答：地下水的渗流方向自下而上，已知土的有效重度为，当向上的动水力
与土的有效重度相等时，这时土颗粒间的压力就等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定，这种现象叫流沙。
在渗透水流作用下，土中的细颗粒在粗颗粒形成的孔隙中移动，以至流失；随着土的孔隙不断扩大，渗透速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象叫管涌。 防治流土的关键在于控制溢出处的水力坡降，为了保证实际的溢出坡降不超过允许坡降，可采取以下工程措施：1。可通过做垂直防渗帷幕、水平防渗铺盖等，延长渗流途径、降低溢出处的坡降；2。在溢出处挖减压沟或打减压井，贯穿渗透性小的黏土层，以降低作用在粘性土层底面的渗透压力；3。在溢出处加透水盖重，以防止土体被渗透力所悬浮。防止管涌一般可从下列两方面采取措施：1。做防渗铺盖或打板桩等，降低土层内部和渗流溢出处的渗透坡降；2。在渗流溢出部位铺设层间关系满足要求的反滤层。
7．发生管涌和流土的机理与条件是什么？与土的类别和性质有什么关系？在工程上是如何判断土可能发生渗透破坏并进行分类的。
答：发生管涌与流土的机理如上一题答案所诉。发生流土的条件是水力梯度大于或等于临界水力梯度均匀系数愈大，
愈大，值愈低。
。临界水力梯度与土性密切相关，研究表明，土的不
值增大，土的渗透系数
值愈小，土中细颗粒含量高，
发生管涌首先取决于土的性质，管涌多发生在砂性土中，其特征是颗粒大小差别较大，往往缺少某种粒径，孔隙直径大且相互连同。无黏性土产生管涌的两个必备条件是：1。几何条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径，这是必要条件，一般不均匀系数
的土才会发生管涌；2水力条件：渗流
力能够带动细颗粒在孔隙间滚动或移动是管涌发生的水力条件，可用管涌的水力梯度来表示。
8．试列举几个在工程设计与施工中应用渗透力的例子，说明其应用条件及应注意的问题。
9．什么是流网？流网两族曲线必须满足的条件是什么？流网的主要用途是什么？
10．如下图所示，有A、B、C三种土，其渗透系数分别为KA=1×10-2cm/s,KB=3
6
×10-3 cm/s,KC=5×10-4 cm/s,装在断面为10cm×10cm的方管中，问：（1）渗透经过A土后的水头降落值?h为多少？（2）若要保持上下水头差h=35cm,需要每秒加多少水？
1
、
渗
流
通
过
A,B,C
土
体
的
综
合
渗
流
系
数
=90/(50/0.01+30/0.003+10/0.0001)=90/35000
2、流量Q=kiA=（90/35000）*（35/90）*10*10=0.1cm3,此为第二题答案 3、根据i=Q/kA=0.1/(0.01*100)=0.1,△h=iL=0.1*50=5cm，此为第一题答案 11．一种粘性土的比重2.70,孔隙比为0.58,试求该土的临界水力坡降?
