各类土壤渗透系数、给水度、孔隙率等指标经验值
毛昶熙主编《堤防工程手册》所给经验值：
表
1 各种土的渗透系数经验值
土质类别 K(cm/s) 土质类别 K(cm/s) 粗砾 1~0.5 黄土（砂质） 1e-3~1e-4 砂质砾 0.1~0.01 黄土（泥质） 1e-5~1e-6 粗砂 5e-2~1e-2 黏壤土 1e-4~1e-6 细砂 5e-3~1e-3 淤泥土 1e-6~1e-7 黏质砂 2e-3~1e-4 黏土 1e-6~1e-8 沙壤土 1e-3~1e-4 均匀肥黏土 1e-8~1e-10
岩块 K （实验室测定，
cm/s ） 岩体 K （现场测定，
cm/s ） 砂岩（白垩复理
层）
1e-8~1e-10 脉状混合岩 3.3e-3
粉岩（白垩复理
层） 1e-8~1e-9 绿泥石化脉状页
岩 0.7e-2 花岗岩 2e-10~5e-11 片麻岩 1.2e-3~1.9e-3
板岩 1.6e-10~7e-11 伟晶花岗岩 0.6e-3 角砾岩 4.6e-10 褐煤层 1.7e-2~2.39e-2
方解岩 9.3e-8~7e-10 砂岩 1e-2 灰岩 1.2e-7~7e-10 泥岩 1e-4 白云岩 1.2e-8~4.6e-9 鳞状片岩 1e-2~1e-4
砂岩 1.2e-5~1.6e-7 1个吕荣单位裂隙宽度0.1mm 间距1m 和不透水岩块的
岩体
0.8e-4
砂泥岩 2e-6~6e-7 细粒砂岩 2e-7
蚀变花岗岩 0.6e-5~1.5e-5
岩土类别 渗透系数K （cm/s ） 孔隙率n 给水度 资料来源 砾 240 0.371 0.354 瑞士工学研究所
粗砾 160 0.431 0.338 砂砾 0.76 0.327 0.251 砂砾 0.17 0.265 0.182 砂砾 7.2e-2 0.335 0.161 中粗砂 4.8e-2 0.394 0.18 含黏土的砂 1.1e-4 0.397 0.0052 含黏土1%的砂砾 2.3e-5 0.394 0.0036 含黏土16%的砂
2.5e-6
0.342
0.0021
吕荣值和渗透系数K之间关系
吕荣值和渗透系数K之 间关系 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
吕荣值（q）表示使用灌浆材料作为试验流体时地层的渗透系数。吕荣(Lugeon)，1吕荣为1MPa作用下1米试段内每分钟注入1L水量。（在100m的水柱压力下，每米长度标准钻孔内，历时10min，平均每分钟压入岩石裂隙中的水量。）定义公式，q=Q/PL，其中，Q为压入流量，单位L/min；P为作用于试段内的全部压力，单位M P a；L为试段长度，单位m。 渗透系数又称水力传导系数（hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ=kρg/η，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数〉10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为1～米/昼夜；不透水的粘土渗透系数<米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。 地下水流速的确定：在地下水等水位图上的地下水流向上，求出相邻两等水位线间的水力梯度，然后利用公式计算地下水的流速V=kI 。式中：V---地下水的渗流速度（m/d）K---渗透系数（m/d）I----水力梯度 表示岩土透水性能的数量指标。亦称水力传导度。可由达西定律求得：q＝ＫI，式中q为单位渗流量，也称渗透速度（米/日）；K为渗透系数（米/日）；I 为水力坡度,无量纲。可见,当I＝1时，q＝K，表明渗透系数在数值上等于水力坡度为 1时，通过单位面积的渗流量。岩土的渗透系数愈大，透水性越强，反之越弱。
上海《基坑工程技术规范》
第1章总则 上海工程勘察设计有限公司 上海现代建筑设计（集团）有限公司 1.0.1为使上海地区的基坑工程设计与施工符合安全适用、技术先进、经济合理的原则，保证基坑及周边环境安全，制定本规范。 1.0.2本规范适用于上海地区的建筑、市政、港口、水利工程的陆上以及临水基坑的勘察、设计、施工、检测和监测。 1.0.3基坑工程应综合考虑地质条件、水文条件、开挖深度、主体结构类型、周边环境保护要求及施工条件，并结合工程经验，合理设计、精心施工、严格检测和监测。 1.0.4本规范根据《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068），采用以分项系数表达的极限状态设计方法制定。 1.0.5基坑工程除应符合本规范的规定外，尚应符合国家和本市现行有关标准、规范和规程的规定 第2章术语、符号 上海工程勘察设计有限公司 上海现代建筑设计（集团）有限公司 2.1 术语 页脚内容1
2.1.1基坑foundation pit 为进行工程基础的施工，在地面以下开挖的坑。 2.1.2基坑工程foundation pit project 为保证基坑及周边环境安全而采取的围护、支撑、降水、挖土等工程措施的总称。 2.1.3围护墙retaining wall 围在基坑周边、能承受作用于基坑侧壁上各种荷载的墙体。 2.1.4基坑支护结构structure of support and protect foundation pit 基坑工程中采用的围护墙及支撑（或锚杆）等结构的总称。 2.1.5基坑周边环境environment around foundation pit 基坑开挖影响范围内的既有建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线等的总称。 2.1.6水土合算calculate together with water pressure and soil pressure 将作用于围护墙体与土体界面处的水压力及土压力合并，计算支护结构上的作用效应。 2.1.7水土分算calculate separate with water pressure and soil pressure 将作用于围护墙体与土体界面处的水压力及土压力分开，分别计算支护结构上的作用效应。 2.1.8复合土钉支护composite soil nail of support and protect 由土钉与被加固的基坑侧壁土体以及混凝土护面等组成的结构。 2.1.9水泥土重力式墙self-vertical wall of cement-soil 页脚内容2
