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自考《工程地质及土力学》章节试题：第3章_第5页

来源：华课网校 [2017年9月18日] 【大中小】

　　五、简答题

　　1、试解释起始水力梯度产生的原因。

　　答：起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度τ0(或者说为了克服吸着水的粘滞阻力)，使之发生流动所必须具有的临界水力梯度。也就是说，只要有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗透速度V非常小，只有凭借精密仪器才能观测到。因此严格的讲，起始水力梯度i0是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度τ0的水力梯度。

　　2、简述影响土的渗透性的因素主要有哪些。

　　答：(1)土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。(2)结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。(3)土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。(4)水的粘滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及粘滞度有关，从而也影响到土的渗透性。

　　3、为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别?

　　答：室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于试验装置和试验条件等有关，即就是和渗透系数的影响因素有关，现场试验代表原位土层的渗透性，室内试验仅代表取土位置局部土试样的渗透性，有人为干扰的因素，因而测得的渗透系数有较大差别。

　　4、拉普拉斯方程适应于什么条件的渗流场?

　　答：当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时，这种渗流称为稳定渗流，而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。

　　5、为什么流线与等势线总是正交的?

　　答：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?

　　答：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，是一种渐进性质的破坏。

　　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?

　　答：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。

　　8、简述防治渗透变形的措施。

　　答：一是降低水力梯度，为此，可以采用降低水头或增设加长渗径等办法;二是在渗流溢出处增设反滤层或加盖压重或在建筑下游设计减压井、减压沟等，使渗透水流有畅通的出路。

　　9、达西定律的基本假定、内容、适用范围是什么?

　　答：水流全部质点以平行而部混杂的方式分层流动;

　　在层流状态的渗流中，渗透速度V与水力梯度i的一次方成正比，V=Ki并与土的性质有关;

　　适用与中砂、细砂和粉砂等。

　　10、影响土的渗透性的因素有哪些?

　　答：土的粒度成分及矿物成分;

　　结合水膜的厚度;