課后作業1體積高度體積高度課后作業2土的滲透問題概述浸潤線流線等勢線下游上游土壩蓄水后水透過壩身流向下游H隧道開挖時，地下水向隧道內流動

滲透試驗與達西定律試樣A滲流流速水力坡降達西定律土滲透系數(定義為單位水力梯度下的單位流量

)測定試樣A常水頭法：砂土土的滲透變形（或稱為滲透破壞）流土：在滲流逸出面的土粒被水流攜帶運動。粘性土、均勻砂土。管涌：在滲流作用下，土中的細粒被水流攜帶通過粗粒孔隙通道運動。級配不良的土。接觸流土：指滲流垂直于滲透系數相差較大的兩相鄰土層的接觸面流動時,將滲透系數較小的土層中的細顆粒帶入滲透系數較大的另一土層的現象稱為接觸流土

接觸沖刷：是指滲流沿著兩種不同土層的接觸面流動時,沿層面帶走細顆粒的現象稱為接觸沖刷.

滲透水流將土體的細顆粒沖走、帶走或局部土體產生移動，導致土體變形—————滲透變形問題（流土，管涌）

1.流土——在滲流作用下，局部土體表面隆起，或某一范圍內土粒群同時發生移動的現象

流土發生于地基或土壩下游滲流出逸處，不發生于土體內部。開挖基坑或渠道時常遇到的流砂現象，屬于流土破壞。細砂、粉砂、淤泥等較易發生流土破壞2.管涌——在滲流作用下，無粘性土中的細小顆粒通過較大顆粒的孔隙，發生移動并被帶出的現象土體在滲透水流作用下，細小顆粒被帶出，孔隙逐漸增大，形成能穿越地基的細管狀滲流通道，掏空地基或壩體，使其變形或失穩。管涌既可以發生在土體內部，也可以發生在滲流出口處，發展一般有個時間過程，是一種漸進性的破壞。流土的臨界水力梯度滲透力滲透破壞的判別流土可能性的判別水利工程穩定臨界流土管涌可能性的判別非管涌土可能管涌土管涌土管涌的臨界水力梯度遠小于流土的臨界坡降流土例題分析【例】某土壩地基土的比重Gs=2.68，孔隙比e=0.82，下游滲流出口處經計算水力坡降i為0.2，若取安全系數Fs為2.5，試問該土壩地基出口處土體是否會發生流土破壞

【解答】臨界水力坡降由于實際水力坡降i

<[i]，故土壩地基出口處土體不會發生流土破壞允許水力坡降初始瞬時沉降Sd

，取決于剪切變形主固結沉降Sc

，取決于滲透固結過程，通常是地基變形的主要部分次固結沉降Ss

，取決于土骨架的蠕變變形總變形：Sd：初始瞬時沉降Ss:次固結沉降Sc：主固結沉降1、地基沉降的三個組成部分2、應力歷史在地質歷史過程中，土層曾在不同應力作用下壓縮過的情況稱為應力歷史。3先期固結壓力

先期固結壓力：土層歷史上所經受到的最大壓力OCR=1：正常固結OCR>1：超固結OCR<1：欠固結

超固結比：如土層當前承受的自重壓力為

相同時，一般OCR越大，土越密實，壓縮性越小peppee正常固結狀態超固結狀態欠固結狀態4、壓縮曲線為了便于比較，通常采用壓力段由p1=100kPa增加到p2=200kPa時的壓縮系數a1-2來評定土的壓縮性如下：0.10.5高壓縮性中壓縮性低壓縮性6土的壓縮模量它的定義是土在完全側限條件下的豎向附加壓應力與相應的應變增量之比值。6土的壓縮模量7土的回彈指數1、固結度定義：地基在荷載作用下，經歷某一時間t產生的固結沉降量st與最終固結沉降量s的比值，記為Ut8固結系數CV基于太沙基（美籍奧地利土力學家，現代土力學的創始人

）一維固結理論解得：反映土體固結快慢的指標式中Cv

反映土的固結特性：孔壓消散的快慢－固結速度Cv

與滲透系數k成正比，與壓縮系數a成反比；單位：cm2/s；m2/year，粘性土一般在10-4cm2/s量級

固結系數:當壓縮應力分布與排水條件都相同時，達到同一固結度所需時間之比等于排水距離H的平方之比。【例1】

有一薄飽和粘土層，厚1m，粘土層上下兩面排水，測得該土層平均固結系數為0.3cm2/h，粘土層的最終總壓縮量為1.68cm，問經過多長時間該土層的壓縮量達到1cm。【解】

【例2】

有一粘性土層，厚10m，粘土層上下兩面均可排水，現從粘土層中心取樣后切取一厚2cm的試樣，放入固結儀做試驗（上、下均有透水面），在某一級固結壓力作用下，測得其固結度達到80%時所需的時間為10min，問該粘土層在同樣固結壓力作用下達到同一固結度所需的時間為多少？若粘性土改為單面排水，所需時間又為多少？【解】已知H1為10m，H2為2cm，t2=10min，Ut=80%

