1.试解释起始水力梯度产生的原因。

    起始水力梯度产生的原因是，为了克服薄膜水的抗剪强度（或者说为了克服吸着水的黏滞阻力），使之发生流动所必须具有的临界水力梯度。即只要有水力坡度，薄膜水就会发生运动，只是当实际的水力坡度小于起始水力梯度时，薄膜水的渗透度非常小。只有凭借精密仪器才能观测到。因此，起始水力梯度是指薄膜水发生明显渗流时用以克服其抗剪强度的水力梯度。

2.为什么室内渗透试验与现场测试得出的渗透系数有较大差别？

    室内试验和现场试验渗透系数有较大差别，主要在于试验装置和试验条件等有关，即就是和渗透系数的影响因素有关。

    （1）土的粒度成分及矿物成分。土的颗粒大小、形状及级配，影响土中孔隙大小及其形状，因而影响土的渗透性。土颗粒越粗，越浑圆、越均匀时，渗透性就大。砂土中含有较多粉土及粘土颗粒时，其渗透系数就大大降低。

    （2）结合水膜厚度。粘性土中若土粒的结合水膜厚度较厚时，会阻塞土的孔隙，降低土的渗透性。

    （3）土的结构构造。天然土层通常不是各向同性的，在渗透性方面往往也是如此。如黄土具有竖直方向的大孔隙，所以竖直方向的渗透系数要比水平方向大得多。层状粘土常夹有薄的粉砂层，它在水平方向的渗透系数要比竖直方向大得多。

    （4）水的黏滞度。水在土中的渗流速度与水的容重及黏滞度有关，从而也影响到土的渗透性。

3.现场测试土渗透系数的原理是什么？方法有哪些？

    现场测试土渗透系数的原理是在现场钻井孔或挖试坑，在往地基中注水或抽水时，量测地基中的水头高度和渗流量，再根据相应的理论公式求出渗透系数值。

    现场测试土渗透系数常采用试坑渗水试验。

4.拉普拉斯方程适用于什么条件的渗流场？

    当渗流场中水头及流速等渗流要素不随时间改变时，这种渗流称为稳定渗流，而拉普拉斯方程是指适用于平面稳定渗流的基本方程。

5.地下水渗流时为什么会产生水头损失？

    水在土体中流动时，由于受到土颗粒的阻力，而引起水头损失。并称单位体积土颗粒所受到的渗流作用力称为渗流力。

6.为什么流线与等势线总是正交的？

    在稳定渗流场中，取一微单元体，并假定水体不可压缩，则根据水流连续原理，单位时间内流入和流出微元体的水量应相等，即。从而得到：即为二维渗流连续方程，从中由数学知识，可知流线和等势线正交。

7.城市基坑垮塌与渗透破坏有关吗？

    城市基坑垮塌与渗透破坏有很大的关系。在土力学中，渗透破坏是一种常见的基坑垮塌原因。

    基坑开挖过程中，如果周围的土体存在渗水现象，那么土体的强度会因为水的渗透而降低。这是因为水分子会渗入土体的微观结构中，改变土体的物理性质，使得土体的内聚力和摩擦角降低，从而导致土体的稳定性下降。

    当渗水现象严重时，土体可能会发生饱和，形成渗透破坏。这时，土体的强度会大幅度降低，甚至可能接近于零。在这种情况下，基坑的边坡就极易发生滑动或塌陷，导致基坑垮塌。

    基坑开挖过程中，必须对周围的土体进行严密的观察和检测，一旦发现有渗水现象，就要立即采取措施进行处理，防止渗透破坏的发生。同时，基坑的设计和施工也需要考虑到土体的渗透特性，采取适当的防渗措施，以确保基坑的稳定性。

8.流砂与管涌现象有什么区别和联系？

    在向上的渗流力作用下，粒间有效应力为零时，颗粒群发生悬浮、移动的现象称为流砂现象。这种现象多发生在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中，一般具有突发性、对工程危害大。在水流渗透作用下，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，渗流速度不断增加，较粗的颗粒也相继被水逐渐带走，最终导致土体内形成贯通的渗流管道，造成土体塌陷，这种现象称为管涌。它多发生在砂性土中，且颗粒大小差别大，往往缺少某种粒径，其破坏有个时间发展过程，是一种渐进性质破坏。

    具体地再说，管涌和流砂的区别是：

    （1）流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度，而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下；

    （2）流砂发生的部位在渗流逸出处，而管涌发生的部位可在渗流逸出处，也可在土体内部；

    （3）流砂发生在水流方向向上，而管涌没有限制。

9.渗流力还会引起哪些破坏？

    渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类：

    （1）由于渗流力的作用，使土体颗粒流失或局部土体产生移动，导致土体变形甚至失稳；

    （2）由于渗流作用，使水压力或浮力发生变化，导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌，后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。

10.某渗透试验装置如图3-24所示。砂Ⅰ的渗透系数；砂Ⅱ的渗透系数，砂样断面积。

(1)若在砂Ⅰ与砂Ⅱ分界面处安装一测压管，则测压管中水面将升至右端水面以上多高？

(2)砂Ⅰ与砂Ⅱ界面处的单位渗水量                                               多大？

    （1）已知整理得，则。所以，测压管中水面将升至右端水面以上：。

    （2）。

11.常水头渗透试验中，已知渗透仪直径，在渗流途径上的水头损失，在60s时间内的渗水量，求土的渗透系数。

12.设做变水头渗透试验的黏土试样的截面积为，厚度为，渗透仪细玻璃管的内径为，试验开始时的水位差为，经时段7分25秒观察得水位差为，试验时的水温为，试求试样的渗透系数。

13.图3-25为一板桩打入透水土层后形成的流网。已知透水土层深18.0m，渗透系数，板桩打入土层表面以下9.0m，板桩前后水深如图中所示。试求：

（1）图中所示a、b、c、d、e各点的孔隙水压力；

（2）地基的单位渗水量。

    （1）；；；

    （2）

14.土坝如图3-26所示，已知，，，，土坝高，渗透系数，求单位渗水量。

    已知，，，则。由，得，则。则