土层渗透系数K的经验值
一、土层渗透系数 土层渗透系数K的经验值 土质名称K(m/d)土质名称K(m/d) 高液限黏土<0.001 砂细1～5 黏土质砂0.001～0.05中5～20含砂低液限黏 土 0.05～0.10粗20～50含砂低液限粉 土 0.10～0.50砾类土50～150低液限黏土 （黄土） 0.25～0.50卵石100～500粉土质砂0.5～1.0漂石（无砂质充填）500～1000 按土质颗粒大小的渗透系数K经验值 土质名称K(m/d) 黏土质粉砂0.01～0.074mm颗粒多 数 0.5～1.0 均质粉砂0.01～0.074mm颗粒多 数 1.5～5.0 黏土质细砂0.074～0.25mm颗粒多 数 1.0～1.5 均质细砂0.074～0.25mm颗粒多 数 2.0～2.5 黏土质中砂0.25～0.5mm 颗粒多数 2.0～2.5均质中砂0.25～0.5mm颗粒多数35～50黏土质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数35～40
均质粗砂0.5～1.0mm颗粒多数60～75 砾石100～125二、计算渗水量 缺水文地质资料计算渗水量： Q=F1q1+ F 2q2式中：F1—基坑底面积，m2 q1—基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h F 2—基坑侧面积，m2 q2—基坑每平方米侧面积平均渗水量，m3/h q1基坑每平方米底面积平均渗水量，m3/h 序号土类土的特征及粒径渗水量m3/h 1细粒土质砂、 松软粉质土 基坑外侧有地表水，内侧为岸 边干地，土的天然含水量 <20%，土粒径<0.05mm 0.14～ 0.18 2有裂隙的碎石 岩层、较密实 的粘质土 多裂隙透水的岩层，有孔隙水 的粘质土层 0.15～ 0.25 3黏土质砂、黄 土层、紧密砾 土层 细砂粒径0.05～0.25mm，大孔 土质量800～950kg/m3, 砾石土 孔隙率在20%以下 0.16～ 0.32 4中粒砂、砾砂 层 砂粒径0.25～1.0mm，砾石含量 在30%以下，平均粒径10mm以 下 0.24～0.8 5粗粒砂、砾石 层 砂粒径1.0～2.5mm，砾石含量 在30～70%，平均最大粒径 150mm以下 0.8～3.0
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤.docx
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤 1.抽水试验资料整理 试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。 单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间 (单对数及双对数 )关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。 多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下 降漏斗平面图、剖面图。 群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应 提交抽水孔和观测孔平面位置图 (以水文地质图为底图 )、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图 (编制等水位线图系列 )、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的 S－t、S－lg t 曲线 [注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。 注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基
岩地区要消除固体潮的影响； 3）傍河抽水要消 除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。 多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。 2.稳定流抽水试验求参方法 求参方法可以采用 Dupuit 公式法和 Thiem 公式法。 (1)只有抽水孔观测资料时的 Dupuit 公式承 压完整井： 潜水完整井： 式中 K ——含水层渗透系数(m/d); Q——抽水井流量(m3/d); sw——抽水井中水位降深(m);
土力学与地基基础试题及答案(密题)解析
第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．在土中对土颗粒产生浮力作用的是 ( ) A．强结合水 B．弱结合水 C．毛细水 D．重力水 2．评价粘性土软硬状态的物理指标是 ( ) A．含水量 B．孔隙比 C．液性指数 D．内聚力 3．淤泥质土是指 ( ) A．w> w P，e≥1.5的粘性土 B．w> w L，e≥l.5的粘性土 C．w> w P，1.O≤e <1.5的粘性土 D．w> w L，1-O≤e<1.5的粘性土 4．基底附加压力式中d表示 ( ) A．室外基底埋深 B．室内基底埋深 C．天然地面下的基底埋深 D．室内外埋深平均值 5．为了方便比较，评价土的压缩性高低的指标是 ( ) A．a1-2 B．a2-3 D．a2-4 C. a1-3
