǎn)的水頭損失為：

該點(diǎn)的孔壓為：

(2)地基的單位滲水量：

7.解：

(1)

因?yàn)椋圆粫?huì)發(fā)生流砂。(2)

第3章士的滲透性及滲流

一、簡(jiǎn)答題

L試解釋起始水力梯度產(chǎn)生的原因。

2.簡(jiǎn)述影響土的滲透性的因素主要有哪些。

3.為什么室內(nèi)滲透試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得出的滲透系數(shù)有較大差別？

4.拉普拉斯方程適應(yīng)于什么條件的滲流場(chǎng)？

5.為什么流線與等勢(shì)線總是正交的？

6.流砂與管涌現(xiàn)象有什么區(qū)別和聯(lián)系？

7.滲透力都會(huì)引起哪些破壞？

二、填空題

1.土體具有被液體透過的性質(zhì)稱為土的。

2.影響滲透系數(shù)的主要因素有：..............

3.一般來講，室內(nèi)滲透試驗(yàn)有兩種，即和。

4.滲流破壞主要有和兩種基本形式。

5.達(dá)西定律只適用于的情況，而反映土的透水性的比例系數(shù)，稱之為土的。

三、選擇題

1.反應(yīng)土透水性質(zhì)的指標(biāo)是（）。

A.不均勻系數(shù)B.相對(duì)密實(shí)度

C.壓縮系數(shù)D.滲透系數(shù)

2.下列有關(guān)流土與管涌的概念，正確的說法是（）。

A.發(fā)生流土?xí)r，水流向上滲流；發(fā)生管涌時(shí)，水流向下滲流

B.流土多發(fā)生在黏性土中，而管涌多發(fā)生在無黏性土中

C.流土屬突發(fā)性破壞，管涌屬漸進(jìn)式破壞

D.流土屬滲流破壞，管涌不屬滲流破壞

3.土透水性的強(qiáng)弱可用土的哪一項(xiàng)指標(biāo)來反映？（）

A.壓縮系數(shù)B.固結(jié)系數(shù)

C.壓縮模量D.滲透系數(shù)

4.發(fā)生在地基中的下列現(xiàn)象，哪一種不屬于滲透變形？（）

A.坑底隆起B(yǎng).流土C.砂沸D.流砂

5.下屬關(guān)于滲流力的描述不正確的是（）。

A.其數(shù)值與水力梯度成正比，其方向與滲流方向一致

B.是一種體積力，其量綱與重度的量綱相同

C.流網(wǎng)中等勢(shì)線越密集的區(qū)域，其滲流力也越大

D.滲流力的存在對(duì)土體穩(wěn)定總是不利的

6.下列哪一種土樣更容易發(fā)生流砂？（）

A.砂礫或粗砂B.細(xì)砂或粉砂

C.粉質(zhì)黏土D.黏土

7.成層土水平方向的等效滲透系數(shù)A.>B.=C.與垂直方向的等效滲透系數(shù)<的關(guān)系是

（）o8.在滲流場(chǎng)中某點(diǎn)的滲流力（）。

A.隨水力梯度增加而增加B.隨水利力梯度增加而減少C.與水力梯度無關(guān)

9.評(píng)價(jià)下列說法的正誤。（）

①土的滲透系數(shù)越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大；

②任何一種土，只要水力梯度足夠大，就有可能發(fā)生流土和管涌；

③土中任?點(diǎn)滲流力的大小取決于該點(diǎn)孔隙水總水頭的大??；

④滲流力的大小不僅取決于水力梯度，還與其方向有關(guān)。

A.①對(duì)B.②對(duì)C.③和④對(duì)D.全不對(duì)

10.下列描述正確的是（）。

A.流網(wǎng)中網(wǎng)格越密處，其水力梯度越小

B.位于同一條等勢(shì)線上的兩點(diǎn)，其孔隙水壓力總是相同的

C.同一流網(wǎng)中，任意兩相鄰等勢(shì)線間的勢(shì)能差相等

D.滲透流速的方向?yàn)榱骶€的法線方向

11.土體滲流研究的主要問題不包括（）。

A.滲流量問題B.滲透變形問題

C.滲流控制問題D.地基承載力問題

12.某岸邊工程場(chǎng)地細(xì)砂含水層的流線上A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)的水位標(biāo)高2.5米，B點(diǎn)的水位

標(biāo)高3.0米，兩點(diǎn)間流線長(zhǎng)為10米，計(jì)算兩點(diǎn)間的平均滲透力最接近下列()個(gè)值。

(A)1.25kN/m3；(B)0.83kN/m3；(C)0.50kN/m3；(D)0.20kN/m3?

13.四個(gè)壩基土樣的孔隙率和細(xì)粒含量(以質(zhì)量百分率計(jì))如下，試按《水利水電工程地

質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50287-99)計(jì)算判別下列()選項(xiàng)的土的滲透變形的破壞形式屬于管

涌。(A)

(0；(B)；(D)；o

四、判斷改錯(cuò)題

1.繪制流網(wǎng)時(shí)必須滿足的基本條件之一是流線和等勢(shì)線必須正交。

2.達(dá)西定律中的滲透速度不是孔隙水的實(shí)際流速。

3.土的孔隙比愈大，其滲透系數(shù)也愈大。

4.在流網(wǎng)圖中，流線愈密集的地方，水力坡降愈小。

5.發(fā)生流砂時(shí)，滲流力方向與重力方向相同。

6.細(xì)粒土的滲透系數(shù)測(cè)定通常采用“常水頭”試驗(yàn)進(jìn)行。

7.繪制流網(wǎng)時(shí)，每個(gè)網(wǎng)格的長(zhǎng)寬比沒有要求。

8.在流網(wǎng)中，任意兩相鄰流線間的滲流量相等。

9.管涌發(fā)生在滲流溢出處，而流土發(fā)生的部位可以在滲流溢出處，也可以在土體內(nèi)部。

五、計(jì)算題

1.如圖3—1所示，在恒定的總水頭差之下水自下而上透過兩個(gè)土樣，從土樣1頂面溢

出。

(1)已土樣2底面c-c為基準(zhǔn)面，求該面的總水頭和靜水頭；

(2)已知水流經(jīng)土樣2的水頭損失為總水頭差的30%,求b—b面的總水頭和靜水頭；

(3)已知土樣2的滲透系數(shù)為0.05cm/s，求單位時(shí)間內(nèi)土樣橫截面單位面積的流量；

(4)求土樣1的滲透系數(shù)。

圖3—1（單位：cm）圖3—3（單位：cm）

2.如圖3—2所示，在5.0m厚的黏土層下有一砂土層厚6.0m,其下為基巖（不透水）。

為

-23測(cè)定該沙土的滲透系數(shù)，打一鉆孔到基巖頂面并以10m/s的速率從孔中抽水。在距抽

水孔

15m和30m處各打一觀測(cè)孔穿過黏土層進(jìn)入砂土層，測(cè)得孔內(nèi)穩(wěn)定水位分別在地面以下

3.0m和2.5m,試求該砂土的滲透系數(shù)。

圖3—2（單位：m）

3.某滲透裝置如圖3-3

所示。砂I的滲透系數(shù)

；砂樣斷面積A=200,試問：；砂II的滲透系數(shù)

（1）若在砂I與砂H分界面處安裝一測(cè)壓管，則測(cè)壓管中水面將升至右端水面以上多高？

（2）砂I