全國工程地質(zhì)及土力學復習資料(自考02404)(完整版)(B)

1、全國工程地質(zhì)學和土力學復習資料(完整版)(b)第三章土壤滲透性和滲漏第一：土壤：由破碎的礦物顆粒組成，具有連續(xù)縫隙的多孔介質(zhì)。泄漏：水通過土壤的連續(xù)孔隙流過。滲透性：土壤滲透性能滲透力：水滲透土體，水通過土體作用形成的作用力二、達西定律：1.飽和土中的水滲流是水流運動的一種形式，必須遵循水力學的基本規(guī)律。2.測試中：z:此點的基準o-o 的高度表示土壤水單位重量中的位能，即重力能量。u:土中水壓，又稱孔水壓，表示土中的壓力能量，u/rw(rw表示接受重量)表示孔縫中水壓力的水柱高度或壓力水頭(壓力水頭)表示該點的壓力能量。v:點的滲透速度，g表示重力加速度，v2/2g表示點的動能。h:總水頭高

2、度，此點能量、壓力能量和動能的總水頭(即能量)。3.位能和壓力勢能的總和(z u/rw)稱為壓力管道水。由于土壤顆粒的力增大，滲透流速很小，可以忽略不計。通常，壓力管道水頭表示泄漏的總水頭(即)。4.水力i:當水沿滲透路徑方向流動時，產(chǎn)生整個水頭的損失系數(shù)。這意味著單位滲透路徑的水頭損失。也就是說，正在測試：i:水力梯度，無人駕駛。其中減號表示水流方向的水頭損失。 l:穿透路徑的長度。 h:與通過路徑長度 l對應的水頭損失(水頭差)5.測試中：q:滲透流量(cm/s或m/d)，通過土壤采樣截面面積a到單位時間流的徑流q=v/t，v是時間t內(nèi)流動的水量。答：土壤樣品的橫截面積，包括土壤顆粒和縫隙

3、。v:通過流動速度或剖面平均滲透速度(mm/s或m/d)。k:反映土壤滲透性能的系數(shù)，相當于單位水力梯度(i=1)中的滲透流速(平均滲透率)，因此在尺寸和流速(mm/s或m/d) darcy法則中，滲透流速v不是水在土壤間隙中流動的實際平均流速。6.達西定律的適用范圍主要與土壤中滲透水流的流動狀態(tài)(在層流狀態(tài)下適用，湍流狀態(tài)不適用)有關(guān)，也與土石方的液體特性、土石方的大小、形狀、礦物成分和水的相互作用有關(guān)。7.影響土壤的滲透因素：滲透水的性質(zhì)、土壤顆粒大小等級、空隙比、礦物成分、旁觀者結(jié)構(gòu)、宏觀結(jié)構(gòu)。粗粒土的滲透性主要由孔通道的橫截面面積決定。粉土滲透性的主要因素不是土壤有效粒徑，而是顆粒礦物

4、土滲透性的塊狀直徑。粘性土的滲透性因素主要是粘土礦物表面的活性作用，是原相結(jié)構(gòu)土的孔隙比大小。粘性土沉積層的滲透性往往是各向異性，垂直和水平的滲透率不同。8.起始水力漸層i0:水力漸層非常小，不會發(fā)生滲透。達到斜度時，發(fā)生滲透。此漸層稱為起始漸層。i i0才會發(fā)生滲透。此時，致密黏土中的顆粒有較厚的粘結(jié)膜，顆粒徐璐接近，阻礙自由通過，達到一定的水力梯度時，客戶服務結(jié)合膜的電阻才會發(fā)生泄漏三、滲透系數(shù)的確定1.滲透系數(shù)測量可分為現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗。室內(nèi)實驗有常數(shù)頭實驗和變量頭考試。2.上頭測試： (格式中：l:樣本長度；a:截面面積t:時間；壓力測量管頭差異；v:測量歷時t流過樣品的水量)可變頭

5、測試：或4.油網(wǎng)的性質(zhì)：一流線和等地勢線徐璐正交。如果希望中的等時線之間的差異等于等時線之間的差異，那么網(wǎng)格的長寬比是恒定的。長寬比為1時，希望是曲線正方形，相鄰兩個等視線之間的水頭損失相等。相鄰兩條流線之間的水流通道稱為油口，在希望中，各油組的流量相同。5.滲透力：水從土中滲透，遇到土架的阻力，水也對土架施加推力。單位體積土架受到的推力稱為滲透力滲透力的大小與單位體積內(nèi)水流的阻力大小相同，方向相反，因此滲透力是單位。大小與水力坡率成比例，并與泄漏(或流線)的方向一致6、臨界液壓傾斜有效重癥(浮動重癥)(格式中：e:空位；飽和體密度；gs:比重)處于滲透損傷狀態(tài)時7.三投手流從下到上作用于沙土