6．原状土试样的无侧限抗压强度与重塑土样的无侧限抗压强度之比称为土的 ( ) A．液化指标 B．强度提高系数 C．固结系数 D．灵敏度 7．作用在挡土墙上的土压力，当在墙高、填土物理力学指标相同条件下，对于三种土压力的大小关系，下列表述哪项是正确的？ ( ) A. E a >>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学 第六章水文地质参数的计算 水文地质参数是表征岩土水文地质性能大小的数量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主要包括含水层的渗透系数和导水系数、承压含水层贮水系数、潜水含水层的给水度、弱透水层的越流系数及含水介质的水动力弥散系数。水文参数是表征与岩土性质、水文气象等因素有关的性能大小的相关指标，主要包括降水入渗系数、潜水蒸发系数、灌溉水回渗补给系数。 确定这些水文地质参数的方法可以概括为两类：一类是用水文地质试验法（如野外现场抽水试验、注水试验、渗水试验及室内渗压试验、达西试验、弥散试验等），这种方法可以在较短的时间内求出含水层参数而得到广泛应用；另一类是利用地下水动态观测资料来确定，是一种比较经济的水文地质参数测定方法，并且测定参数的范围比前者更为广泛，可以求出一些用抽水试验不能求得的一些参数。 §6.1给水度的确定方法 一、影响给水度的主要因素 给水度是表征潜水含水层给水能力和储蓄水量能力的一个指标，在数值上等于单位面积的潜水含水层柱体，当潜水位下降一个单位时，在重力作用下自由排出的水量体积和相应的潜水含水层体积的比值。 给水度不仅和包气带的岩性有关，而且随排水时间、潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。各种岩性给水度经验值见表6-1。 表6-1 各中岩性给水度经验值 岩性给水度岩性给水度 粘土0.02～0.035 细砂0.08～0.11 亚粘土0.03～0.045 中细砂0.085～0.12 亚砂土0.035～0.06 中砂0.09～0.13 黄土状亚粘土0.02～0.05 中粗砂0.10～0.15 黄土状亚砂土0.03～0.06 粗砂0.11～0.15 粉砂0.06～0.08 粘土胶结的砂岩0.02～0.03 粉细砂0.07～0.010 裂隙灰岩0.008～0.10 岩土性质对给水度的影响，主要有三个方面，即岩土的矿物成分，颗粒大小、级配及分选程度，空隙情况。不同的矿物成分对水分子的吸附力不同，吸附力与给水度成反比；岩土颗粒从两个方面影响给水度，一是吸附的水量不同，颗粒小的吸附水量多，相应的给水度就小，颗粒粗的吸附水量少，给水度则大；二是颗粒大小、级配及分选程度决定了空隙大小，级配愈不均匀，给水度就愈小，反之，级配均匀，给水度愈大。 透水率和渗透性之间的区别 很多人把透水率和渗透性等同看待，也没有太在乎试验方法之间的差别。 （1）透水率的概念 也叫单位吸水率，是压水试验过程过程中，每分钟（min）每米(m)试段在每米(m)压头下的注入水量(L)。单位国际标准采用吕荣Lu。 压水试验规范中说透水率“表达岩体透水性的指标”，个人感觉欠妥，把大家搞糊涂了。正确的说法是“反映岩体可灌性的指标”，尽管和岩石渗透系数K有相关关系，甚至很好的相关关系，是不同的概念和机理。希望将来哪位把它改过来。下面再仔细讨论“透水率”和“渗透性”的恩恩怨怨！ （2）透水率的工程意义 首先，要把压水试验和常规的抽水、注水试验区别一下，目前认为它是为灌浆目的而进行的水文地质试验，就足够。透水率是反映岩体可灌性的指标，其大小直接影响设计的方案。 比如基础防渗设计标准是3Lu，目前基础一下50米很多岩体透水率是5Lu，那么防渗设计一般要求做到（a）相对隔水层[封闭帷幕]或（b）足够深度[悬挂帷幕，要进行渗透计算确定]显然，如果是交钥匙工程，投标时资料不权，估计透水率比较小，结果中标后，补充勘察发现有大面积透水性很强的岩层。工程意义就是，你的帷幕防渗工作量包不住，赔钱！意义重大。 （3）透水率吕荣Lu和渗透系数K的关系 上面也提到了，数值上有很好的关系，工程中老总会用1Lu≈1.0E-7m/s来把透水率转化成渗透性。这也是把大家搞糊涂的原因。也不反对这个简化转换，确实有这个近似数值关系。哈哈 （4）两者的区别也是明显的： （a）两者不是线性关系 层流状态可以用以上简化关系，如果是非稳定流，就不适合了。规范说小于10Lu可以直接数值转换，也有公式。接触了Christin Kutzner德国岩土大坝专家的一本书，上面就有两者的曲线。绝对不是线性的。因此，大家要理解实践简化和真实解的区别。 （b）试验状态不一样 常规渗透试验，如抽水、常水头、降水头渗透试验，都是利用稳定地下水位随时间的变化来确定的岩石的渗透系数的，关键的一条，对岩石本身的扰动很小，降落漏斗的形成、发展和水位恢复时间很长，是一个很“温柔”的试验过程。 再看压水试验，都用很大的压力水头，在钻孔周围迅速形成水位压力差，虚拟反漏斗。并不需要原来地下水的参与，干孔照样可以试验。对岩石裂隙张开度、充填物的影响是肯定的，是一个“急暴”的试验过程。 因此，也有大师提出这个问题，在这本书里有介绍。《水利水电工程灌浆与地下水排水》 西北地区残积淤泥类土的工程地质特性 余侃柱 提要残积淤泥类土分布于我国西北地区，它具有成层性差，结构、构造不均一，厚度变化大，抗剪强度低，中压缩性，非湿陷性，高灵敏性，承载力低，在饱水状态下，还具有触变、流变性等特点。