土力學(xué)習(xí)題課1PPT教案

1、土力學(xué)習(xí)題課土力學(xué)習(xí)題課12第一、二章：習(xí)題討論課第一、二章：習(xí)題討論課主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： 習(xí)題討論習(xí)題討論 小測驗(yàn)小測驗(yàn) 方法討論方法討論 概念及難點(diǎn)概念及難點(diǎn)三相草圖法三相草圖法水頭分布水頭分布計算方計算方法法流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置 作業(yè)中的作業(yè)中的問題評述問題評述 流網(wǎng)流網(wǎng)法法 達(dá)西定律達(dá)西定律 知識串講及討論知識串講及討論（ppt放到網(wǎng)上）放到網(wǎng)上）第1頁/共19頁3小測驗(yàn)小測驗(yàn) 30分鐘分鐘第2頁/共19頁4方法及討論方法及討論 三相草圖三相草圖法法 三三 相相 草草 圖圖九個物理量九個物理量: V Vv Vs Va Vw ms m w ma m物性指標(biāo)是比物性指標(biāo)是比例關(guān)系例關(guān)

2、系: 可假可假設(shè)任一參數(shù)為設(shè)任一參數(shù)為1wavwasVVVVVVV wwwaawsVm0mmmmm 物理量關(guān)系物理量關(guān)系:空氣空氣水水固體固體ma=0mwmsm質(zhì)量質(zhì)量VaVwVsVvV體積體積三個獨(dú)立變量，三個獨(dú)立變量，干土或飽和土二干土或飽和土二個獨(dú)立變量個獨(dú)立變量其它指標(biāo)：其它指標(biāo)：三相草圖法計算三相草圖法計算實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室室測定測定第3頁/共19頁5方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計算方法計算方法 在許多實(shí)際工程遇到的滲流問題中，可將其簡化為一維在許多實(shí)際工程遇到的滲流問題中，可將其簡化為一維滲流問題直接利用達(dá)西定律求解，有一些簡單的規(guī)律：滲流問題直接利用達(dá)西定律求解，有一些簡單的規(guī)

3、律：F由于是線性問題，在一個土層內(nèi)，水壓力和總由于是線性問題，在一個土層內(nèi)，水壓力和總水頭呈線性分布水頭呈線性分布F流速、水力坡降和滲透力等在同一土層內(nèi)為常流速、水力坡降和滲透力等在同一土層內(nèi)為常數(shù)數(shù)F在計算水頭損失時，滲徑和滲透系數(shù)之間可以在計算水頭損失時，滲徑和滲透系數(shù)之間可以相互轉(zhuǎn)算，如增大滲透系數(shù)相互轉(zhuǎn)算，如增大滲透系數(shù)n倍，同時相應(yīng)延長倍，同時相應(yīng)延長滲徑滲徑n倍，計算結(jié)果不變倍，計算結(jié)果不變水頭分布計算方法水頭分布計算方法第4頁/共19頁6方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計算方法計算方法 板樁板樁基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對透水層相對透水層

4、基坑開挖中常遇到的基坑開挖中常遇到的上層滯水的情況上層滯水的情況畫出作用在板樁墻上畫出作用在板樁墻上的水壓力分布。的水壓力分布。如圖中二土層的滲透如圖中二土層的滲透性對換則發(fā)生什么情性對換則發(fā)生什么情況？況？基坑的滲流問題10m潛水位潛水位相對不透水層相對不透水層第5頁/共19頁7方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計算方法計算方法 基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對透水層相對透水層基坑的滲流問題10m潛水位潛水位相對不相對不透水層透水層基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面總水頭總水頭 位置水頭位置水頭 壓力水頭壓力水頭10100000第6頁/共19頁8方法及討論方法及討論 水頭分布水

5、頭分布計算方法計算方法 板樁板樁基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對透水層相對透水層潛水位潛水位基坑開挖中常遇到基坑開挖中常遇到的上層滯水的情況的上層滯水的情況（多土層）（多土層）請畫出土層中位置請畫出土層中位置水頭、壓力水頭和水頭、壓力水頭和總水頭的分布?？偹^的分布?；拥臐B流問題k=2.510-6 m/s5m5m第7頁/共19頁9方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計算方法計算方法 板樁板樁基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對透水層相對透水層潛水位潛水位基坑的滲流問題k=2.510-6 m/s5m5m基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面總水頭總水頭 位置

6、水頭位置水頭 壓力水頭壓力水頭101000006.6751.67第8頁/共19頁10方法及討論方法及討論 流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置對圖所對圖所示示的的單單層層土滲透試驗(yàn)土滲透試驗(yàn)，下下列有關(guān)流土列有關(guān)流土發(fā)生位置發(fā)生位置的說法哪個的說法哪個更準(zhǔn)確？更準(zhǔn)確？流土發(fā)生位置的判別h濾網(wǎng)濾網(wǎng)QA AB BC CD DE E1.流土是流土是在在向上向上的滲透作用下，的滲透作用下，表層局部表層局部范圍內(nèi)的土范圍內(nèi)的土體發(fā)生懸體發(fā)生懸浮的現(xiàn)象浮的現(xiàn)象，故圖中流土發(fā)生的故圖中流土發(fā)生的位置只能是位置只能是A A點(diǎn)點(diǎn)2.2.由于滲透力在土層中均勻分布，由于滲透力在土層中均勻分布，所以發(fā)生流土?xí)r，會在所以發(fā)生流土