12．如下图实验中：（1）已知水头差h=20 cm，土样长度L=30 cm，试求土样单位体积所受的渗透力是多少？（2）若已知土样的土粒比重为2.72,孔隙比为0.63,问该土样是否会发生流土现象?(3) 求出使该土发生流土时的水头差h值。
13．在孔隙率为0.35,土粒比重为2.65的土中开挖墓坑,已知基坑底部有一层厚1.25m的上述土层,受到了1.85m以上的渗流水头影响(如见图),问在土层上面至少加多厚的粗砂才能抵抗流土现象发生?(假定粗砂与土具有相同的孔隙率和比重,而且不计砂土的水头损失)。
7
14．变水头渗透试验中，土样直径为7.5cm,长1.5 cm,量管(测压管)直径1.0 cm,初始水头h0=25cm,经20min后,水头降至12.5 cm, 求渗透系数K。
15．已知流网如下图所示，（1）试估算沿板桩墙每米渗入基坑的流量（m3/min）。设砂的渗透系数K=1.8×10-2cm/s。（2）试估计坑底是否可能发生渗透破坏，有多大安全系数？设砂的饱和重度为18.5kN/m3。
16．如下图所示地基，粘土层上下的测管水柱高度分别为1m 及5m，在承压力作用下产生自下而上的渗流。（1）试计算出A、B、C三点的总应力、有效应力、孔隙水压力、水力坡降和渗透力。（2）A点处是否产生流土：a.发生；b.不发生；c.临界状态。
8
17．如下图所示，在粗砂地基中打入板桩墙，挡水4 m，地基流网如图所示。粗砂渗透系数K=1×10-3 cm/s，孔隙比为0.60,比重为2.65,不均匀系数为8, 求： （1）每米长度上通过等势线Ф4的流量；（2）土体abcd可能发生什么形式的渗透破坏，安全系数多大？（3）A点所受的垂直渗透力和水平渗透力各为多大？
第五章 习题
1．在计算土的竖向自重应力时，采用的是什么理论？做了哪些假设？
2．什么是自重应力与附加应力，附加应力大小与何有关？
答：对一般天然土层来说，自重应力引起的压缩变形在地质历史上早已完成，不会再引起地基的沉降，附加应力则是由于修建建筑物以后在地基内新增加的应力，因此它是使地基发生变形，引起建筑物沉降的主要原因。 3．目前根据什么假设条件计算地基的附加应力？
答：计算地基中的附加应力时，一般假定地基土是各向同性的、均质的线性变形体，而且在深度和水平方向上都是无限延伸的，即把地基看成是均质的线性变形空间（半无限体），这样就可以直接采用弹性力学中关于弹性半空间的理论解答。计算基底附加应力时，通常将基底看成是柔性荷载，而不考虑基础刚度的影响。
9
4．以条形均布荷载为例，说明附加应力在地基中传播、扩散规律。
5．定义有效应力，并评价它在实际土力学问题中的重要性。
答：饱和土是由固体颗粒构成的骨架和充满其间的水组成的两相体，当外力作用于土体后，一部分由土骨架承担，并通过颗粒之间的接触面进行应力的传递，称为有效应力。另一部分则由孔隙中的水来承担，水虽然不能承担剪应力，但却能承受法向应力，并且可以通过连通的孔隙水传递，这部分水压力称为孔隙水压力。 土的变形（压缩）和强度的变化都只取决于有效应力的变化。引起土的体积压缩和抗剪强度发生变化的原因，并不是作用在土体上的总应力，而是总应力与孔隙水压力之间的差值——有效应力。孔隙水压力本身不能使土发生变形和强度的变化。这是因为水压力各方向相等，均衡的作用于每个土颗粒周围，因而不会使土颗粒移动，导致孔隙体积的变化。它除了使土颗粒受到浮力外，只能使土颗粒本身受到静水压力，而固体颗粒的压缩模量很大，本身压缩可忽略不计。另外，水不能承受剪应力，因此孔隙水压力自身的变化也不会引起土的抗剪强度的变化，正因为如此，孔隙水压力也被称为中性压力。 6．地下水位的变化对地表沉降有无影响？为什么？
答：当地下水位在地基持力层中上升，使土的有效自重应力减小，反之，当地下水位在地基持力层中下降，则土中有效自重应力增大。地下水位突然降落时，由于土还未来得及反应，地基的附加沉降不会发生，而当地下水缓慢降落时，地基土会由于有效自重应力增大而出现附加沉降。
7．分析地下水位下降对地基沉降有什么影响？
8．怎样计算矩形均布荷载作用下地基内任意点的附加应力？ 9．简述土的有效应力原理。
答：
，饱和土中任意点的总应力
总是等于有效应力
加上孔隙水压力
10．试绘出以下几种情况附加应力沿深度的分布。 （1）地表作用大面积均布荷载100kPa；（2）地表作用局部荷载；（3）地下水位从地表突然降至z深度；（4）场地瞬时大面积堆填厚h的淤泥质填土，冲填土重度为r。
11．σ=σ’+u是土力学中什么原理的表达式？它对于任何土是否都适用，为什么？试指出其在有关力学课题公析中的重要意义。
12．有一挡土墙，基础宽度6m，埋置在地面1.5 m处,在离基础荷载A点处作用着竖直线荷载P’=2400kN/m, 墙背受到水平推力H’=400 kN/m,其作用点距基底面为2.4 m,如图所示.该地基土的重度为19 kN/m3,试求基础中心点下深度z=7.2
10