该文以临厦—临洮、定西—榆中盆地等为代表该类土的资料为基础，深入研究该类土的工程特性。 关键词残积淤泥类土工程特性评价处理措施 ENGINEERING GEOLOGICAL PROPERTIES OF THE RESIDUE MUCKY SOIL IN NORTHWEST REGIONS Yu Kanzhu (Institute of Water Conservancy and hydropower Investigation and Design, Gansu Province) Abstract The residue mucky soils are distributed in the northwest region of China. They possess the characteristics of bad stratification, nonuniformity of strcture and texture, large variance in thickness, low shear strength, medium compressibility, non-collapsibility, high sensitivity and low bearing capacity. Under saturated condition, they also possess characteristics of thixotropy and rheology. The paper takes the data from Linxia-Lintao and Dingxi-Yuzhong basins as representatives of these soils. On this basis, it deeply studies the engineering properties of these soils. Keywords residual mucky soil; assessment of engineering characteristics; treatment measures 1 前言 我国西北地区一些地槽、盆地中普遍分布着残积淤泥类土，它有别于我国沿海一带分布的典型淤泥质土，它是一种区域性特殊类型土。该类土天然含水量高，孔隙比大，透水性低，中压缩性，高灵敏性，强度低，固结缓慢，还具有一定触变、流变特性。近年来，随着水利、交通、工业民用建筑和其它行业进一步开发建设，该类土往往构成各类工程建筑物的地基和边坡，因其特性危害到地基和边坡的稳定性，因而决定着合理的工程设计和地基处理措施。本文以甘肃省临夏—临洮、定西—榆中、内官—香泉等盆地的该类土为代表，深入研究该类土的工程特性，对工程建设有着重要的意义。 2 残积淤泥类土的分布规律与成因 近年来，在临夏—临洮、定西—榆中、内官—香泉等盆地的水利工程如南阳渠灌溉工程、引洮灌溉工程等的勘测设计中发现该类土，并且在甘肃省东部、南部和我国西北地区其它地方也有此类土的分布。该类土分布一般与周围环境有直接关系，与古地貌形态、水文气象条件、水文地质条件、地层岩性等密切相关。主要表现在以下几方面： 0803303班土力学作业（3～7章） 第三章 思考题 土的自重应力分布有何特点地下水位的升降对自重应力有何影响，如何计算（肖煜 07） 答：在均质土层的自重应力是三角分部，σ cz =r·z，在成土层中的自重应力是 折线分部的，σ cz =r 1 h 1 +r 2 h 2 +……+r i h i， 地下水位升降对自重应力的影响：地下水 位以下的土层因为受到地下水浮力的影响，其自重应力相应减少，所以地下水位以下的部分应扣除10KN/M3的浮力。 在刚性基础的基地压力分部有何特征工程中如何计算中心荷载及偏心荷载的基底的受压 （孙涛 08） 答：在中心荷载下，基底压力呈马鞍分布，中间小边缘达，当基础上的荷载较大时基础边缘由于压力很大，使土产生塑性变形，边缘压力不再增加，而使中央部分继续增加，基底压力重新分布呈抛物线形，荷载继续增加，中部突出部分呈钟状。中心荷载，p=,F是基础顶面的竖向力值，G是基础及回填土重，A 是基础面积。偏心荷载P=,e是偏心距。 试以矩形面积上的均布荷载和条形荷载为例，说明地基中附加应力的服不规律 （张凯 07） 答：均布矩形：1，附加应力σ z 自基底算起，随深度成曲线衰减。 2，σ z 具有一定的扩散性。 3，基底下任意深度水平面上的σ z ，轴线上最大，离中轴线越远越小。 条形基 1，其作用影响深度要比矩形基础大得多。 2，基础下地基的侧向变形主要发生于浅层，基础边缘下的土容易发生剪切破坏。 试简述太沙基德有效应力原理。 （李斌 05） 答：土颗粒间的接触应力再截面积上的平均应力，称为有效应力，用σ表示，有效应力作用，会引起土颗粒的移动，使空隙体积改变，土体发生压缩变 形，通过模型可建立平衡条件：σ A =σ S A S +μ S A u +μ a Aa .。 饱和土中μ a， A a 为零， A s /A一般可以省略，这有σ‘=σ-μ，此式极为太沙基有效应力。 习题 （郭静波）（刘永良）（备注：上次已交） 某条形基础如图所示，作用在基础上的荷载为250kn/m，基础深度范围内土的重度r=m3，试计算0—3,4—7及5—5剖面的各点竖向附加应力，并绘制曲线。（余晓航 03） （制作单位：吉林大学环境与资源学院——水文学及水资源系）第六章水文地质参数的计算 水文地质参数是表征岩土水文地质性能大小的数量指标，是地下水资源评价的重要基础资料，主要包括含水层的渗透系数和导水系数、承压含水层贮水系数、潜水含水层的给水度、弱透水层的越流系数及含水介质的水动力弥散系数。水文参数是表征与岩土性质、水文气象等因素有关的性能大小的相关指标，主要包括降水入渗系数、潜水蒸发系数、灌溉水回渗补给系数。 