答：设Vs?1cm3

ms??wGsVs?2.69g V?ms?2.69?1.62cm3 1.66?de?VvV?Vs??0.62 VsVs

5.某工地进行基础施工时，需在土中加水以便将土夯实，现取土样1000g，测其含水量为20%，根据施工要求，将土的含水量增加20%，问应在土样内加多少水？

答：由w?mw?100%得 msms?m/(1?w)?1000/(1?0.2)?833g mw?m?ms?167g

需加水量为?mw?0.4ms?mw?0.4*833?167?166g

6. 某工程地质勘察中，取原状土60cm,重99.15g，烘干后重78.05g，Gs?2.67，求此土的孔隙比和饱和度。

答：mw?m?ms?99.15?78.05?20.65g

3Vw?mw/?w?20.65cm3 Vs?ms78.05??29.23cm3 Gs?w2.67e?VvV?Vs60?29.23???1.053 VsVs29.23Vw20.65??0.671 Vv60?29.23Sr?

7．某土样的干重度?d?15.4kN/m，含水量w?19.3%，土粒相对密度ds?2.73，求

5

3饱和度Sr。

答：设Vs?1cm3，则

ms?GsVs?w?2.73g

mw?wms?0.193?2.73?0.527g V?ms?d?ms2.73??1.77cm33 ?d/g1.540.527?0.52cm73 1 Vw?mw?wVwVv? Sr??100%?VwV?Vs?100%?0.5271.773?1?68.2%

8. 某地基开挖中，取原状土样送至实验室中进行试验。测得天然重度??19.2kN/m3，

天然含水量w?20%，土粒相对密度Gs?2.72，液限wL?32%，塑限wp?18%。试问这些数据合理吗？为什么？如果合理，请定出土的名称和状态。

答：天然重度在粘性土重度变化范围??1.8~2.0g/cm内，含水量20%也在坚硬黏土的含水量30%以下，相对密度2.72也在粘性土比重2.70至2.75变化范围内，因此这些数据合理，此土属于粘性土。由于Ip?wL?wp?32?18?14?10,

3Ip?0.63(wL?20)?0.63*12?7.56，wL?32%?40，所以此土为低液限黏土。

9. 一个饱和原状土样体积为143cm,质量为260g，颗粒相对密度为2.70，取定他的孔隙比，

含水量和干密度。

答：ms?VsGs?w?2.7Vs

3e?Vw74.18??1.08Vs68.82mw?m?ms?260?2.7Vs

w?Vw?mw?260?2.7Vs

mw74.19?100%??40%ms185.81ms185.81??1.29g/cm3V1436

?w由V?Vw?Vs?260?1.7Vs得

?d?

Vs?260?143?68.82cm3

1.73 Vw?260?2.7Vs?74.18cm ms?2.7*68.82?185.81g mw?260?185.81?74.19g

10. 某饱和土样，其液限wL?42%，塑限wp?20%，含水量w?40%，天然重度

??18.2kN/m3，求IL，e、Gs各为多少？

答：IL?w?wpwL?wP?40?20?0.91

42?20设Vs?1，则ms?Vs?wGs?Gs

mw?wms?0.4Gs， Vw?mw?wms?0.4Gs

?w?w由

1.4Gsmms?mw????得 VVs?Vw1?0.4GsGs??/g(1.4?0.4?)g?1.82?2.71

1.4?0.4?1.82e?Vw?0.4Gs?1.083

11. 有一块50cm的原状土样重95.15g，烘干后重75.05g，；已知土粒相对密度ds?2.67，

试求天然重度?，饱和重度?sat，浮重度??和干重度?d，天然含水量w，孔隙比e，孔隙率n，饱和度Sr，并比较?、?sat、??和?d的数值大小。

答：略。

3

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第二章 土的渗透性

一、填空题

1． 当土体两点之间有水头差，有渗流长度时，则渗流发生，渗流速度v?ki，与水头差成

正比，与渗流长度成反比。但在黏土中，只有当水头梯度超过起始梯度时才开始渗流。 2． 渗透力（即动水压力）是土对水的压力，渗透力的表达式是?wi，产生流砂的条件是渗

流力克服了土体的重力。

二、 简答题

1． 什么叫渗透力，其大小和方向如何确定？

答：地下水在土体中流动时，由于受到土的阻力，而引起水头损失，从作用力与反作用力的原理可知，水流经过时必定对土颗粒施加一种渗流作用力，单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗透力。渗流力的大小与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致。

2． 达西定律的基本假定是什么？试说明达西渗透定律的应用条件和适用范围。

答：由于土的孔隙很小，在大多数情况下水在孔隙中的流速较小，可以认为属于层流（即水流流线相互平行的流动），那么土中的渗流规律可以认为是符合层流渗透定律。由于达西定律只适用于层流的情况，故一般只用于中砂、细砂、粉砂等，对粗砂、砾石、卵石等粗粒土不适合；而黏土中的渗流规律不完全符合达西定律，需进行修正。修正后为

v?k(I?I0)。

3 渗透力是怎样引起渗透变形的？渗透变形有哪几种形式？在工程上会有什么危害？防治渗透破坏的工程措施有哪些？

答：地下水的渗流方向自下而上，已知土的有效重度为??，当向上的动水力GD与土的有效重度相等时，即

GD??wI?????sat??w

这时土颗粒间的压力就等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象叫流沙。 在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象叫管涌。 防治流土的关键在于控制溢出处的水力坡降，为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡降，可采取以下工程措施：1。可通过做垂直防渗帷幕、水平防渗铺盖等，延长渗流途径、降低溢出处的坡降；2。在溢出处挖减压沟或打减压井，贯穿渗透性小的黏土层，以降低作用在粘性土层底面的渗透压力；3。在溢出处加透水盖重，以防止土体被渗透力所悬浮。防止管涌一般可从下列两方面采取措施：1。做防渗铺盖或打板桩等，降低土层内部和渗流溢

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