思考题与习题思考题.PDFVIP

第二章 思考题与习题 思考题 2.1 怎样理解“水往低处流”？是从位置水头高的地方流向位置水头低的地方，还是从压 力水头高的地方流向压力水头低的地方？或者这两种说法都不对？ 答：这两种说法都不对。应该是从总水头高的地方流向总水头低的地方。 u Z （位置水头）+ （压力水头）h （总水头） γw 2.2 达西定律的适用条件是什么？根据三维化的达西定律怎样得到稳定渗流的拉普拉斯方 程？ 答：达西定律适用于流动状态为层流的情况。假定土和水都是不可压缩的，由连续方程： ∂v ∂v ∂v x y z + + 0 ∂x ∂y ∂z 以及达西定律 ∂h ∂h ∂h v −K ,v −K ,v −K x x ∂x y y ∂y z z ∂z 并假定土中水的流动各向同性（K =K =K =K ）及K 为常数，即可得出拉普拉斯方程 x y z 2 2 2 ∂ h ∂ h ∂ h + + 0 ∂x 2 ∂y 2 ∂z 2 2.3 影响土的渗透系数的主要因素有哪些？ 答：①土的粒径大小与级配。土颗粒越细，大小越均匀，形状越圆滑，则渗透系数越大。 ②孔隙比，即密实度。孔隙比越小，土越密实，渗透系数越小。 ③矿物成分。对于粘性土，当颗粒表面含有可交换的钠离子越多时，其渗透性将降低。 ④结构和构造。当孔隙比相同时，凝聚结构比分散结构具有更大的透水性；天然沉积的 层状粘土层水平方向的渗透性远大于垂直方向。 ⑤饱和度。饱和度反映了土中气体含量的多少。饱和度越高，渗透系数越大。 ⑥水的温度。水温升高时，粘滞系数降低，渗透系数增大。 2.4 什么是流土？什么是管涌？二者有何区别？ 答：在向上的渗透水流作用下，表层土局部范围内的土体或颗粒群体同时发生悬浮、移动的 现象称为流砂（流土）。 在渗透水流作用下，土中的颗粒相继穿过孔隙被水流带走，最终导致土体内形成贯通的 渗流管道，这种现象称为管涌。 二者的区别在于：①流砂通常发生在渗流溢出处；管涌发生的部位可以是在渗流溢出处，也 可以是在土体内部。②任何类型的土，只要水力坡降达到临界值，都会发生流砂破坏；而 管涌只发生在级配不良的无粘性土中。③流砂发生较快，破坏具有突然性；管涌破坏一般 都有个时间发展过程，是一种渐进性质的破坏。 2.5 什么是渗透力？在什么情况下会发生流土现象？ 答：地下水渗流时，土单位面积内的骨架产生的力叫渗透力。当土的总重量≤孔隙水压 力，或者有效重量≤渗透力时会产生流砂现象。 习题 2.1 如图所示板桩打入不透水层，试说明地基中 A、B 两点间有无渗透发生，为什么？ 题 2.1 图 题 2.4 图 解：任选基准面 O-O，并分别自A 、B 两点安置测压管，则测压管中水位均应上升至板 桩左侧静水位高度，如图 1(b)所示。 图 1(a) 图 1(b) 列表示出 A 、B 两点各种水头如下： 位置水头 压力水头 总水头 位置 z h =u/ γ h