确定这些水文地质参数的方法可以概括为两类：一类是用水文地质试验法（如野外现场抽水试验、注水试验、渗水试验及室内渗压试验、达西试验、弥散试验等），这种方法可以在较短的时间内求出含水层参数而得到广泛应用；另一类是利用地下水动态观测资料来确定，是一种比较经济的水文地质参数测定方法，并且测定参数的范围比前者更为广泛，可以求出一些用抽水试验不能求得的一些参数。 §6.1给水度的确定方法 一、影响给水度的主要因素 给水度是表征潜水含水层给水能力和储蓄水量能力的一个指标，在数值上等于单位面积的潜水含水层柱体，当潜水位下降一个单位时，在重力作用下自由排出的水量体积和相应的潜水含水层体积的比值。 给水度不仅和包气带的岩性有关，而且随排水时间、潜水埋深、水位变化幅度及水质的变化而变化。各种岩性给水度经验值见表6-1。 表6-1 各中岩性给水度经验值 岩土性质对给水度的影响，主要有三个方面，即岩土的矿物成分，颗粒大小、级配及分选程度，空隙情况。不同的矿物成分对水分子的吸附力不同，吸附力与给水度成反比；岩土颗粒从两个方面影响给水度，一是吸附的水量不同，颗粒小的吸附水量多，相应的给水度就小，颗粒粗的吸附水量少，给水度则大；二是颗粒大小、级配及分选程度决定了空隙大小，级配愈不均匀，给水度就愈小，反之，级配均匀，给水度愈大。 不同水质的水，其粘滞性及与岩土颗粒的相互作用力的大小是不相同的。粘滞性大的给水性弱；粘滞性小的给水性强。同时水中所含化学成分的种类及含量的多少，与水温的高低关系密切。水温愈高，水中溶解的物质愈多，含量愈大；反之亦然。另外，水温常常受气温的影响，因此水温与气温也往往影响给水度的大小。 潜水变幅带给水度受毛管水上升高度的影响很明显。潜水位在毛细管水上升高度范围内，土层重力疏干排水过程完成后，土中除保持结合水、孔角毛管水、悬挂毛管水外，而且还有毛管上升水，即土层在重力水疏干过程结束后，实际持水量大于其最大的田间持水量。地下水埋深愈浅，保持在其中的毛管上升水量就多，则给水度愈小；地下水埋深愈大，在变幅带内的毛管上升水就保持得愈小，则给水度相应增大。当地下水埋深等于或大于毛管水最大上升高度后，毛管上升水才不影响给水度的大小，其值才趋于稳定。 二、给水度的确定方法 潜水含水层的给水度可利用单孔非稳定流抽水试验观测孔的水位下降资料计算确定，或采用野外试验和室内试验的方法确定，但必须保持含水层的天然结构。 （一）非稳定流抽水试验法 抽水试验确定渗透系数的方法及步骤 1.抽水试验资料整理 试验期间，对原始资料和表格应及时进行整理。试验结束后，应进行资料分析、整理，提交抽水试验报告。 单孔抽水试验应提交抽水试验综合成果表，其内容包括：水位和流量过程曲线、水位和流量关系曲线、水位和时间(单对数及双对数)关系曲线、恢复水位与时间关系曲线、抽水成果、水质化验成果、水文地质计算成果、施工技术柱状图、钻孔平面位置图等。并利用单孔抽水试验资料编绘导水系数分区图。 多孔抽水试验尚应提交抽水试验地下水水位下降漏斗平面图、剖面图。 群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验还应提交抽水孔和观测孔平面位置图(以水文地质图为底图)、勘察区初始水位等水位线图、水位下降漏斗发展趋势图(编制等水位线图系列)、水位下降漏斗剖面图、水位恢复后的等水位线图、观测孔的S－t、S－lg t曲线[注]、各抽水孔单孔流量和孔组总流量过程曲线等。 注意：（1）要消除区域水位下降值；（2）在基岩地区要消除固体潮的影响；3）傍河抽水要消除河水位变化对抽水孔水位变化的影响。 多孔抽水试验、群孔干扰抽水试验和试验性开采抽水试验均应编写试验小结，其内容包括：试验目的、要求、方法、获得的主要成果及其质量评述和结论。 2. 稳定流抽水试验求参方法 求参方法可以采用Dupuit 公式法和Thiem公式法。 (1) 只有抽水孔观测资料时的Dupuit 公式 承压完整井： 潜水完整井： 式中K——含水层渗透系数(m/d); Q——抽水井流量(m3/d); sw——抽水井中水位降深(m); M——承压含水层厚度(m); R——影响半径(m); H——潜水含水层厚度(m); h——潜水含水层抽水后的厚度(m); rw——抽水井半径(m)。 (2) 当有抽水井和观测孔的观测资料时的Dupuit 或Thiem公式 土力学与地基基础课程作业 第一章土的物理性质 作业题： 一、填空题 1、土的稠度状态依次可分为固态、半固态、可塑态、以及流动态其界限含水量依次是缩限、塑限、液限。 2、天然含水量大于液限 ,天然孔隙比大于或等于 1.5 的粘性上称为淤泥。 3、土的结构分为以下三种: 单粒结构、蜂窝状结构、絮状结构。 4、土中的水主要有固态水、气态水和液态水三种。 5的土称为级配良好的土，其中的评价指标叫不均匀系数。 6、粘性土的塑性指数表达式为IP＝WL-Wp 。 7、粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%的土，称为碎石土。 二、选择题 8、土的不均匀系数Cu越大,表示土的级配 ( B ) A．土粒大小均匀,级配良好 B．土粒大小不均匀,级配良好 C．土粒大小均匀,级配不好 D．土粒大小不均匀,级配不好 9、有一完全饱和土样切满环刀内,称得总重量为72.49克,经105℃烘至恒重为61.28 克,已知环刀质量为32.54克,土的相对密度为2.74。其天然孔隙 比为 ( A ) A．1.069 B．1.000 C．1.058 D．1.088 10、土的结构性强弱可用 ( B ) A．保护度 B．灵敏度 C．粘聚力 D．相对密实度 11、空隙比的定义表达式是（A ） A． e=Vv/Vs B． e=Vv/V； C． e=Vw/Vv； D． e=Vs/Vv 12、若土的粒径级配曲线很陡，则表示（ C ）。 A. 粒径大小较均匀 B. 不均匀系数较大 C. 级配良好 D. 