土力學(xué)與基礎(chǔ)工程練習(xí)二
1 概 念
（1）達(dá)西滲流定律及其影響因素。
（2）土的滲透系數(shù)及其影響因素。
（3）流砂和管涌的基本概念、發(fā)生的條件和判別方法。注意流砂現(xiàn)象發(fā)生在土體表面滲流逸出處，不發(fā)生于土體內(nèi)部，而管涌可以發(fā)生在滲流逸出處，也可能發(fā)生在土體內(nèi)部。
（4）動水力的概念。
（5）滲透系數(shù)的試驗(yàn)方法。
2 關(guān)于土的滲透性
影響土的滲透性的因素必須掌握，影響因素包括：土的粒度成分與礦物成分；結(jié)合水膜的厚度；土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；水的粘滯度；土中氣體。
特別值得注意的是：從現(xiàn)場取得的土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測定的滲透系數(shù)與現(xiàn)場的實(shí)際情況差異很大，往往相差幾個(gè)數(shù)量級，這主要與土的結(jié)構(gòu)的破壞有關(guān)。所以，必要時(shí)必須進(jìn)行現(xiàn)場抽水試驗(yàn)。
3 例題解析
[例1] 設(shè)做變水頭滲透試驗(yàn)的粘土試樣的截面積為30cm2，厚度為4cm，滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為0.4cm，試驗(yàn)開始時(shí)的水位差為145cm，經(jīng)時(shí)段7分25秒觀察得水位差為130cm，試驗(yàn)時(shí)的水溫為20?C，試求試樣的滲透系數(shù)。
[解] 已知試樣的截面積A=30cm2，滲徑長度L=4cm，細(xì)玻璃管的內(nèi)截面積a=?d2/4=3.14?(0.4)2 / 4=0.1256cm2, h1=145cm, h2=130cm, t1=0, t2=7?60 25=445s 。
則可得試樣在20℃時(shí)的滲透系數(shù)為cm/s
[例2] 簡要回答影響土的滲透性的因素主要有那些。
[答]：（1）土的粒度成分及礦物成分。土的顆粒大小、形狀及級配，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。
[例3] 土中應(yīng)力計(jì)算的基本假定及理由有那些。
目前土中應(yīng)力的計(jì)算方法，主要是采用彈性力學(xué)公式，也就是把地基土視為均勻的、各向同性的半無限彈性體。其計(jì)算結(jié)果能滿足實(shí)際工程的要求，其原因有：（a）建筑物基礎(chǔ)底面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土顆粒尺寸，同時(shí)考慮的也只是計(jì)算平面上的平均應(yīng)力，而不是土顆粒間的接觸集中應(yīng)力。因此可以近似地把土體作為連續(xù)體來考慮，應(yīng)用彈性理論。（b）土在形成過程中具有各種結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，使土呈現(xiàn)不均勻性。同時(shí)土體也不是一種理想的彈性體。但是，在實(shí)際工程中土中應(yīng)力水平較低，土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系接近于線性關(guān)系。因此，當(dāng)土層間的性質(zhì)差異并不大時(shí)，采用彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力在實(shí)用上是允許的。（c）地基土在水平方向及深度方向相對于建筑物基礎(chǔ)的尺寸而言，可以認(rèn)為是無限延伸的，因此可以認(rèn)為地基土是符合半無限體的假定。
1 概 念
（1）達(dá)西滲流定律及其影響因素。
（2）土的滲透系數(shù)及其影響因素。
（3）流砂和管涌的基本概念、發(fā)生的條件和判別方法。注意流砂現(xiàn)象發(fā)生在土體表面滲流逸出處，不發(fā)生于土體內(nèi)部，而管涌可以發(fā)生在滲流逸出處，也可能發(fā)生在土體內(nèi)部。
（4）動水力的概念。
（5）滲透系數(shù)的試驗(yàn)方法。
2 關(guān)于土的滲透性
影響土的滲透性的因素必須掌握，影響因素包括：土的粒度成分與礦物成分；結(jié)合水膜的厚度；土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造；水的粘滯度；土中氣體。
特別值得注意的是：從現(xiàn)場取得的土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測定的滲透系數(shù)與現(xiàn)場的實(shí)際情況差異很大，往往相差幾個(gè)數(shù)量級，這主要與土的結(jié)構(gòu)的破壞有關(guān)。所以，必要時(shí)必須進(jìn)行現(xiàn)場抽水試驗(yàn)。
3 例題解析
[例1] 設(shè)做變水頭滲透試驗(yàn)的粘土試樣的截面積為30cm2，厚度為4cm，滲透儀細(xì)玻璃管的內(nèi)徑為0.4cm，試驗(yàn)開始時(shí)的水位差為145cm，經(jīng)時(shí)段7分25秒觀察得水位差為130cm，試驗(yàn)時(shí)的水溫為20?C，試求試樣的滲透系數(shù)。
[解] 已知試樣的截面積A=30cm2，滲徑長度L=4cm，細(xì)玻璃管的內(nèi)截面積a=?d2/4=3.14?(0.4)2 / 4=0.1256cm2, h1=145cm, h2=130cm, t1=0, t2=7?60 25=445s 。
則可得試樣在20℃時(shí)的滲透系數(shù)為cm/s
[例2] 簡要回答影響土的滲透性的因素主要有那些。
[答]：（1）土的粒度成分及礦物成分。土的顆粒大小、形狀及級配，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。
[例3] 土中應(yīng)力計(jì)算的基本假定及理由有那些。
目前土中應(yīng)力的計(jì)算方法，主要是采用彈性力學(xué)公式，也就是把地基土視為均勻的、各向同性的半無限彈性體。其計(jì)算結(jié)果能滿足實(shí)際工程的要求，其原因有：（a）建筑物基礎(chǔ)底面尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于土顆粒尺寸，同時(shí)考慮的也只是計(jì)算平面上的平均應(yīng)力，而不是土顆粒間的接觸集中應(yīng)力。因此可以近似地把土體作為連續(xù)體來考慮，應(yīng)用彈性理論。（b）土在形成過程中具有各種結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，使土呈現(xiàn)不均勻性。同時(shí)土體也不是一種理想的彈性體。但是，在實(shí)際工程中土中應(yīng)力水平較低，土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系接近于線性關(guān)系。因此，當(dāng)土層間的性質(zhì)差異并不大時(shí)，采用彈性理論計(jì)算土中應(yīng)力在實(shí)用上是允許的。（c）地基土在水平方向及深度方向相對于建筑物基礎(chǔ)的尺寸而言，可以認(rèn)為是無限延伸的，因此可以認(rèn)為地基土是符合半無限體的假定。