全国工程地质及土力学复习资料(自考02404)(完整版)(B)

1、全国工程地质学和土力学复习资料(完整版)(b)第三章土壤渗透性和渗漏第一：土壤：由破碎的矿物颗粒组成，具有连续缝隙的多孔介质。泄漏：水通过土壤的连续孔隙流过。渗透性：土壤渗透性能渗透力：水渗透土体，水通过土体作用形成的作用力二、达西定律：1.饱和土中的水渗流是水流运动的一种形式，必须遵循水力学的基本规律。2.测试中：z:此点的基准o-o 的高度表示土壤水单位重量中的位能，即重力能量。u:土中水压，又称孔水压，表示土中的压力能量，u/rw(rw表示接受重量)表示孔缝中水压力的水柱高度或压力水头(压力水头)表示该点的压力能量。v:点的渗透速度，g表示重力加速度，v2/2g表示点的动能。h:总水头高

2、度，此点能量、压力能量和动能的总水头(即能量)。3.位能和压力势能的总和(z u/rw)称为压力管道水。由于土壤颗粒的力增大，渗透流速很小，可以忽略不计。通常，压力管道水头表示泄漏的总水头(即)。4.水力i:当水沿渗透路径方向流动时，产生整个水头的损失系数。这意味着单位渗透路径的水头损失。也就是说，正在测试：i:水力梯度，无人驾驶。其中减号表示水流方向的水头损失。 l:穿透路径的长度。 h:与通过路径长度 l对应的水头损失(水头差)5.测试中：q:渗透流量(cm/s或m/d)，通过土壤采样截面面积a到单位时间流的径流q=v/t，v是时间t内流动的水量。答：土壤样品的横截面积，包括土壤颗粒和缝隙

3、。v:通过流动速度或剖面平均渗透速度(mm/s或m/d)。k:反映土壤渗透性能的系数，相当于单位水力梯度(i=1)中的渗透流速(平均渗透率)，因此在尺寸和流速(mm/s或m/d) darcy法则中，渗透流速v不是水在土壤间隙中流动的实际平均流速。6.达西定律的适用范围主要与土壤中渗透水流的流动状态(在层流状态下适用，湍流状态不适用)有关，也与土石方的液体特性、土石方的大小、形状、矿物成分和水的相互作用有关。7.影响土壤的渗透因素：渗透水的性质、土壤颗粒大小等级、空隙比、矿物成分、旁观者结构、宏观结构。粗粒土的渗透性主要由孔通道的横截面面积决定。粉土渗透性的主要因素不是土壤有效粒径，而是颗粒矿物

4、土渗透性的块状直径。粘性土的渗透性因素主要是粘土矿物表面的活性作用，是原相结构土的孔隙比大小。粘性土沉积层的渗透性往往是各向异性，垂直和水平的渗透率不同。8.起始水力渐层i0:水力渐层非常小，不会发生渗透。达到斜度时，发生渗透。此渐层称为起始渐层。i i0才会发生渗透。此时，致密黏土中的颗粒有较厚的粘结膜，颗粒徐璐接近，阻碍自由通过，达到一定的水力梯度时，客户服务结合膜的电阻才会发生泄漏三、渗透系数的确定1.渗透系数测量可分为现场试验和室内试验。室内实验有常数头实验和变量头考试。2.上头测试： (格式中：l:样本长度；a:截面面积t:时间；压力测量管头差异；v:测量历时t流过样品的水量)可变头

5、测试：或4.油网的性质：一流线和等地势线徐璐正交。如果希望中的等时线之间的差异等于等时线之间的差异，那么网格的长宽比是恒定的。长宽比为1时，希望是曲线正方形，相邻两个等视线之间的水头损失相等。相邻两条流线之间的水流通道称为油口，在希望中，各油组的流量相同。5.渗透力：水从土中渗透，遇到土架的阻力，水也对土架施加推力。单位体积土架受到的推力称为渗透力渗透力的大小与单位体积内水流的阻力大小相同，方向相反，因此渗透力是单位。大小与水力坡率成比例，并与泄漏(或流线)的方向一致6、临界液压倾斜有效重症(浮动重症)(格式中：e:空位；饱和体密度；gs:比重)处于渗透损伤状态时7.三投手流从下到上作用于沙土