填土易于夯实 三、名词解释 13、塑性指数:塑性是表征细粒土物理性能一个重要特征，一般用塑性指数来表示； 液限与塑限的差值称为塑性指数IP，即IP=WL-WP 14、砂土液化:是指饱水的疏松粉、细砂土在振动作用下突然破坏而呈现液态的现象， 由于孔隙水压力上升，有效应力减小所导致的砂土从固态到液态的变化现象。 15、压缩模量:指土在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比，也就 是指土体在侧向完全不能变形的情况下受到的竖向压应力与竖向总应变的比值 16、饱和度 S:表明土中孔隙被水充满的程度. r 四、简答题 17、管涌发生的条件是什么？防治措施有哪些？ 答：（1）必要条件：土中粗颗粒所构成的孔隙直径必须大于细颗粒的直径。通常发生在Cｕ>10的土中。（2）水力条件：动水力能带动细颗粒在孔隙间滚动或移动。 18、什么是土的冻胀性？产生机理是什么？ 答：在寒冷地区，铺筑高级路面的道路或砂石路面及其附属构造物、隧道、挡土墙、人行道和坡面等，由于土或岩石中产生的冻胀作用，常常使这些构造遭受较大的 破坏。土所产生的冻胀引起道路的冻害造成道路破损，因而影响车辆的通行，降 低道路的使用寿命，称之为冻胀土现象。 产生的机理：所谓的道路冻胀，主要是冬季在路基土中沿着温度的降低方向生成 了冰晶体形状的霜柱，使路面产生隆起的一种现象。隧道侧墙的破坏主要由于土 中霜柱的作用使土体沿冷却方向的横向产生冻胀，从而使隧道的侧壁，向冷空气 侵入的隧道中心轴方向推移，因而沿着侧墙部分的水平方向产生了作用力。坡面 上的冻胀作用是沿着垂直方向发生的。冻胀作用使道路产生的破坏状态在中央部 分冻胀量最大，因而沿路面中心线的纵断方向上产生纵向裂缝。这种冻胀破坏与 冬季期间道路除雪情况以及路面施工接缝情况有密切关系。施工时在路面中心如 常用部分岩土参数经验值1岩土的渗透性 （1）渗透系数 《水利水电工程水文地质勘察规范》SL373-2007 62~63页 《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99 附录J 66页 （2）单位吸水量 各种构造岩的单位吸水量（ω值） 弱透水；糜棱岩和断层泥不透水或微透水。 摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版113页 摘自高等学校教材天津大学《水利工程地质》第三版118页 注：透水率1Lu（吕荣）相当于单位吸水量0.01。 （3）简易钻孔抽注水公式 1）简易钻孔抽水公式 根据水位恢复速度计算渗透系数公式 1.57γ(h2-h1) K= ——————— t (S1+S2) 式中： γ---- 井的半径；h1---- 抽水停止后t1时刻的水头值；h2---- 抽水停止后t2时刻的水头值；S1、S2---- t1或t2时刻从承压水的静止水位至恢复水位的距离； H---- 未抽水时承压水的水头值或潜水含水层厚度。 《工程地质手册》第三版927页 2）简易钻孔注水公式 当l/γ＜4时 0.366Q 2l K= ———— lg ——— Ls γ 式中：K—渗透系数（m/d）；l---试验段或过滤器长度（m）；Q---稳定注水量（m3/d）；s---孔中水头高度（m）；γ---钻孔或过滤器半径（m）。 《工程地质手册》第三版936页 （4）水力坡降 允许水力坡降等于临界水力坡降被安全系数除，一般安全系数值取2.0~3.0， 即Ⅰ 允= Ⅰ 临 /2.0~3.0。 摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年139页 土层与混凝土建筑物接触面间发生接触冲刷时的破坏比降除以1.5安全系数得出在无渗流出口保护情况下地基允许渗流比降见上表。 摘自《堤防工程地质勘察与评价》水规总院李广诚司富安杜忠信等。42页 （5）土毛细水上升值 摘自长春地质学院《中小型水利水电工程地质》1978年79页 k 摘自《工程地质手册》（第三版）937页 2土分类及状态、密实度 （1）分类 潜水——微承压含水层给水参数确定方法的研究 陈庆秋 （华南理工大学南方水政策研究中心） 摘要：基于考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流的解析解, 讨论了布尔顿给水强度公式中给水度的物理内涵，指出布尔顿给水强度公式中的给水度是“动态稳定给水度”；探讨了布尔顿潜水井流模型中延迟指数的物理意义，得出了如下猜想性的定义：布尔顿延迟指数1/α表征潜水含水层在完整单井定流量抽水时，重力疏干迟后性的一个水文地质参数；对于确定的含水层，该参数是抽水流量和抽水时间函数，当抽水流量一定时，在抽水过程中的某一时刻t 的1/α 值等于潜水面从埋深为h(t ’)外下降一个单位深度后，在埋深为h(t ’)－1［h(t)坐标向下为正］的单位面积上获得给水度μ大小的水量所需。该文在探讨了布尔顿给水强度公式中的给水度及延迟指数的物理意义后，还提出了一种考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流参数的确定方法。考虑到所提出的潜水——微承压含水层完整单井非稳定流参数的确定方法借鉴布尔顿的第二潜水井模型的参数确定方法，该文还讨论了布尔顿潜水井流模型适应性。 关键词：潜水——微承压含水层；含水层参数；方法 1 考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层 完整单井非稳定流参数确定方法的理论基础 1.1考虑潜水层重力释水滞后作用条件下潜水——微承压含水层完整单井非稳定流的数学描述 潜水层： ?? ? ? ???==??+??=-===--?0201010)(1 11*11210z z t t t s s s d e s t s b s s K τταμμτα 吕荣值（q ）表示使用灌浆材料作为试验流体时地层的渗透系数。