2011年巖土工程師:運動規(guī)律

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熟悉地下水的類型和運動規(guī)律;熟悉巖土滲流特性及其對工程的影響;掌握抽水試驗、注水試驗、壓水試驗的方法及其成果的應(yīng)用;掌握地下水對建筑材料和金屬腐蝕性的評價方法。
    內(nèi)容提要:地下水的賦存類型及其對工程的影響;地下水參數(shù)及常用參數(shù)的測試方法;地下水的腐蝕性的評價方法及標準。
    重點、難點:地下水對工程的影響;抽水試驗、注水試驗、壓水試驗求參數(shù)的公式(難點);腐蝕性評價。
    一、地下水的類型和運動規(guī)律
    1、 地下水的類型:
    按地下水的物理性質(zhì)劃分為:氣態(tài)水、吸著水、薄膜水、毛細管水、重力水、固態(tài)水;按地下水的賦存特征劃分為:上層滯水、潛水、承壓水。
    2、運動規(guī)律:地下水運動分為層流和紊流。地下水在土中或微小裂隙中以不大的速度連續(xù)滲透時為層流運動;在巖石的裂隙或空洞內(nèi)流動,會產(chǎn)生紊流。地下水的滲流速度一般符合達西定律。
    二、地下水對工程的影響
    1,潛水上升,引起鹽漬化,增大腐蝕性。
    2,河谷階地、斜坡及岸邊,潛水上升,增大浸濕范圍,破壞巖土體的結(jié)構(gòu)和強度
    3,粉土、粉、細砂層中,潛水上升,會產(chǎn)生液化??荚囉脮?BR>    4,水位上升,可能使基礎(chǔ)上浮使建筑物失穩(wěn)。
    5,膨脹土區(qū),水位上升或土體水分增減,使膨脹巖土產(chǎn)生不均勻脹縮變形
    6,寒冷地區(qū),潛水上升,凍結(jié),地面隆起。解凍降低抗壓強度和抗剪強度。導(dǎo)致建筑物開裂、失穩(wěn)。
    7,地下水位在壓縮層范圍內(nèi)突然下降,增加自重應(yīng)力,使基礎(chǔ)產(chǎn)生附加沉降,導(dǎo)致變形破壞。
    另外基坑支護中的地下水的影響、地表塌陷、地面沉降都可能與地下水有關(guān)。
    三、地下水參數(shù)
    1.滲透系數(shù)k(m/d)其物理意義可從達西公式v=kI中表明,即水力坡度(I)等于l時,水的滲透速度即為滲透系數(shù)。
    2.導(dǎo)水系數(shù)T(m2/d):表示地下水通過巖土層的能力,它是水力梯度等于1時,通過1m寬度含水層整個飽和厚度的地下水水量,在數(shù)值上等于滲透系數(shù)k與含水層厚度M的乘積,即:T=k*M
    3.導(dǎo)壓系數(shù)a:又稱水壓傳導(dǎo)系數(shù),表示水壓力從一點傳到另一點的速率,a值由含水層厚度(m)與滲透系數(shù)k的乘積除以儲水系數(shù)S所得,即:a=k*M/S
    4.儲水系數(shù)(S)或稱釋水系數(shù)、彈性給水系數(shù),表示水壓變化lm時,從單位面積(1m2)含水層中釋放或儲存的水量。對于潛水含水層其儲水系數(shù)在數(shù)值上等于給水度。
    5.越流系數(shù)(ke)表示地下水通過弱含水層滲流到主要含水層的能力,它等于含水層與越流弱含水層之間水頭差為lm時,通過lm2越流分界面上的流量,即:ke=k`/m` 或 ke=km/B2式中k`、m`分別為含水層頂板或底板的弱含水層的滲透系數(shù)和厚度。
    6.越流因素B表示越流含水層之間相互作用大小的參數(shù),B=(kmm`/k`)1/2
    四、地下水位測定
    測定水位可根據(jù)工程性質(zhì),施工條件以及量測精度選用水位計類型。
    1.測鐘:為直徑25~40mm,長50~80m的金屬圓筒制成,上端封閉連接測繩;精確度為l~2cm。
    2.電池水位計:由電極、導(dǎo)線、微安電流表、干電池組成,精確度1cm左右。
    3.自動水位記錄儀:采用鐘表發(fā)條原理自動記錄,可連續(xù)工作自記水位,精確度為±1.5cm,適用于孔徑大于89mm的孔(井)。