工程地质及土力学复习550条

工程地质及土力学复习550条内容摘要：

地震液化 的宏观表现有： 喷水冒砂和地下砂层 两种。 18 地震液化 会导致地表沉陷变形，称为 震陷。 导致地面建筑变形破坏。 18 强烈地震激发 斜坡岩土松动失稳，引起滑坡和崩塌，称为地震激发地质灾害效应。 可以摧毁房屋和道路交通，掩埋村落，堵塞河道。 18 目前国际上通用的震级是： 李希特 —— 古登堡震级 ，距离震中 100KM 处的标准地震仪所记录的最大振幅的 对数值 ，标准地震仪是指周期为 秒，衰减常数为 1，放大倍数为 2800倍的 地震仪。 18 根据地震能量与 地震震级 关系，确定 建筑场地地震震级。 18 建筑场地的 地震烈度 也叫做 小区域烈度 ，指因建筑场地地质条件，地形地貌和水文地质条件不同而引起基本烈度的提高或者降低。 18 按照岩石风化的深浅，可以分为 五级。 190、 潜蚀作用是 土洞 形成的主要原因。 19 某地区今后一定时期内，在一般场地条件下可能遭受的最大烈度称为： 基本烈度。 19 河岸的淘蚀与破坏起因于 河床的冲刷。 19 河流侵蚀破坏产生的碎屑物和化学溶解物大部分都随着水流向着下游方向搬运，在搬运过程中，如果流速减慢到适当程度，就转变为 沉积物。 19 按照发生滑坡的力学条件分类，可以分为 牵引式和推动式两种。 19 崩塌 产生的条件 有 4 个。 19 陡峻斜坡上的某些大块岩石突然崩落或者滑落，顺着山坡猛烈地翻滚跳跃，岩块互相撞击破碎，最后堆积于坡脚，称为 崩塌。 19 岩溶：是由地表水或者地下水对 可溶性岩石溶蚀 作用而产生的一系列地质现象。 19 地表水或者地下水流入地下土体内，将颗粒间可溶成分过滤，带走细小颗粒，使得土体掏空成洞穴，称为 潜蚀。 19 达西定律：由于土的 孔隙比 较小，在大多数情况下，水在孔隙中的流速比较小，可以认为是属于 层流 ，那么土中的渗流规律可以认为是符合 层流渗透定律。 200、 达西定律的定义：水在土中的渗透速度与水力梯度成 正比 ，与试样两端面间的 水头差 成正比 ，而与 流径长度 成反比。 20 达西定律的基本公式是： Q=AKI 以及 V=Q/A=KI。 20 Q 表示渗透流量，表示单位时间水流通过土试样截面积 A 的流出量 Q=V/T， V 为时间 T 内流出的 水量。 A 表示土体试样的 截面积 ，包括土颗粒以及孔隙在内的 总截面积 ， V 表示 渗透系数 ，或者成为截面平均 渗透速度 ，单位为 MM/S 或者 M/D。 K 表示 渗透系数 ，为反映土体渗透性能的系数，相当于单位水力梯度 i 为 1 时候的 渗透流量速度。 20 常水头试验：全个试验过程中，始终保持水头不变，水头差也不变，渗流稳定，设试样长度为 L，截面积为 A，试验的时候先打开供水阀门， 让水 从上面到下面 通过试样并且从 溢流槽 排出，试样两端部设置 测压管 测定其水头差 △ h，待水在试样中渗流稳定后，经过一定的时间，测定历时 t 流过试样的水量 V 和测压管水头差△ h，可以按照达西定律计算。 20 实验室变水头试验：过程中的水头 随着时间变化。 利用水头变化与渗流通过试样截面的水量关系 测定土的渗透系数。 水流从一根直立带有刻度的玻璃管和 U 形管 自下而上 流经试样，试验时，把玻璃管充以处理好的试验用水到适当的高度后，开动秒表，测量水头差，经历 T 时间后再测量终了的水头差 H2，便可以使用达西定律求出渗透系数表达式 LOG。 20 砂土的渗 透速度与水力坡降呈现 线性关系。 20 达西定律 适用于流动状态为 层流 的情况，对于 密实的砂土 ，由于吸着水具有较大的 粘滞能力 ，所以只有当 水力坡降 达到某一数值时，才能发生渗透，我们把开始发生渗透时的 水力坡降 ，称为粘性土的 起始水力坡降。 20 对 粘性土 在水力坡降超过 起始水力坡降 后，渗透速度与水力坡降呈现 非线性关系 ，为了方便，常用 V=K（ ii0）描述密实粘土的渗透速度与水力坡降的关系。 20 对于 粗颗粒 的沙砾、卵石土，只有在小的水力坡降下，渗透速度与水力坡降才呈现 线性关系 ，在较大的水力坡降下，水在土中流动进入 紊流状态 ，渗透速度与水力坡 降呈现 非线性关系 ，此时达西定律 不再 适用。 