吕荣(Lugeon)，1吕荣为1MPa 作用下1米试段内每分钟注入1L 水量。（在100m 的水柱压力下，每米长度标准钻孔内，历时10min ，平均每分钟压入岩石裂隙中的水量。）定义公式，q=Q/PL ，其中，Q 为压入流量，单位L/min ；P 为作用于试段内的全部压力，单位MPa ；L 为试段长度，单位m 。 渗透系数又称水力传导系数（hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ=k ρg/η，式中k 为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g 为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数〉10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为1～0.01米/昼夜；不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜.据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。 地下水流速的确定：在地下水等水位图上的地下水流向上，求出相邻两等水位线间的水力梯度，然后利用公式计算地下水的流速V=kI 。式中：V---地下水的渗流速度（m/d ） K---渗透系数（m/d ） I----水力梯度 表示岩土透水性能的数量指标。亦称水力传导度。可由达西定律求得：q ＝ＫI ，式中q 为单位渗流量，也称渗透速度（米/日）；K 为渗透系数（米/日）；I 为水力坡度,无量纲。可见,当I ＝1时，q ＝K ，表明渗透系数在数值上等于水力坡度为 1时，通过单位面积的渗流量。岩土的渗透系数愈大，透水性越强，反之越弱。 透水率q 和渗透系数K 之间不是简单的对应关系，各种条件下通过q 计算K 的公式也很多。SL 31-2003《水利水电工程钻孔压水试验规程》推荐：当试段位于地下水位以下，透水率在10 Lu 以下，P—Q 曲线为A 型（层流型）时，可用下式求算渗透系数 r HL Q k 1ln 2π= 式中：K —地层渗透系数，m/d; Q —压水流量，m 3/d ；H—试验压力，以水头表示，m; L —试验段长度，m ; r —钻孔半径，m 。 按照上式，如假定压水试验的压力为1 MPa （即100 m 水头），每米试段的压人流量为 1 L/min （即1.44 m 3/d )，试段长度为5m 。即在透水率为1 Lu 的条件下，以孔径为56～150 mm 毛昶熙主编《堤防工程手册》所给经验值： 土质类别K(cm/s) 土质类别K(cm/s) 粗砾1~0.5 黄土（砂质）1e-3~1e-4 砂质砾0.1~0.01 黄土（泥质）1e-5~1e-6 粗砂5e-2~1e-2 黏壤土1e-4~1e-6 细砂5e-3~1e-3 淤泥土1e-6~1e-7 黏质砂2e-3~1e-4 黏土1e-6~1e-8 沙壤土1e-3~1e-4 均匀肥黏土1e-8~1e-10 表2 岩石和岩体的渗透系数 岩块K（实验室测定，cm/s）岩体K（现场测定，cm/s）砂岩（白垩复理层）1e-8~1e-10 脉状混合岩 3.3e-3 粉岩（白垩复理层）1e-8~1e-9 绿泥石化脉状页岩0.7e-2 花岗岩2e-10~5e-11 片麻岩 1.2e-3~1.9e-3 板岩 1.6e-10~7e-11 伟晶花岗岩0.6e-3 角砾岩 4.6e-10 褐煤层 1.7e-2~2.39e-2 方解岩9.3e-8~7e-10 砂岩1e-2 灰岩 1.2e-7~7e-10 泥岩1e-4 白云岩 1.2e-8~4.6e-9 鳞状片岩1e-2~1e-4 砂岩 1.2e-5~1.6e-7 1个吕荣单位裂隙宽 度0.1mm间距1m和 不透水岩块的岩体 0.8e-4 砂泥岩2e-6~6e-7 细粒砂岩2e-7 蚀变花岗岩0.6e-5~1.5e-5 岩土类别渗透系数K（cm/s）孔隙率n 给水度资料来源砾240 0.371 0.354 瑞士工学研究所粗砾160 0.431 0.338 砂砾0.76 0.327 0.251 砂砾0.17 0.265 0.182 砂砾7.2e-2 0.335 0.161 中粗砂 4.8e-2 0.394 0.18 含黏土的砂 1.1e-4 0.397 0.0052 含黏土1%的砂砾 2.3e-5 0.394 0.0036 含黏土16%的砂砾 2.5e-6 0.342 0.0021 重粉质壤土d50=0.02mm 2e-4 0.442 0.007 南京水利科学研 究院 中细砂d50=0.2mm 1.7e-3~6.1e-4 0.438~0.392 0.074~0.039 粗砾d50=5mm 613 0.392 0.36 砂砾石料 2.4e-3 0.302 0.078 第一章 用单位出水量计算渗透系数的可行性研究概况 在铁路建设中，为了提高预测生产井出水量的精度，同时不使用观测孔，又节省勘探费用和缩短勘探周期。本文在搜集国内外关于单孔抽水试验计算渗透系数的理论公式和经验公式，重点分析裘布依公式的基本假定和适用范围，找出影响传统计算方法精度的主要因素，结合铁路一般供水站用水量较小的特点，寻求单孔抽水试验计算水文地质参数简单可行的新方法。 该方法主要根据勘探孔的抽水试验资料，建立Q —S 抛物线方程，用数值方法求算S=1m 时的单位出水量q 值，然后求算渗透系数K 值，再代入裘布依公式中求算引用补给半径R 值。在计算过程当中，使用了数理统计方法。此外，还使用了基姆公式，以便解决只做一次水位降深时求算S=1m 时的近似单位出水量q 值。从而用小口径（≤146mm ）勘探试验孔的水文地质参数K ，R 值，预测大口径（>146mm ）生产井（大口井、管井、结合井、干扰井、渗渠即水平集水管）等的出水量。 