得4.76年（a）

第二題為乘以4得19年（a）

七、土的抗剪強度土的抗剪強度

土中某一點的剪應力及其抗剪強度進行比較，可以判斷該點是否達到強度破壞：

彈性平衡，安全極限平衡，臨界狀態塑性破壞土的剪切試驗三軸剪切實驗常規三軸剪切試驗方法:對于一個圓柱樣施加各向均等的壓力（通常稱之為圍壓），控制排水條件，在軸向施加荷載，控制加荷速率，進行三軸壓縮剪切，可以獲得軸向應力增量與軸向應變的變化曲線。1、根據施加圍壓下排水與否可區分為固結（CONSOLIDATION）與不固結(UNCONSOLIDATION)兩種情況；2、根據加荷速率及加荷過程中排水與否又區分為排水(DRAIN)剪切與不排水(UNDRAIN)剪切.不固結不排水剪UU固結不排水剪CU固結排水剪CD固結排水試驗（CD試驗）1打開排水閥門，施加圍壓后充分固結，超靜孔隙水壓力完全消散；2打開排水閥門，慢慢施加軸向應力差以便充分排水，避免產生超靜孔壓固結不排水試驗（CU試驗）1打開排水閥門，施加圍壓后充分固結，超靜孔隙水壓力完全消散；2關閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應力差過程中不排水不固結不排水試驗（UU試驗）1關閉排水閥門，圍壓下不固結；2關閉排水閥門，很快剪切破壞，在施加軸向應力差過程中不排水ccd、cd

ccu、cu

cuu、uu

（2）試驗類型破壞包線及強度指標應力應變曲線強度包線極限平衡條件極限平衡條件（有效應力）【例】某土樣kPa，承受kPa，kPa的應力。試判斷該土樣所處的狀態【解】

kPa

因此，該土樣已破壞。例七、土的抗剪強度不固結不排水剪固結不排水剪固結排水剪三軸剪切實驗與直接剪切試驗相對應快剪q固結快剪cq固結慢剪cs八、莫爾－庫倫強度理論直接剪切試驗庫倫定律1、巖石按成因分類巖漿巖沉積巖變質巖按堅硬程度分類按完整程度分類九地基巖土的工程分類2、碎石土土的名稱顆粒形狀粒組含量漂石塊石圓形及亞圓形為主棱角形為主粒徑大于200mm的顆粒超過全質量50%卵石碎石圓形及亞圓形為主棱角形為主圓形及亞圓形為主棱角形為主圓礫角礫粒徑大于20mm的顆粒超過全質量50%粒徑大于2mm的顆粒超過全質量50%3、砂土土的名稱粒組含量粒徑大于2mm的顆粒占全質量25--50%礫砂粗砂中砂細砂粉砂粒徑大于0.5mm的顆粒超過全質量50%粒徑大于0.25mm的顆粒超過全質量50%粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質量85%粒徑大于0.075mm的顆粒超過全質量50%4、粉土粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于全質量50%而塑性指數Ip≤10的土塑性指數Ip>10的土5、粘性土10<Ip≤17的土Ip>17的土粘土粉質粘土6、人工填土由于人類活動而推填土。其物質成分雜亂，均勻性差。按其組成和成因分類素填土壓實填土雜填土沖填土除了以上六種土外還有特殊土。

例題分析

土樣天然含水量ω(%)塑限ωp(%)液限ωL(%)A40.425.447.9【例】A、B兩種土樣，試驗結果見表，試確定該土的名稱及軟硬狀態。【解答】A

土因IP

＞17，0.25＜IL≤0.75，所以該土為黏土，可塑狀態：土樣天然含水量ω(%)塑限ωp(%)液限ωL(%)B23.221.031.2B

土因10＜IP≤17

，0＜IL≤0.25，所以該土為粉質黏土，硬塑狀態。2巖土工程勘察概述巖土工程勘察分級巖土工程的勘察階段巖土工程勘察的勘探工作(掘探\鉆探\觸探和物探)勘察報告2.1概述一、建筑場地：建筑物所處的有限面積的土地。二、工程地質勘察的目的：使用各種勘察手段和方法，調查研究和分析評價建筑場地和地基的工程地質條件，為設計和施工提供所需的工程地質資料。三、相對應的規范《巖土工程勘察規范》GB50021—2001（2009年修訂）《建筑地基基礎設計規范》GB50007—2002四、各項工程建設在設計和施工之前，必須按基本建設程序進行巖土工程勘察。2.1概述巖土工程勘察應按工程建設各勘察階段的要求，正確反映工程地質條件，查明不良地質作用和地質災害，精心勘察，精心分析，提出資料完整、評價正確的勘察報告。巖土工程勘察（geotechnicalinvestigation）定義：根據建設工程的要求，查明、分析、評價建設場地的地質、環境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動。