20 用达西定律计算出来的渗透速度是一个 假想 的平均速度，是假定水在土中的渗透是通过整个 土体截面 进行的，而实际上渗透水不仅仅通过土体中的 孔隙 流动，因此，水在土中的实际平均流速要比用达西定律所求出的数值 大得多。 2 渗透系数 K 就是水力坡降 i=1 时候的 渗透速度 ，所以是直接反应土体的 流水性强弱 的重要力学性质指标，但是它只能通过试验直接测定，测定方法是 现场抽水和注水试验 ，以及室内的 常水头试验 （无粘性土）以及 变水头试验 （粘性土用）。 21 影响土体的渗透系数的主要因素为：土的粒度组成，土体颗粒 越小 ，大小越 均匀 ，形态越 圆滑 ，土体的密实度 越密实 ，渗透系数 越小。 21 土体的饱和度：土体的饱和度 越高 ，渗透系数 越大。 21 结构扰动的土样与击实土样的 渗透系数 通常均比同一密度的原状土样渗透系数小。 21 流网：由流线和等势线两组相互垂直交织的 曲线 构成， 流线 表示水质点的运动路线， 等势线 表示水头的等值线。 21 任意两相邻的等势线之间的 水头损失相等。 21 孔隙水压力：渗流场中各点的孔隙水压力为该点测压管中的 水柱高度乘以水的重度。 21 水力梯度：流网中任意网格的 水力梯度 为相邻两等势线的 水头差 除以相邻两流线的 平均长度。 21 渗透速度：流网中任意网格 中的 平均渗透速度 ，可以按照达西定律求得。 21 渗透流量：流网中任意两相邻流线间 单宽流槽流量。 2 渗透力：水在土中渗流，受到土骨架的 阻力 ，同时水也对土骨架施加推力，单位体积土骨架受到的推力称为 渗透力。 22 临界水力坡降：指渗流作用于土体开始发生流土时的 水力坡降。 22 渗透破坏的主要类型：由于各种土类颗粒成分和级配结构差异，以及其在地基中分布部位的不同，土的渗透破坏表现形式有多种，例如 流土、管涌、接触流土和接触冲刷 等，对于单一土层来说，主要是 流土和管涌。 22 渗透水流从截面流过厚度为 L 的试样到达截面引起的水头损失为 h，设试样的截 面积为A，那么土骨架对渗流的 总阻力 为 F=土重度 乘以 h 乘以 A，由于 渗透速度 很小， 惯性力 可以忽略不计，那么根据力的平衡条件，渗流作用于试样的总渗透力 J 与土骨架对水流的总阻力 F 大小相等。 那么 J=F=土重度 乘以 h 乘以 A。 22 渗透力是一种 体积力 ，大小与水力坡降 i 成正比，其作用方向与渗流方向一致，由于渗透力的作用方向与渗流方向一致，所以它对土体稳定的影响在不同的位置也是不一样的。 22 在大闸、堤坝地基的上游，渗流方向 自上而下 ，与土的重力方向相同，渗透力对土体稳定有利。 22 在大闸、堤坝地基的下游出路处，渗流方向 自下而上 ，与土体重 力方向相反，渗透力对土体稳定不利。 22 当向上的渗透力大于土的 浮容重 的时候，土粒就会被渗流带动开始发生 渗透变形 ，将破坏工程的稳定性。 22 管涌的发生除了与 不均匀系数 有关外，还与土中的 细粒含量 以及 渗透系数 等因素有关。 22 管涌的 临界水力坡降 通常使用试验方法测定，根据观察试样中细小土粒移动的现象来 判断是否发生管涌。 2 管涌还可以借助水力坡降与渗透速度的 关系曲线 来判断。 当水力坡降 i 增到某一数值后，水力坡降有所增加，渗透流速 急剧增大 ，说明试样中已经发生管涌。 可以认为 C 点对应的水力坡降为 发生管涌的临界水力坡降。 23 发生流土时的 临界水 力坡降 是 （ Gs1） /（ 1+e） ，是根据竖向渗流且不考虑周围土的约束条件推导出来的，求得水力梯度 偏小 ，此外临界水力梯度还与渗透变形的类型和土的类型有关。 23 流土 发生的水力条件：建筑在 双层地基 上，表层为 透水性较小 而且 厚度比较薄的粘土层 ，下卧层为渗透性较大的 无粘性土层。 地基为均匀的 砂土层 ，砂土的 不均匀系数 Cu＜ 10 23 管涌的形成：开始时，细土粒沿着水流方向 逐渐移动 ，不断流失，继之较粗土粒发生移动，使得土体内部形成较大的 连续孔隙通道 ，并且带走 大量砂粒 ，最后使得 土体坍塌而破坏。 23 管涌一般产生在 砂砾石地基 中的。 23 流土管涌 的防治措施：降低 水力梯度 ，可以采用 降低水头 或者 增设加长渗透路径 的方法，在渗流溢出处增设 反滤层 或者加盖 压重 或者在建筑下游设计 减压井、减压沟 等，使得渗透水流有畅通的出路。 