土力学第二章.doc

2.1 如图题2-1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？(参考答案：无渗流发生，因为AB间总水头差为零) 题2-1图 题2-4图 解：A、B两点的总水头相同，总水头差Δh=0。因此A、B两点间无渗流发生。 2.2 某黏性土试样厚度，横截面积，玻璃测管内径，进行变水头渗透试验时，经过600s后，水头差由1.8m变为1.6m。试计算该黏性土的渗透系数。（参考答案：K=3.3×10-3cm/s） 解：由公式：，代入数据得： 2.3 某饱和砂土单元体高度为10cm，其上下表面超静孔隙水压力分别为，，砂土比重为2.65，含水量28%，试分析此单元体是否已渗透破坏。（参考答案：未发生渗透破坏） 解：砂土孔隙比 饱和重度 g/cm3 单元土体总重力为：1.95×10×9.8=191Pa 孔隙水压力为：u2－u1 =200Pa＞191Pa 此单元土体已渗透破坏。 2.4 某基坑挖深8m，地下水位在-2m处，基坑内降水到基坑底面以下0.5m，如图题2-4图所示。试计算为保证基坑不发生流砂，板桩插入深度D至少应为多少？（参考答案：D≥0.5m） 2.5 本章图2-11图描绘的流网中，设H1=10m，H2=2m，板桩的插入深度=4.3m，地基土层的渗透系数，试回答以下问题。 （1）求图题2-11图中各等势线的压力水头。并绘制出板桩左右两侧的水压力分布图。（参考答案：a、b、c……m、n各点的压力水头相应为：0、6.0m、5.5m……0.5m、0） （2）计算1m宽板桩一天的透水量。(参考答案：Q=8.64m3/d) 解：如图2-11所示，如果以mn面为基准面，位置水头就是负值。位置水头与压力水头的和所构成的总水头从H1=10m沿着螺旋阶下降到H2=2m，这时正好每个台阶下降1m。测压管水头按照总水头的高度依次下降。如果取m′n′面为基准面,位置水头则是从计算点到m′n′面的高度，由该位置水头加上压力水头所求得的总水头比以mn为基准面时的总水头大。这两个总水头的差是mn面与m′n′间的高差, 即为透水层的厚度。 作用于板桩上的水压力分布，同样可以根据设置在板桩周围的测压管很容易地求出。其结果如图5所示。 如果把图中a、b、c、… 各点的水压力用ua、ub、uc、… 表示，具体的数值可求出如下。 Ua=0KN/m2 Ub=10tf/m2=10×10 KN/m2 ★ Uc=9.0tf/m2=9×10 KN/m2 Ud=8.0f/m2=8×10 KN/m2 Ue=7.0tf/m2=7.0×10 KN/m2 Uf=6.0tf/m2=6.0×10 KN/m2 Ug=5.0tf/m2=5.0×10 KN/m2 Uh=4.0tf/m2=4.0×10 KN/m2 Ui=3.0tf/m2=3.0×10 KN/m2 Uj=2.0tf/m2=2.0×10 KN/m2 Uk=0 KN/m2 (1tf/m2=9.8 KN/m2 ≈10 KN/m2) k=10-3cm/sec=10-3×10-2×60×60×24m/日 =0.864m/日 根据图4可知，公式（2.29）中的Nd=8，Nf=5所以 Q=0.864m/日×（10m-2m）××1m =4.32m3/ 日（板桩每米宽度的流量） 2.6 图题2-6图描绘出了混凝土坝下渗透性地基的流网图，图中H1=6m，混凝土坝埋入土中1.5m，地基的渗透系数。试回答下列问题。 题2-6图 求各等势线的压力水头和作用于坝的水压力分布。（参考答案：a、b、c……m、n各点的压力水头相应为：0、6.0m、5.5m……0.5m、0） 2）计算每米宽坝一天的透水量。(参考答案：Q=8.64m3/d) 解：以pq为基准面时，可知各等势线的总水头（m），如图6中的数字所示，从上游到下游，每条等势线依次下降0.5m。 求作用于坝体的水压力分布也就是压力水头的分布，可以假想在b~n各点设测压管，根据测压管中的水位可知总水头的值,压力水头的值等于总水头的值减去基准面到b~n各点（测压管的下端）的高度，其结果表示在图6中。 如果把图中a、b、c、… 各点的水压力用ua、ub、uc、… 表示，具体的数值可以计算如下。 Ua=0 KN/m2 Ub=6tf/m2=6×10 KN/m2 Uc=5.5 tf/m2=5.5×10 KN/m2 Ud=5.0 tf/m2=5.0×10 KN/m2 Ue=4.5 tf/m2=4.5×10 KN/m2 Uf=4.0 tf/m2=4.0×10 KN/m2 Ug=3.5 tf