第二章 渗透系数和影响半径传统计算公式与存在问题 第一节 裘布依公式的假设条件和使用范围 自1863年法国水力学家裘布依提出潜水井和承压水井公式以来历经百余年， 至今仍然被广泛使用着。实践证明，该公式诞生以来，在指导人类开发地下水资源方面起到了举足轻重的作用，促进了社会进步并获得了经济效益。但是长期以来在使该公式时，由于种种原因，常常忽视了该公式的适用范围和条件，因而造成系列误差，影响了渗透系数和引用补给半径的计算成果。 一?裘布依公式 1，承压水完整孔 r R MS Q K ln 2π= (2-1) 2，潜水完整孔 r R h H Q K ln )2 2-= （π （2-2） 式中 K —含水层渗透系数（m/d ）； Q —钻孔出水量 (m 3/d); S —水位降深（m ）; M —承压含水层厚度（m ）; H —天然情况下潜水含水层厚度 （m ）; h —潜水含水层在抽水试验时的孔内剩余厚度（m ）; R —含水层半径，即应用补给半径（m ）; r —过滤管半径（m ）。 可编辑 第四章抽水试验 抽水试验是确定含水层参数，了解水文地质条件的主要方法。采用主孔抽水、带有多个观测 孔的群孔抽水试验，包括非稳定流和稳定流抽水实验，要求观测抽水期间和水位恢复期间的水位、流量、水温、气温等内容。要求了解试验基地及其所在地区的水文气象、地质地貌及水文地质条件，了解并掌握抽水试验的目的意义、工作程序、现场记录的主要内容、数据采集与处理方法， 掌握相关资料的整理、编录方法和要求，了解对抽水试验工作质量进行评价的一般原则，能够利 用学过的理论及方法进行水文地质参数计算，并对参数的合理性和精确性进行分析和检验。 §4.1 基本要求 掌握抽水试验的目的、分类、方法及抽水试验准备工作。 4.1.1 抽水试验的目的 (1) 确定含水层及越流层的水文地质参数：渗透系数 K、导水系数 T、给水度、弹性释水系数?、导压系数 a、弱透水层渗透系数 K'、越流系数 b、越流因素 B、影响半径 R等。 (2) 通过测定井孔涌水量及其与水位下降（降深）之间的关系，分析确定含水层的富水程度、评价井孔的出水能力。 (3) 为取水工程设计提供所需的水文地质数据，如影响半径、单井出水量、单位出水量、井间干扰出水量、干扰系数等，依据降深和流量选择适宜的水泵型号。 (4) 确定水位下降漏斗的形状、大小及其随时间的增长速度；直接评价水源地的可开采量。 (5) 查明某些手段难以查明的水文地质条件，如确定各含水层间以及与地表水之间的水力联系、边界的性质及简单边界的位置、地下水补给通道、强径流带位置等。 4.1.2 抽水试验分类 抽水试验主要分为单孔抽水、多孔抽水、群孔干扰抽水和试验性开采抽水。 （1）单孔抽水试验：仅在一个试验孔中抽水，用以确定涌水量与水位降深的关系，概略取 得含水层渗透系数。 （2）多孔抽水试验：在一个主孔内抽水，在其周围设置若干个观测孔观测地下水位。通过 多孔抽水试验可以求得较为确切的水文地质参数和含水层不同方向的渗透性能及边界条件等。 （3）群孔干扰抽水试验：在影响半径范围内，两个或两个以上钻孔中同时进行的抽水试验；通过干扰抽水试验确定水位下降与总涌水量的关系，从而预测一定降深下的开采量或一定开采定 额下的水位降深值，同时为确定合理的布井方案提供依据。 （4）试验性开采抽水试验：是模拟未来开采方案而进行的抽水试验。一般在地下水天然补 给量不很充沛或补给量不易查清，或者勘察工作量有限而又缺乏地下水长期观测资料的水源地， 为充分暴露水文地质问题，宜进行试验性开采抽水试验，并用钻孔实际出水量作为评价地下水可 开采量的依据。 渗透系数 渗透系数又称水力传导系数（hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，表达式为：κ=kρg/η，式中k为孔隙介质的渗透率，它只与固体骨架的性质有关，κ为渗透系数；η为动力粘滞性系数；ρ为流体密度；g为重力加速度。在各向异性介质中，渗透系数以张量形式表示。渗透系数愈大，岩石透水性愈强。强透水的粗砂砾石层渗透系数>10米/昼夜；弱透水的亚砂土渗透系数为1～0.01米/昼夜；不透水的粘土渗透系数<0.001米/昼夜。据此可见土壤渗透系数决定于土壤质地。 1.测定影响 渗透系数k 是一个代表土的渗透性强弱的定量指标，也是渗流计算时必须用到的一个基本参数。不同种类的土，k 值差别很大。因此，准确的测定土的渗透系数是一项十分重要的工作。 2计算方法 渗透系数K是综合反映土体渗透能力的一个指标，其数值的正确确定对渗透计算有着非常重要的意义。影响渗透系数大小的因素很多，主要取决于土体颗粒的形状、大小、不均匀系数和水的粘滞性等，要建立计算渗透系数k的精确理论公式比较困难，通常可通过试验方 法，包括实验室测定法和现场测定法或经验估算法来确定k值。 3测定方法 渗透系数的测定方法主要分“实验室测定”和“野外现场测定“两大类。 常水头法测渗透系数k 1.实验室测定法 目前在实验室中测定渗透系数k 的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为”常水头法“和"变水头法"两种。 常水头试验法就是在整个试验过程中保持水头为一常数，从而水头差也为常数。如图： 试验时，在透明塑料筒中装填截面为A，长度为L的饱和试样，打开水阀，使水自上而下流经试样，并自出水口处排出。待水头差△h给水度的确定方法
透水率和渗透性之间的区别----谢克
淤泥质土 性质
0803303班土力学作业(3-7章)
给水度的确定方法 - Collaborative Online Reference Services
抽水试验确定渗透系数的方法及步骤
土力学与地基基础作业 参考
部分常用岩土经验值
潜水——微承压含水层给水参数确定方法的研究
吕荣值和渗透系数
渗透系数经验值
用单位出水量计算渗透系数
抽水试验规范方法及计算公式
渗透系数