土力学第二次作业答案

1.达西定律在粗粒土和黏性土的适用范围？

答：粗粒土：

1）水流速度很小，为粘滞力占优势的层流，达西定律适用，这时雷诺数小于1～10之间的某一值；

2）水流速度增加到惯性力占优势的层流和层流向紊流过渡时，达西定律不再适用，这时雷诺数在10～100之间；

3）随着雷诺数的增大，水流进入紊流状态，达西定律完全不适用。

细粒土：在黏性土中由于土颗粒周围结合水膜的存在而使土体呈现一定的粘滞性。因此，一般认为黏土中自由水的渗流必然会受到结合水膜粘滞阻力的影响，只有当水力坡降达一定值后渗流才能发生，将这一水力坡降称为黏性土的起始水力坡降，即存在一个达西定律有效范围的下限值。

2.渗透系数的影响因素？

答：（1）土颗粒的粒径、级配和矿物成分；（2）土的孔隙比；（3）土的结构和构造；（4）土的饱和度；（5）渗流水的性质。

3.在试验室做定水头或变水头渗透试验和在现场做抽水或注水试验均可测得土的渗透系数，这几种方法各适用于什么条件？实验室试验土样必须满足什么条件？

答：在试验室做定水头适合强透水性的土，变水头渗透试验适合弱透水性的土，而场做抽水或注水试验更具有实际意义。在试验室做定水头或变水头渗透试验，试验前土样必须完全充水饱和，以排除气泡的影响。

4.定水头渗透试验中，已知渗透仪直径d=75mm，在l=200mm渗流直径上的水头损失δh=83mm，在60s时间内的渗水量q=71.6cm3，求土的渗透系数。

解： 5.图为变水头渗透试验装置，细砂试样直径为75mm，长105mm，直立测管直径为10mm，当h1=500mm时，秒表开始计数，当h2=250mm时停止，时间读数为19.

6s。重复试验由h1=250mm降到h2=125mm的历时为19.4s，问二次试验结果是否符合达西定律并计算细砂渗透系数k。

解：符合。

或者本题以为例求解。

故作业题5图。

6.图示的渗透试验装置中有a、b、c三种土样，其渗透系数分别为ka=1×10-2cm/s，kb=3×10-3cm/s ，kc=5×10-4cm/s ，方管断面为10cm×10cm，试计算（1）渗流经a土样后的水头降落δh为多少？（2）若要保持上下水头差h=35cm，需要在试验中保持多大的供水量？

解：作业题6图。

7.有一地基剖面如图所示，在不透水岩层上覆盖有四层水平砂层，各砂层的厚度及渗透系数均已给出，试求平均水平与垂直渗透系数kh与kv值是多少？

解：两种情况均取单位时间渗流量进行研究。

水平方向。竖直方向。