5. 为什么流线与等势线总是正交的？

在稳定渗流场中，取一微单元体，并假定水体不可压缩，则根据水流连续原理，单位时间内流入和流出微元体的水量应相等，即dqe=dq0。从而得到：

即为二维渗流连续方程，从中由数学知识，可知流线和等势线正交。 6. 流砂与管涌现象有什么区别和联系

在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂(土)现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。

在水流渗透作用下，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，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。

具体地再说，管涌和流砂的区别是：（1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；（2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体内部；（3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。

7. 渗透力都会引起哪些破坏？

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，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。

二、 填空题

1.土体具有被液体透过的性质称为土的 。

2.影响渗透系数的主要因素有： 、 、 、 、 、 。

3.一般来讲，室内渗透试验有两种，即 和 。 4.渗流破坏主要有 和 两种基本形式。

5.达西定律只适用于 的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的 。 答1. 渗透性或透水性

2. 土的粒度成分及矿物成分、土的密实度、土的饱和度、土的结构、土的构造、水的温度 3. 常水头法、变水头法 4. 流砂(土)、管涌 5. 层流、渗透系数

三、 选择题

1.反应土透水性质的指标是（D ）。 A.不均匀系数 B.相对密实度 C.压缩系数 D.渗透系数

2.下列有关流土与管涌的概念，正确的说法是（C ）。 A．发生流土时，水流向上渗流；发生管涌时，水流向下渗流 B.流土多发生在黏性土中，而管涌多发生在无黏性土中 C.流土属突发性破坏，管涌属渐进式破坏 D.流土属渗流破坏，管涌不属渗流破坏

3.土透水性的强弱可用土的哪一项指标来反映？（ D ） A.压缩系数 B.固结系数 C.压缩模量 D.渗透系数

4.发生在地基中的下列现象，哪一种不属于渗透变形？（ A ）

9

A.坑底隆起 B.流土 C.砂沸 D.流砂 5.下属关于渗流力的描述不正确的是（ D ）。 A.其数值与水力梯度成正比，其方向与渗流方向一致 B.是一种体积力，其量纲与重度的量纲相同 C.流网中等势线越密集的区域，其渗流力也越大 D.渗流力的存在对土体稳定总是不利的 6.下列哪一种土样更容易发生流砂？（ B ） A.砂砾或粗砂 B.细砂或粉砂 C.粉质黏土 D.黏土

7.成层土水平方向的等效渗透系数与垂直方向的等效渗透系数的关系是（ A ）。

A.> B.= C.<

8. 在渗流场中某点的渗流力（ A ）。

A.随水力梯度增加而增加 B.随水利力梯度增加而减少 C.与水力梯度无关 9.评价下列说法的正误。（ D ）

①土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土的水力梯度也越大； ②任何一种土，只要水力梯度足够大，就有可能发生流土和管涌； ③土中任一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小； ④渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关。 A.①对 B.②对 C.③和④对 D.全不对 10.下列描述正确的是（ C ）。 A.流网中网格越密处，其水力梯度越小

B.位于同一条等势线上的两点，其孔隙水压力总是相同的 C.同一流网中，任意两相邻等势线间的势能差相等 D.渗透流速的方向为流线的法线方向

11.土体渗流研究的主要问题不包括（ D ）。 A.渗流量问题 B.渗透变形问题 C.渗流控制问题 D.地基承载力问题

12.某岸边工程场地细砂含水层的流线上A、B两点，A点的水位标高2.5米，B点的水位标高3.0米，两点间流线长为10米，计算两点间的平均渗透力最接近下列（C）个值。

(A)1.25kN/m3； (B)0.83 kN/m3； (C) 0.50 kN/m3； (D) 0.20 kN/m3。

13. 四个坝基土样的孔隙率和细粒含量（以质量百分率计）如下，试按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）计算判别下列（D）选项的土的渗透变形的破坏形式属于管涌。

(A) ； (B) ；

(C) ； (D) 。

按规范当

四、 判断改错题

时发生管涌)

1. 绘制流网时必须满足的基本条件之一是流线和等势线必须正交。 2. 达西定律中的渗透速度不是孔隙水的实际流速。 3. 土的孔隙比愈大，其渗透系数也愈大。

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4. 在流网图中，流线愈密集的地方，水力坡降愈小。 5. 发生流砂时，渗流力方向与重力方向相同。

6. 细粒土的渗透系数测定通常采用“常水头”试验进行。 7. 绘制流网时，每个网格的长宽比没有要求。 8. 在流网中，任意两相邻流线间的渗流量相等。

9. 管涌发生在渗流溢出处，而流土发生的部位可以在渗流溢出处，也可以在土体内部。 1.√ 2.√ 3.4.5.6.7.