23 有效应力原理阐明饱和土体中的总应力包括两部分： 孔隙水压力和有效应力。 23 孔隙水压力 的变化不会引起土体积的变化，也不会影响土体破坏。 与此相反，影响土体的性质，例如土体的 压缩性、抗剪强度 等变化的唯一的力是 有效应力 的变化。 23 有效应力原理 是反映饱和土体中 总应力、孔隙水压力和有效应力 三者相互关系的基本方程。 23 当总应力保持不变时，孔隙水压力和有效应力可以互 相转化，也就是 孔隙水压力减少，那么有效应力增大。 2 通常总应力 是可以计算或者测量的， 孔隙水压力 也是可以实测或者计算的，然而 有效应力 只能通过 有效应力原理 求得。 24 有效应力原理 分析对地基或者土体的变形与稳定性有着重要的意义。 24 静水条件下， 孔隙水压力 为所研究平面上单位面积的 水柱重 ，它与水深成正比，呈现三角形分布。 24 有效应力研究 的是平面上单位面积土柱的有效重，与土层埋置深度成正比，呈三角形分布，与图面以上静水位无关。 24 在稳定渗流下，当有向下渗流时， 总应力 保持不变，孔隙水压力减少，而 有效应力 则相应增加。 24 当有自下向上的渗 流时， 孔隙水压力 增加，而 有效应力 相应减少。 24 有效应力从一个颗粒向另一个颗粒传递的机理及其对土质的影响是比较复杂的。 在有效应力的作用下，矿物颗粒表面水膜中的水分子被排挤出去而缩小了颗粒间的距离，通过引力使得颗粒保持连结，从而引起土骨架体积压缩和颗粒粘接力增大，使得土体强度增大。 24 对于 特别细颗粒的粘土 ，其颗粒之间的面与面接触是通过双电层水膜连结的，在有效应力的作用下，颗粒沿着 双电层水膜 产生剪切蠕动，土骨架产生蠕变，而不引起土的强度增大。 24 粘性土类渗透性 的主要影响因素是：矿物表面的 活性作用 以及原状结构土的 孔隙比大小。 24 不均匀系数大 的土更容易发生管涌。 250、 水在饱和土体中渗流是 水流运动 的一种形式，应遵循水力学的基本规律。 25 土的 渗透变形 表现形式对于单一土层来说主要是 流土和管涌。 25 土被水渗流通过的性能称为： 渗透性 25 渗流作用于土体开始发生流土时的水力梯度称为： 临界水力梯度。 25 渗透系数的测定可以分为 现场试验和室内试验 两种。 25 室内测定土的渗透系数方法常见的有： 常水头试验和变水头试验。 25 常水头试验用于测定 透水性强的无粘性土。 25 变水头试验用于测定 透水性弱的粘性土。 25 粘性土沉积层的 渗透性 往往具有 各向异性 ，竖向与水平向的 渗透系数 是不相同的。 25 流土：在渗流向上作用时，土体表面局部 隆起 或者土颗粒群同时发生 悬浮和移动 的现象。 260、 管涌 ：渗透变形的另外一种形式，指在 渗透水流 的作用下，土体中的 细土粒 ，在 粗土粒间的孔隙通道中随着水流移动并且被带出流失的现象。 26 渗流引起的工程问题是： 渗漏、渗透变形、基坑降水引起地基沉降。 26 粗粒土的渗透性主要决定于 孔隙通道的截面积。 26 粉质土类渗透性的主要影响因素不是土的有效粒径，而是 其颗粒矿物成分形成的团粒直径。 26 影响粘性土渗透性的主要因素是粘土矿物 表面活性作用和原状结构土的孔隙比大小。 26 ep 关系曲线反映土体试样体积压缩的特 性，曲线越陡，说明随着压力的增大，土的孔隙比减小越来越显著，因而土体的压缩性越高。 26 elogp 曲线是指把侧限压缩试验的结果绘制在半对数坐标上而成的曲线。 曲线大致分为坡度明显不同的两线段，在压力较低的范围内，曲线段比较平缓，当达到某一压力 p 之后，逐渐转变为坡度较陡的近似直线段。 26 压缩系数 a：指 ep 关系曲线上任一点的切线斜率，为（ e1e2）除以（ p2p1）。 表示相应压力 p 作用下土的压缩性。 26 压缩指数是指 elogp 曲线上坡度较陡的近似直线段上体积压缩与有效应力增量的关系，一般为常数，不随压力大小而变化， 无量纲。 表示有效应力每变化一对数周期（ 10 倍）引起孔隙比的变化，越大，压缩曲线越陡，土的压缩性就越高。 26 土的侧限压缩模量是指应力增量与体积压缩应变增量的比值，也就是 Es=（ 1+e）除以 a 270、 先期固结压力：土体积压缩随着荷载压力变化的性状和初始加荷过程的相似，都呈现平缓型与陡降型，并与卸载前土结构骨架受到过的有。