6、，当沙土的有效重症(浮力)为时，沙土会被渗透力悬浮，从而失去稳定性。(阿尔伯特爱因斯坦，北极高速，成功)当时的沙子将处于悬在空中的临界状态八、泄漏引起的工程常见问题？渗透变形(渗透破坏):渗透力大，引起土壤颗粒的运动，甚至把土壤颗粒排出体外，使土壤变形和破坏。(土木建筑和地基因渗流的作用而变形或破坏)，其表现形式为1，运土2，管井3。接触运土4，接触精炼。土方调配：当渗透向上上升时，发生土体表面局部隆起或土体颗粒同时漂浮和移动的现象。(粘土引起沃土，属于沃土型土壤。)冠：由于渗透水流的作用，土体中的微小土粒在粗土粒之间的孔通道中随着水流移动和逸出的现象。(宽容型土壤)。9.防止渗透变形的措施：

7、为了降低水力梯度，可以采用降低水头、增加渗透路径等方法。可以在渗透流出中增设过滤层，施加压力，或者在建筑物下游设计减压井、减压井等，使渗透物的流动顺利流出。10.有效应力：作用于土壤颗粒骨架并有效地改变土壤力学特性的作用力称为有效应力孔隙水压力：由于水的重量增加的压力，样本土壤样本的空隙率不会发生任何变化，样本土壤的机械性质也不会发生变化，无法测量样本生成体积变化。此应力称为中性应力，也称为孔隙水压力()(格式中：总应力；有效应力：孔隙水压力；)，以获取详细信息11、静态水条件下的孔隙水压力和有效应力水中浸水的饱和土体、浸水深水设置、土壤的饱和容积重量如下。土下有深度的a-a平面中的总应力是孔

8、间隙水压。根据有效应力原理，a-a平面中的有效应力为：由此可见，静水条件下的孔隙水压力以研究平面单位面积的水流重量与水深成正比，分布成三角形。有效应力是所研究平面的单位面积土柱的有效重量，与土层填埋深度成正比，与土面的静态水位无关，呈三角形分布。12、稳定渗流时的孔隙水压力和有效应力 h: h:a-a-a面的孔隙水压力因泄漏造成水头损失而减少h与整数相比，a-a平面中的总应力保持不变，孔间隙水压减小，有效应力相应增加。因此，在总应力不变的条件下，证明了孔隙水压力减小等于有效应力增加。与自顶向下渗透情况相比，孔间隙压力增大，有效应力相应减少。如果继续增加顶部渗流的水位差h，直到a-a平面中的孔间

9、隙水压等于总应力，则表明有效应力为零是土壤的临界条件，因此有效应力为零也是理论上上游土壤的临界条件。摘要：名词说明1.渗透力：水渗入土体，水作用于土粒而形成的作用力称为渗透力2.水力渐层：有流网随机格线的水力渐层是相邻二等地势线的水头差除以相邻二等地势线的平均长度3.流动土壤：当泄漏向上流动时，土体表面局部隆起或土粒子群同时发生悬浮和移动的现象称为油土4.管道浪涌：管道流入是渗透变形的另一种形式，是指由于渗透水流的作用，土体中的微小土粒在粗土颗粒之间的孔通道中随着水流移动和流失的现象单答型1.泄漏引起的工程问题有多少？答：(1)泄漏(2)渗透变形(3)基坑降水引起的地基沉降影响渗透性的因素是什么？答：(1)粗土颗粒的渗透性主要是孔通道的横截面积(2)粉质土流渗透性的主要影响因素，不是有效颗粒，而是由颗