出处的渗透坡降；2。在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层。

4．生管涌和流土的机理与条件是什么？与土的类别和性质有什么关系？工程上如何判断土可能产生渗透破坏并进行分类的？

答：发生管涌与流土的机理如上一题答案所诉。发生流土的条件是水力梯度i大于或等于临界水力梯度icr。临界水力梯度与土性密切相关，研究表明，土的不均匀系数Cu愈大，

icr值愈小，土中细颗粒含量高，icr值增大，土的渗透系数愈大，icr值愈低。

发生管涌首先取决于土的性质，管涌多发生在砂性土中，其特征是颗粒大小差别较大，往往缺少某种粒径，孔隙直径大且相互连同。无黏性土产生管涌的两个必备条件是：1。几何条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，这是必要条件，一般不均匀系数Cu?10的土才会发生管涌；2水力条件：渗流力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是管涌发生的水力条件，可用管涌的水力梯度来表示。

三、判断题

1． 土的渗透系数k越大，土的渗透性也越大，土中的水头梯度I也越大。（ ? ） 2． 含有细砂夹层的粘土层中垂直渗透系数Kz大于水平渗透系数Kx。 （ ? ） 3． 土中一点的渗透力大小取决于该点孔隙水总水头的大小。 （ ? ）

四、计算题

1．如图所示的常水头渗透试验，若土样（2）的渗透系数是土样（1）的2倍，试绘出试样的孔隙水压力（即渗透压力）分布图，并求土样（1）所受的渗透力，判断其渗透稳定性。

解：1.设试样（1）和试样（2）的水头损失分别为

Δh1和Δh2，总水头损失为Δh,则

Δh1+Δh2=Δh=40-25=15cm （1） 根据渗流连续原理，流经两砂样的渗透速度v 5γw 应相等，即v1=v2，按达西定律v=ki，则 土样1 20γw

土样2 k1i1=k2i2 30γw 又k2=2k1，i1=Δh1/L1=Δh1/5，i2=Δh2/L2=Δh2/5， 所以

Δh1=2Δh2 （2） 由（1）（2）两式得 Δh1=10cm，Δh 2=5cm

5cm 10cm 5cm 5cm 25cm 40cm

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2.由i1=Δh1/L1=10/5=2 得土样（1）所受的渗流力 J=γwi=2γw

2.如图所示的渗透试验装置，在圆形截面容器内装有两种土样，下面为粉土，土样长度分别为L1，L2，在砂层顶面引出一测压管，管内水面与水源容器内水面高度差为h1，若试验装置总水头差为h，则砂土的渗透k1与粉土的渗透系数k2之比值k1/k2为多少？

解：设粉土的水头损失?h1，砂土的水头损失为?h2，则

h1 h ?h1?h1

L2 ?h2?h?h1 （1）

根据渗流连续原理，流经两砂样的渗透速度v 应相等，即v1=v2，按达西定律v=ki，则

L1 20γw k1i1?k2i2

即k1

?h1?h?k22 （2） L1L2综合（1）、（2）可得 k1/k2?

4． 地层由三层土构成，表层为砂，饱和重度为19.2kN/m，天然重度为16.8kN/m，渗

透系数1?10cm/s；中层为黏土，饱和重度为17.6kN/m，天然重度为16.0kN/m，渗透系数1?10cm/s，最下层为砂层，地下水位位于表层砂中，下层砂中含承压水，地层剖面如图，试计算：

（1） 每日通过每平方米黏土层面积上的渗透量。

（2） 黏土层顶部与底部的孔隙水压力u，有效应力??和总应力?值。

地面 ?6?33333(h?h1)L1

hL24.5m 解：（1）设粘土的水头损失为?h1，黏土以上砂土 的水头损失为?h2，总水头损失为?h，则

砂 1.5m 1.5m 地下水位 ?h1??h2??h?4.5m （a）

根据渗流连续原理，k1

黏土 3m ?h1?h?k22，即2000?h2??h1 （b） L1L2

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由（a）、（b）得?h2?0.0022?0，?h1?4.5m 每日通过每平方米黏土层面积上的渗透量为

Q?v*86400?1?10?5?86400?4.5/3?1.296m3

（2） 土层顶部孔隙水压力

uA?1.5?w?15kN/m2

总应力为

?A?1.5*16.8?19.2*1.5?54kN/m2

有效应力

??3A??A?uA?54?15?39kN/m

粘土层底部孔隙水压力为

uB?9?w?90kN/m3

总应力为

?B?1.5*16.8?1.5*19.2?17.6*3?106.8kN/m2

有效应力为

??B???uB?16.8kN/m2

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第三章 地基土的应力与变形

一． 填空题

1。附加应力引起土体压缩，有效应力影响土体的抗剪强度。

2．一般情况下，自重应力不会引起地基沉降，附加应力引起地基的沉降，在成土年代不久，地下水位升降等情况自重应力也会引起地面沉降。

3．土中竖向附加应力?z的影响深度与?xz相比，?z的影响深度要大，?xz在荷载两侧最大。

4．应力自基础底面起算，随深度呈非线性变化，自重应力自地基表面起算，随深度呈线性变化。

5．压缩系数a??de/dp，压缩模量Es?结试验，绘制压缩曲线得到。

6．超固结比OCR指的是土层历史上所经受的先期固结压力pc与现有覆盖土重p1之比，根据OCR的大小可把粘性土分为正常固结土，超固结土和欠固结土三大类。OCR<1的黏土属欠固结土。

7．土的压缩实验是在侧限条件下完成的。压缩定律是a??de/dp，其中a称为压缩系数，它反映了单位压力增量作用下土的孔隙比的减小。

1?e1，则土的压缩性愈高，这两个指标通过固a9．压缩系数a?e1?e2，a1?2表示压力范围，p1=地基某深度处土中自重应力，p2=地

p2?p2基某深度处土中自重应力与附加应力之和的压缩系数，工程上常用a1?2来评价土的压缩性的高低，当

a1?2?0.1MP?1a时属于低压缩性土，当

0.1?a1?2?0.1MPa?1?0.5MPa?1时属中等压缩性土，当a1?2?0.5MPa?1时属

中等压缩性土。

10． 用分层总和法计算沉降时，采用压缩系数指标使沉降计算值偏小，采用基础中点下

附加应力指标又使计算值偏大，相互有所补偿。

10．饱和黏土的沉降由瞬时沉降，固结沉降，次压缩沉降组成。

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