岩土工程概论(2学生用和作业题)defla

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1、课后作业1体积高度体积高度课后作业2问题的提出渗流：水在土体中流动的现象土的渗透性：土被水透过的性质1、渗流量问题土坝渗漏、渠道渗漏基坑渗水、水井出水2、渗透变形受渗透力作用3、渗透控制五、土的渗透性土的渗透问题概述浸润线流线等势线下游上游土坝蓄水后水透过坝身流向下游H隧道开挖时，地下水向隧道内流动渗透试验与达西定律试样A渗流流速水力坡降达西定律土渗透系数(定义为单位水力梯度下的单位流量)测定试样A常水头法：砂土反映了土渗透性的强弱砾砂、粗砂中砂细砂、粉砂粉土粉质黏土黏土10-1~10-2cm/s10-2~10-3cm/s10-3~10-4cm/s10-4~10-6cm/s10-6~10-7c

2、m/s10-7~10-10cm/s砂、砾的透水性强，可以起到排水作用；粘性土的透水性弱，可以起到截水的作用。砾砂、粗砂、中砂属强透水材料，粉、细砂属中透水性材料，粉土属弱透水材料，粉质粘土属于基本不透水材料，粘土属于不透水材料。土的渗透变形（或称为渗透破坏）流土：在渗流逸出面的土粒被水流携带运动。粘性土、均匀砂土。管涌：在渗流作用下，土中的细粒被水流携带通过粗粒孔隙通道运动。级配不良的土。接触流土：指渗流垂直于渗透系数相差较大的两相邻土层的接触面流动时,将渗透系数较小的土层中的细颗粒带入渗透系数较大的另一土层的现象称为接触流土接触冲刷：是指渗流沿着两种不同土层的接触面流动时,沿层面带走细颗粒的

3、现象称为接触冲刷.渗透水流将土体的细颗粒冲走、带走或局部土体产生移动，导致土体变形—————渗透变形问题（流土，管涌）1.流土——在渗流作用下，局部土体表面隆起，或某一范围内土粒群同时发生移动的现象流土发生于地基或土坝下游渗流出逸处，不发生于土体内部。开挖基坑或渠道时常遇到的流砂现象，属于流土破坏。细砂、粉砂、淤泥等较易发生流土破坏2.管涌——在渗流作用下，无粘性土中的细小颗粒通过较大颗粒的孔隙，发生移动并被带出的现象土体在渗透水流作用下，细小颗粒被带出，孔隙逐渐增大，形成能穿越地基的细管状渗流通道，掏空地基或坝体，使其变形或失稳。管涌既可以发生在土体内部，也可以发生在渗流出口处，发展一般有个

4、时间过程，是一种渐进性的破坏。渗流力渗透力是渗流对单位土体的作用力，是一种体积力，其大小与水力坡降成正比，作用方向与渗流方向一致，单位为kN/m3渗透力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对土体稳定性有显著的影响abc渗透力方向与重力一致，促使土体压密、强度提高，有利于土体稳定渗流方向近乎水平，使土粒产生向下游移动的趋势，对稳定不利渗流力与重力方向相反，当渗透力大于土体的有效重度，土粒将被水流冲出流土的临界水力梯度渗透力渗透破坏的判别流土可能性的判别水利工程稳定临界流土管涌可能性的判别非管涌土可能管涌土管涌土管涌的临界水力梯度远小于流土的临界坡降流土例题分析【例】某土坝地基土的比重Gs=

5、2.68，孔隙比e=0.82，下游渗流出口处经计算水力坡降i为0.2，若取安全系数Fs为2.5，试问该土坝地基出口处土体是否会发生流土破坏【解答】临界水力坡降由于实际水力坡降i<[i]，故土坝地基出口处土体不会发生流土破坏允许水力坡降六、土的压缩性基本概念土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土的压缩随时间而增长的过程，称为土的固结。初始瞬时沉降Sd，取决于剪切变形主固结沉降Sc，取决于渗透固结过程，通常是地基变形的主要部分次固结沉降Ss，取决于土骨架的蠕变变形总变形：Sd：初始瞬时沉降Ss:次固结沉降Sc：主固结沉降1、地基沉降的三个组成部分2、应力历史在地质历史过程中，土层曾在不同应

6、力作用下压缩过的情况称为应力历史。3先期固结压力先期固结压力：土层历史上所经受到的最大压力OCR=1：正常固结OCR>1：超固结OCR<1：欠固结超固结比：如土层当前承受的自重压力为相同时，一般OCR越大，土越密实，压缩性越小与正常固结土相比，超固结土的强度较高、压缩性较低，静止侧压力系数较大peppee正常固结状态超固结状态欠固结状态4、压缩曲线为了便于比较，通常采用压力段由p1=100kPa增加到p2=200kPa时的压缩系数a1-2来评定土的压缩性如下：0.10.5高压缩性中压缩性低压缩性5土的压缩指数6土的压缩模量它的定义是土在完全侧限条件下的竖向附加压应力与相应的应变增量之比值。6土

7、的压缩模量6土的压缩模量压缩模量(侧限压缩模量)根据曲线，可以求算另一个压缩性指标——压缩模量。土的压缩模量可根据下式计算：亦称侧限压缩模量，以便与一般材料在无侧限条件下简单拉伸或压缩时的弹性模量相区别。7土的回弹指数1、固结度定义：地基在荷载作用下，经历某一时间t产生的固结沉降量st与最终固结沉降量s的比值，记为Ut8固结系数CV基于太沙基（美籍奥地利土力学家，现代土力学的创始人）一维固结理论解