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(cè)驗(yàn)小測(cè)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(jì)算方計(jì)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(wèn)題評(píng)述問(wèn)題評(píng)述 流網(wǎng)流網(wǎng)法法 達(dá)西定律達(dá)西定律 知識(shí)串講及討論知識(shí)串講及討論（ppt放到網(wǎng)上）放到網(wǎng)上）第1頁(yè)/共19頁(yè)3小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn) 30分鐘分鐘第2頁(yè)/共19頁(yè)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(gè)物理量九個(gè)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(gè)獨(dú)立變量，三個(gè)獨(dú)立變量，干土或飽和土二干土或飽和土二個(gè)獨(dú)立變量個(gè)獨(dú)立變量其它指標(biāo)：其它指標(biāo)：三相草圖法計(jì)算三相草圖法計(jì)算實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室室測(cè)定測(cè)定第3頁(yè)/共19頁(yè)5方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計(jì)算方法計(jì)算方法 在許多實(shí)際工程遇到的滲流問(wèn)題中，可將其簡(jiǎn)化為一維在許多實(shí)際工程遇到的滲流問(wèn)題中，可將其簡(jiǎn)化為一維滲流問(wèn)題直接利用達(dá)西定律求解，有一些簡(jiǎn)單的規(guī)律：滲流問(wèn)題直接利用達(dá)西定律求解，有一些簡(jiǎn)單的規(guī)

3、律：F由于是線性問(wèn)題，在一個(gè)土層內(nèi)，水壓力和總由于是線性問(wèn)題，在一個(gè)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(jì)算水頭損失時(shí)，滲徑和滲透系數(shù)之間可以在計(jì)算水頭損失時(shí)，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(shí)相應(yīng)延長(zhǎng)倍，同時(shí)相應(yīng)延長(zhǎng)滲徑滲徑n倍，計(jì)算結(jié)果不變倍，計(jì)算結(jié)果不變水頭分布計(jì)算方法水頭分布計(jì)算方法第4頁(yè)/共19頁(yè)6方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計(jì)算方法計(jì)算方法 板樁板樁基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)透水層相對(duì)透水層

4、基坑開(kāi)挖中常遇到的基坑開(kāi)挖中常遇到的上層滯水的情況上層滯水的情況畫(huà)出作用在板樁墻上畫(huà)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(duì)換則發(fā)生什么情性對(duì)換則發(fā)生什么情況？況？基坑的滲流問(wèn)題10m潛水位潛水位相對(duì)不透水層相對(duì)不透水層第5頁(yè)/共19頁(yè)7方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計(jì)算方法計(jì)算方法 基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)透水層相對(duì)透水層基坑的滲流問(wèn)題10m潛水位潛水位相對(duì)不相對(duì)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(yè)/共19頁(yè)8方法及討論方法及討論 水頭分布水

5、頭分布計(jì)算方法計(jì)算方法 板樁板樁基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)透水層相對(duì)透水層潛水位潛水位基坑開(kāi)挖中常遇到基坑開(kāi)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(qǐng)畫(huà)出土層中位置請(qǐng)畫(huà)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。總水頭的分布?；拥臐B流問(wèn)題k=2.510-6 m/s5m5m第7頁(yè)/共19頁(yè)9方法及討論方法及討論 水頭分布水頭分布計(jì)算方法計(jì)算方法 板樁板樁基坑基坑k=5.010-6 m/sk=5.010-3 m/s相對(duì)透水層相對(duì)透水層潛水位潛水位基坑的滲流問(wèn)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(yè)/共19頁(yè)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(duì)圖所對(duì)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(shuō)法哪個(gè)的說(shuō)法哪個(gè)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(huì)在所以發(fā)生流土

7、時(shí)，會(huì)在A A、B B、C C、D D和和E E點(diǎn)同時(shí)發(fā)生點(diǎn)同時(shí)發(fā)生第9頁(yè)/共19頁(yè)11對(duì)圖所對(duì)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(shuō)法是否的說(shuō)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(shí)發(fā)生點(diǎn)同時(shí)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(yè)/共19頁(yè)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(duì)圖所對(duì)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(yè)/共19頁(yè)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(duì)圖所對(duì)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(yè)/共19頁(yè)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(wèn)何為滲流問(wèn)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(shì)線正流線和等勢(shì)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(zhǎng)比為常數(shù)，的邊長(zhǎng)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(chǎng)中，流線和等勢(shì)線（等水頭線）組成的網(wǎng)格稱為流場(chǎng)中，流線和等勢(shì)線（等水頭線）組成的網(wǎng)格稱為流流網(wǎng)網(wǎng)第13頁(yè)/共19頁(yè)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(cè)管水頭測(cè)管水頭 流速流速流速為測(cè)管水流速為測(cè)管水頭的梯度方向頭的梯度方向 等勢(shì)線等勢(shì)線 流線流線等勢(shì)線和流線等勢(shì)線和流線正交正交 勢(shì)函數(shù)勢(shì)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(yè)/共19頁(yè)16流網(wǎng)及滲流問(wèn)題的解流網(wǎng)及滲流問(wèn)題的解l流線和等勢(shì)流線和等勢(shì)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(zhǎng)網(wǎng)格的邊長(zhǎng)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(shì)函數(shù)勢(shì)函數(shù)畫(huà)等值線，使畫(huà)等值線，使和和為常數(shù)為常數(shù)畫(huà)流網(wǎng)，為畫(huà)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(yè)/共19頁(yè)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(duì)圖示的斷面，試判別圖示的自由水面形穩(wěn)定滲流，對(duì)圖示的斷面，試判別圖示的自由水面形狀那個(gè)正確狀那個(gè)正確, ,說(shuō)明理由說(shuō)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(yè)/共19頁(yè)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(duì)圖示的斷面，定性畫(huà)出其水頭分布曲線。流，對(duì)圖示的斷面，定性畫(huà)出其水頭分布曲線。ABCDEF承壓水層承壓水層相對(duì)不相對(duì)不透水層透水層相對(duì)不相對(duì)不透水層透水層相對(duì)不相對(duì)不透水層透水層OO第17頁(yè)/共19頁(yè)19ABCDEF承