2.1概述巖土工程勘探（geotechnicalexploration）

巖土工程勘察的一種手段，包括鉆探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、觸探等。

原位測試（in-situtests）

在巖土體所處的位置，基本保持巖土原來的結構、濕度和應力狀態，對巖土體進行的測試。

2.1概述巖土工程勘察報告（geotechnicalinvestigationreport）

在原始資料的基礎上進行整理、統計、歸納、分析、評價，提出工程建議，形成系統的為工程建設服務的勘察技術文件。現場檢驗（in-situinspection）：在現場采用一定手段，對勘察成果或設計、施工措施的效果進行核查。現場監測（in-situmonitoring）：在現場對巖土性狀和地下水的變化，巖土體和結構物的應力、位移進行系統監視和觀測。2.2勘察分級一、根據工程的規模和特征，以及由于巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果，可分為三個工程重要性等級：

1一級工程：重要工程，后果很嚴重；

2二級工程：一般工程，后果嚴重；

3三級工程：次要工程，后果不嚴重2.2勘察分級二、根據場地的復雜程度，分為三個場地等級：

三、根據地基的復雜程度，分為三個地基等級：2.2勘察分級四、根據工程重要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級，可按下列條件劃分巖土工程勘察等級：甲級在工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級中，有一項或多項為一級；乙級除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目；丙級工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級均為三級。注:建筑在巖質地基上的一級工程，當場地復雜程度等級和地基復雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級。2.3勘察階段選址勘察：初步查清幾個可能作為建設場地的工程地質條件，場地穩定性評價，以便選址。初步勘察：查明建設場地的穩定性，提出地基基礎方案。采用測繪與勘探相結合的辦法。（為初步設計提供資料）詳細勘察：以勘探、原位和室內測試為主，按不同建筑物提出詳細的巖土技術參數。（為施工圖設計和施工方法提供依據）施工勘察：主要解決施工中遇到的地質問題，也包括施工后的檢驗。2.4勘探工作鉆探、坑探、物探、觸探等坑探：在建筑場地用人工開挖探井、探槽或平洞，直接觀察槽壁土

層情況，或取原狀土樣從而獲取土層物理力學性質資料。鉆探：鉆探是用鉆機在地層中鉆孔，以鑒別和劃分底層，沿孔深分

層取土，測定巖土的物理力學性質。鉆進方法有回轉、沖擊、振動與靜壓四種。

觸探：靜力觸探：動力觸探兩種方法：標準貫入試驗和輕便觸探試驗連續、快速、靈敏、精確、方便

點擊查看坑探示意圖

點擊查看鉆機示意圖

點擊查看圖

點擊查看圖坑探示意圖BackBackBackBackBack圖是總剖面的照片，e是電阻率反演結果，與剖面對應的b和c（放大圖）是先前發現的墓穴，位置a（放大圖）是先前沒有注意到的另一個墓穴。采用溫納裝置，電極距為1米。

電法物探高密度電法在××地區銅鎳礦勘察中的應用圖

三種地下異常的探地雷達圖像

地震成像應用實例目的：查明巖溶的分布范圍和發育規模

防滲墻、砼質量檢測2.5勘察報告工程地質勘察報告的編制內容工程地質勘察的最終成果是以報告的形式提出的，在野外勘察工作和室內土樣試驗完成之后，將巖土工程勘察綱要、勘探孔平面布置圖、鉆孔記錄表、原位測試記錄表、土的物理力學性質試驗成果，連同勘察任務委托書、建筑平面布置圖及地形圖等有關資料匯總，并進行整理、檢查、分析、評定，經確認無誤后，編制正式的巖土工程勘察報告，提供建設單位、設計單位和施工單位應用，并作為長期存檔保存的技術文件。2.5勘察報告一個單項工程的勘察報告書一般包括下列內容：

擬建工程名稱、規模、用途；巖土工程勘察的目的、要求和任務；勘察方法、勘察工作布置與完成的工作量；建筑場地位置、地形地貌、地質構造、不良地質現象及地震基本烈度；場地的地層分布、結構、巖土的顏色、密度、濕度、稠度、均勻性、層厚；地下水的埋藏深度、水質侵蝕性及當地凍結深度；建筑場地穩定性與適宜性的評價；各土層的物理力學性質及地基承載力等指標的確定；結論和建議：根據擬建工程的特點，結合場地的巖土性質，提出地基與基礎方案設計的建議。2.5勘察報告隨報告所附圖表一般包括：所附圖表：勘探點平面布置圖鉆孔柱狀圖地層綜合柱狀圖工程地質剖面圖土工試驗成果表其它測試成果圖表工程地質勘察報告的相關圖表：

勘探點平面布置圖、工程地質剖面圖、綜合地質柱狀圖、土工試驗成果表，其他測試