，对黏性土不成正比。 ，改“愈小”为“愈大”。 ，改“相同”为“相反”。

，改“常水”头为“降水头”或“变水头”。 ，每个网格的长宽比必须为定值。

8.√ 9.

第4章土中应力

一简答题 1．

何谓土中应力？它有哪些分类和用途？ ，应将管涌与流土对调。

土体在自重、建筑物荷载及其它因素的作用下均可产生土中应力。一般来说土中应力是指自重应力和附加应力。

土中应力按其起因可分为自重应力和附加应力两种。自重应力是指土体在自身重力作用下产生的尚未完成的压缩变形，因而仍将产生土体或地基的变形。附加应力它是地基产生变形的的主要原因，也是导致地基土的强度破坏和失稳的重要原因。

土中应力安土骨架和土中孔隙的分担作用可分为有效应力和孔隙应力两种。土中有效应力是指土粒所传递的粒间应力。它是控制土的体积（变形）和强度两者变化的土中应力。土中孔隙应力是指土中水和土中气所传递的应力。

2．

怎样简化土中应力计算模型？在工程中应注意哪些问题？

我们把天然土体简化为线性弹性体。即假设地基土是均匀、连续、各向同性的半无限空间弹性体而采用弹性理论来求解土中应力。 当建筑物荷载应力变化范围比较大，如高层建筑仓库等筒体建筑就不能用割线代替曲线而要考虑土体的非线性问题了。

3．地下水位的升降对土中自重应力有何影响？在工程实践中，有哪些问题应充分考虑其影响？地下水下降，降水使地基中原水位以下的有效资中

应力增加与降水前比较犹如产生了一个由于降水引起的应力增量

地下水位长期上升（如筑坝蓄水）将减少土中有效自重应力。

，它使土体的固结沉降加大，故引起地表大面积沉降。

1、 若地下水位上升至基础底面以上，它对基础形成浮力使地基土的承载力下降。 2、 地下水位上升，如遇到湿陷性黄土造成不良后果（塌陷） 3、 地下水位上升，粘性土湿化抗剪强度降低。

4基底压力分布的影响因素有哪些？简化直线分布的假设条件是什么？

基底压力的大小和分布状况与荷载的大小和分布、基础的刚度、基础的埋置深度以及地基土的性质等多种因素。 假设条件：刚性基础、基础具有一定的埋深，依据弹性理论中的圣维南原理。

5．如何计算基底压力和基底附加压力？两者概念有何不同？

基地压力P计算： (中心荷载作用下)

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(偏心荷载作用下)

基地压力计算：

基地压力P为接触压力。这里的“接触”，是指基础底面与地基土之间的接触，这接触面上的压力称为基底压力。

基底附加压力

为作用在基础底面的净压力。是基底压力与基底处建造前土中自重应力之差，是引起地基附加应力和变形的主要原因。

6．土中附加应力的产生原因有哪些？在工程实用中应如何考虑？

由外荷载引起的发加压力为主要原因。需要考虑实际引起的地基变形破坏、强度破坏、稳定性破坏。 7．在工程中，如何考虑土中应力分布规律？

由于附加应力扩散分布，他不仅发生在荷载面积之下，而且分布在荷载面积相当大的范围之下。所以工程中：

1、 考虑相邻建筑物时，新老建筑物要保持一定的净距，其具体值依原有基础荷载和地基土质而定，一般不宜小于该相邻基础底面高差的1-2倍；

2、 同样道理，当建筑物的基础临近边坡即坡肩时，会使土坡的下滑力增加，要考虑和分析边坡的稳定性。要求基础离开边坡有一个最小的控制距离a.

3、 应力和应变时联系在一起的，附加应力大，地基变形也大；反之，地基变形就小，甚至可以忽略不计。因此我们在计算地基最终沉降量时，

“沉降计算深度

二填空题

”用应力比法确定。

1.土中应力按成因可分为 和 。

2.土中应力按土骨架和土中孔隙的分担作用可分为 和 。 3.地下水位下降则原水位出处的有效自重应力 。 4.计算土的自重应力应从 算起。

5. 计算土的自重应力时，地下水位以下的重度应取 。 1． 自重应力、附加应力 2． 有效应力、孔隙压力 3． 增加

4． 天然地面（老天然地面） 5． 有效重度（浮重度） 三选择题

1．建筑物基础作用于地基表面的压力，称为（ A）。

(A)基底压力 ； (B)基底附加压力 ； (C)基底净反力 ； (D)附加应力 2．在隔水层中计算土的自重应力

c

时，存在如下关系（ B ）。

(A) =静水压力

(B) =总应力，且静水压力为零

(C) =总应力，但静水压力大于零

(D)=总应力—静水压力，且静水压力大于零

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