6、，當沙土的有效重癥(浮力)為時，沙土會被滲透力懸浮，從而失去穩(wěn)定性。(阿爾伯特愛因斯坦，北極高速，成功)當時的沙子將處于懸在空中的臨界狀態(tài)八、泄漏引起的工程常見問題？滲透變形(滲透破壞):滲透力大，引起土壤顆粒的運動，甚至把土壤顆粒排出體外，使土壤變形和破壞。(土木建筑和地基因滲流的作用而變形或破壞)，其表現(xiàn)形式為1，運土2，管井3。接觸運土4，接觸精煉。土方調(diào)配：當滲透向上上升時，發(fā)生土體表面局部隆起或土體顆粒同時漂浮和移動的現(xiàn)象。(粘土引起沃土，屬于沃土型土壤。)冠：由于滲透水流的作用，土體中的微小土粒在粗土粒之間的孔通道中隨著水流移動和逸出的現(xiàn)象。(寬容型土壤)。9.防止?jié)B透變形的措施：

7、為了降低水力梯度，可以采用降低水頭、增加滲透路徑等方法?？梢栽跐B透流出中增設(shè)過濾層，施加壓力，或者在建筑物下游設(shè)計減壓井、減壓井等，使?jié)B透物的流動順利流出。10.有效應力：作用于土壤顆粒骨架并有效地改變土壤力學特性的作用力稱為有效應力孔隙水壓力：由于水的重量增加的壓力，樣本土壤樣本的空隙率不會發(fā)生任何變化，樣本土壤的機械性質(zhì)也不會發(fā)生變化，無法測量樣本生成體積變化。此應力稱為中性應力，也稱為孔隙水壓力()(格式中：總應力；有效應力：孔隙水壓力；)，以獲取詳細信息11、靜態(tài)水條件下的孔隙水壓力和有效應力水中浸水的飽和土體、浸水深水設(shè)置、土壤的飽和容積重量如下。土下有深度的a-a平面中的總應力是孔

8、間隙水壓。根據(jù)有效應力原理，a-a平面中的有效應力為：由此可見，靜水條件下的孔隙水壓力以研究平面單位面積的水流重量與水深成正比，分布成三角形。有效應力是所研究平面的單位面積土柱的有效重量，與土層填埋深度成正比，與土面的靜態(tài)水位無關(guān)，呈三角形分布。12、穩(wěn)定滲流時的孔隙水壓力和有效應力 h: h:a-a-a面的孔隙水壓力因泄漏造成水頭損失而減少h與整數(shù)相比，a-a平面中的總應力保持不變，孔間隙水壓減小，有效應力相應增加。因此，在總應力不變的條件下，證明了孔隙水壓力減小等于有效應力增加。與自頂向下滲透情況相比，孔間隙壓力增大，有效應力相應減少。如果繼續(xù)增加頂部滲流的水位差h，直到a-a平面中的孔間

9、隙水壓等于總應力，則表明有效應力為零是土壤的臨界條件，因此有效應力為零也是理論上上游土壤的臨界條件。摘要：名詞說明1.滲透力：水滲入土體，水作用于土粒而形成的作用力稱為滲透力2.水力漸層：有流網(wǎng)隨機格線的水力漸層是相鄰二等地勢線的水頭差除以相鄰二等地勢線的平均長度3.流動土壤：當泄漏向上流動時，土體表面局部隆起或土粒子群同時發(fā)生懸浮和移動的現(xiàn)象稱為油土4.管道浪涌：管道流入是滲透變形的另一種形式，是指由于滲透水流的作用，土體中的微小土粒在粗土顆粒之間的孔通道中隨著水流移動和流失的現(xiàn)象單答型1.泄漏引起的工程問題有多少？答：(1)泄漏(2)滲透變形(3)基坑降水引起的地基沉降影響滲透性的因素是什么？答：(1)粗土顆粒的滲透性主要是孔通道的橫截面積(2)粉質(zhì)土流滲透性的主要影響因素，不是有效顆粒，而是由顆