7、時，會在A A、B B、C C、D D和和E E點(diǎn)同時發(fā)生點(diǎn)同時發(fā)生第9頁/共19頁11對圖所對圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)示的雙層土滲透試驗(yàn)，下下列有關(guān)流土列有關(guān)流土發(fā)生位置發(fā)生位置的說法是否的說法是否正確？正確？流土發(fā)生位置的判別h土土2 2濾網(wǎng)濾網(wǎng)土土1 1QA AB BC CD DE E1.流土是流土是在在向上向上的滲透作用下，的滲透作用下，表層局部表層局部范圍內(nèi)的土范圍內(nèi)的土體發(fā)生懸體發(fā)生懸浮的現(xiàn)象浮的現(xiàn)象，故圖中流土發(fā)生的故圖中流土發(fā)生的位置只能是位置只能是A A點(diǎn)點(diǎn)2.2.由于滲透力在由于滲透力在表層表層土層土層1 1中均中均勻分布，所以圖中流勻分布，所以圖中流土發(fā)生的土發(fā)生的位置是位

8、置是A A、B B和和C C點(diǎn)同時發(fā)生點(diǎn)同時發(fā)生方法及討論方法及討論 流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置第10頁/共19頁12流土發(fā)生位置的判別h土土2 2濾網(wǎng)濾網(wǎng)土土1 1QA AB BC CD DE E對圖所對圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)示的雙層土滲透試驗(yàn)，試討論試討論下列情況下下列情況下可能可能發(fā)生發(fā)生流土的流土的位置。位置。1.滲透系數(shù)滲透系數(shù) k1 k2 3.其它情況其它情況 方法及討論方法及討論 流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置第11頁/共19頁13流土發(fā)生位置的判別h土土2 2濾網(wǎng)濾網(wǎng)土土1 1QA AB BC CD DE E對圖所對圖所示的雙層土滲透試驗(yàn)示的雙層土滲透試驗(yàn)，試討論試討論下列情況下下列情

9、況下可能可能發(fā)生發(fā)生流土的流土的位置。位置。1.滲透系數(shù)滲透系數(shù) k1 k2 (E)3.其它情況其它情況 (A、B、C）或（E）方法及討論方法及討論 流土發(fā)生位置流土發(fā)生位置第12頁/共19頁14方法及討論方法及討論 流網(wǎng)流網(wǎng) 所得流網(wǎng)為所得流網(wǎng)為何為滲流問何為滲流問題的解？題的解？l滿足邊界條件滿足邊界條件l流線和等勢線正流線和等勢線正交交l流網(wǎng)中每一網(wǎng)格流網(wǎng)中每一網(wǎng)格的邊長比為常數(shù)，的邊長比為常數(shù)，通常取為通常取為1 1繪制流網(wǎng)繪制流網(wǎng)n流場中，流線和等勢線（等水頭線）組成的網(wǎng)格稱為流場中，流線和等勢線（等水頭線）組成的網(wǎng)格稱為流流網(wǎng)網(wǎng)第13頁/共19頁15物理物理現(xiàn)象現(xiàn)象數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)描述描述

10、幾何幾何表示表示 測管水頭測管水頭 流速流速流速為測管水流速為測管水頭的梯度方向頭的梯度方向 等勢線等勢線 流線流線等勢線和流線等勢線和流線正交正交 勢函數(shù)勢函數(shù) 流函數(shù)流函數(shù)均滿足拉均滿足拉氏方程氏方程滲流滲流方法及討論方法及討論 流網(wǎng)流網(wǎng) 第14頁/共19頁16流網(wǎng)及滲流問題的解流網(wǎng)及滲流問題的解l流線和等勢流線和等勢線正交線正交l流網(wǎng)中每一流網(wǎng)中每一網(wǎng)格的邊長網(wǎng)格的邊長比為常數(shù)，比為常數(shù)，通常取為通常取為1 10zx2222 流函數(shù)流函數(shù)0zx2222 勢函數(shù)勢函數(shù)畫等值線，使畫等值線，使和和為常數(shù)為常數(shù)畫流網(wǎng)，為畫流網(wǎng)，為兩函數(shù)的解兩函數(shù)的解數(shù)學(xué)描述數(shù)學(xué)描述幾何描述幾何描述方法及討論方

11、法及討論 流網(wǎng)流網(wǎng) 第15頁/共19頁172. 2. 有一地下具有自由水面的滲流地層，其滲流為平面有一地下具有自由水面的滲流地層，其滲流為平面穩(wěn)定滲流，對圖示的斷面，試判別圖示的自由水面形穩(wěn)定滲流，對圖示的斷面，試判別圖示的自由水面形狀那個正確狀那個正確, ,說明理由說明理由 。不透水層不透水層不透水層a) b) c)方法及討論方法及討論 達(dá)西定律達(dá)西定律第16頁/共19頁18方法及討論方法及討論 達(dá)西定律達(dá)西定律1. 1. 有一地下承壓滲流地層，其滲流為平面穩(wěn)定滲有一地下承壓滲流地層，其滲流為平面穩(wěn)定滲流，對圖示的斷面，定性畫出其水頭分布曲線。流，對圖示的斷面，定性畫出其水頭分布曲線。ABCDEF承壓水層承壓水層相對不相對不透水層透水層相對不相對不透水層透水層相對不相對不透水層透水層OO第17頁/共19頁19ABCDEF承