第二章 土的渗透性与渗流:土是一种三相组成的多孔介质,其孔隙在空间互相连通。在饱和土中,水充满整个孔隙,当土中不同位置存在水位差时,土中水就会在水位能作用下,从水位高的位置向水位低的位置流动。液体从物质微孔中透过的现象称为渗透。土体具有被液体透过的性质称为土的渗透性或透水性。液体在土孔隙或其他透水性介质中的流动问题称为渗流 。非饱和土的渗透性较复杂,工程实用性较小,将不作介绍。 土的渗透性同土的强度、变形特性一起,是土力学中的几个主要课题。强度变形、渗流是相互联、相互影响的,土木工程领域内的许多工程实践都与土的渗透性密切相关。归纳起来土的渗透性研究主要包括下述三个方面:(1) 渗流量问题:如基坑开挖或施工围堰时的渗水量及排水量计算,土堤坝身、坝基土中渗水量等。(2)渗透破坏问题:土中的渗流会对土颗粒施加作用力即渗流力当渗流力过大时就会引起土颗粒或土体的移动,产生渗透变形,甚至渗透破坏,如边坡破坏、地面隆起、堤坝失稳等现象。近年来高层建筑基坑失稳事故有不少就是由渗透破坏引起的。(3) 渗流控制问题:当渗流量或渗透变形不满足设计要求时,就要研究工程措施进行渗流控制。显然,水在土体中的渗流,一方面会引起水头损失或基坑积水,影响工程效益和进度;另一方面将引起土体变形,改变构筑物或地基的稳定条件,直接影响工程安全。因此研究土的渗透性规律及其与工程的关系具有重要意义。本章主要介绍土的渗透性及渗流规律、二维渗流及流网简介、渗透破坏与渗流控制。2.1土的渗透性与渗流:本节主要介绍达西通过对砂土的渗透试验得出在层流条件下,土中水渗透速度与能量 ( 水头 ) 损失之间关系的渗透规律,即达西定律,达西定律表明在层流状态的渗流中,渗透速度 v 与水力梯度 i 的一次方成正比,并分析了达西定律以及适用条件。
2.2土中二维渗流及流网简介:本节简要介绍二维渗流方程和流网。 对于稳定的渗流,根据水流连续原理,推导出拉普拉斯方程,即平面稳定渗流的基本方程。求解拉氏方程一般有四类方法,即数学解析法、数值解法、电模拟法、图解法。其中图解法简便、快速,在工程中实用性强,这里简要介绍图解法即流网,介绍流网的绘制方法及应用。
2.3渗透破坏与控制:渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类:一是由于渗流力的作用,使土体颗粒流失或局部土体产生移动,导致土体变形甚至失稳;二是由于渗流作用,使水压力或浮力发生变化,导致土体或结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌后者则表现为岸坡滑动或挡土墙等构筑物整体失稳。本节主要分析渗流力的计算方法,以及发生流砂和管涌的条件和控制措施
[单选题]反映土的透水性质的指标是(  )。 
 相对密实度
 压缩系数
孔隙比
 渗透系数
答案:渗透系数
[单选题]当地下水自上向下渗流时,土层中骨架应力(   )。 
 减小
不变
 不确定
 增大
答案:增大
[单选题]在渗流场中某点的渗流力(  )。 
随水力梯度的增加而减小  
随水力梯度增加而增加 
 与水力梯度无关
 不确定
答案:随水力梯度增加而增加
[单选题]下列土样中,(  )更容易发生流土。 
细砂和粉砂
砂或砾
 砾石土
 黏土
答案:细砂和粉砂
[单选题]某水平分层的天然黏性土体,其竖向的渗透系数(  )水平渗透系数。 
 不确定
等于
小于
大于 
答案:小于
[判断题] 砂性土渗透试验可以用常水头渗透仪进行。(  )  


答案:对
[判断题] 管涌是指在渗透水流的作用下,土体中细颗粒随水移动并被带出流失的现象。(  )


答案:对
[判断题]在流网图中,流线越密集的地方,水力梯度越小。(  )


答案:错

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