2015年岩土工程师考试《材料力学》考点辅导(10)
压水试验
在坚硬和半坚硬岩土层中，当地下水距地表很深时，常用压水试验测定岩层的透水性，多用于水库、水坝工程。
1).压水试验的方法和类型
(1)按试验段划分可分为分段压水试验、综合压水试验和全孔压水试验。
(2)按压力点划分为一点压水试验、三点压水试验和多点压水试验。
(3)按试验压力划分为低压压水试验和高压压水试验。
(4)按加压的动力源划分为水柱压水法、自流式压水法和机械法压水试验。
2).压水试验的主要参数
(1)压入水量
压入水量是在某一个确定压力作用下，压入水量呈稳定状态的流量。当控制某一设计压力值呈稳定后，每隔lOmin测读压入水量，连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值5%时为本级压力的最终压入水量。若进行简易压水试验其稳定标准可放宽至最大值与最小值之差小于最终值10%。
(2)压力阶段和压力值
压水试验的总压力是指用于试验段的实际平均压力。其单位习惯上均以水柱高度m计算，其水柱高度系由地下水位算起。应按工程需要确定试验的最大压力值和压力施加的分级数及起始压力。
(3)试验段长度
试验段长度可根据地层的单层厚度、裂隙发育程度等因素确定，一般为5～10cm，若岩芯完好，可适当加长试验段，但不宜大于10m，可利用专门的活动栓塞分段隔离。
3) 压水试验成果应用及计算
(1)单位吸水量w
单位吸水量是指该试验每分钟的压入水量与段长和压力乘积之比，其计算式：
w=Q/(LP)
式中 w —单位吸水量(L/min·m2); Q —钻孔压水的稳定流量(L/min);
L—试验段长度(m)： P—该试验段压水时所加的总压力(N/cm2)。
(2)渗透系数k
当试验段底部距离隔水层的厚度大于试验段长度时，按下式计算。
k=0.527wlg(0.66L/r)
式中 k—渗透系数(m/d);L-试验段长度(m);r-钻孔半径(m);w-单位吸水量(L/min.m2)。
当试验段距离隔水层顶板之距离小于试验段长度时，按下式计算。
k=0.527wlg(1.32L/r)
岩土规范》7 地下水
7.1 地下水的勘察要求
7.1.1岩土工程勘察应根据工程要求，通过搜集资料和勘察工作，掌握下列水文地质条件：
1 地下水的类型和赋存状态; 2 主要含水层的分布规律;
3 区域性气候资料，如年降水量、蒸发量及其变化和对地下水位的影响;
4 地下水的补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及其对地下水位的影响;
5 勘察时的地下水位、历史最高地下水位、近3～5年最高地下水位、水位变化趋势和主要影响因素;
6 是否存在对地下水和地表水的污染源及其可能的污染程度。
7.1.2 对缺乏常年地下水位监测资料的地区，在高层建筑或重大工程的初步勘察时，宜设置长期观测孔，对有关层位的地下水进行长期观测。
7.1.3 对高层建筑或重大工程，当水文地质条件对地基评价、基础抗浮和工程降水有重大影响时，宜进行专门的水文地质勘察。
7.1.4 专门的水文地质勘察应符合下列要求：
1 查明含水层和隔水层的埋藏条件，地下水类型、流向、水位及其变化幅度，当场地有多层对工程有影响的地下水时，应分层量测地下水位，并查明互相之间的补给关系;
2 查明场地地质条件对地下水赋存和渗流状态的影响;必要时应设置观测孔，或在不同深度处埋设孔隙水压力计，量测压力水头随深度的变化;
3 通过现场试验，测定地层渗透系数等水文地质参数。
7.1.5 水试样的采取和试验应符合下列规定：
1 水试样应能代表天然条件下的水质情况;
2 水试样的采取和试验应符合本规范第12章的规定;
3 水试样应及时试验，清洁水放置时间不宜超过72小时，稍受污染的水不宜超过48小时，受污染的水不宜超过12小时。
7.3 地下水作用的评价
7.3.1 岩土工程勘察应评价地下水的作用和影响，并提出预防措施的建议。
7.3.2 地下水力学作用的评价包括：
1 对基础、地下结构物和挡土墙，应考虑在最不利组合情况下，地下水对结构物的上浮作用，原则上应按设计水位计算浮力;对节理不发育的岩石和粘土且有地方经验或实测数据时，可根据经验确定;
有渗流时，地下水的水头和作用宜通过渗流计算进行分析评价;
2 验算边坡稳定时，应考虑地下水及其动水压力对边鞋稳定的不利影响;
3 在地下水位下降的影响范围内，应考虑地面沉降及其对工程的影响;当地下水位回升时，应考虑可能引起的回弹和附加的浮托力;
4 当墙背填土为粉砂、粉土或粘性土，验算支挡结构物的稳定时，应根据不同排水条件评价静水压力、动水压力对支挡结构物的作用;
5 在有水头压差的粉细砂、粉土地层中，应评价产生潜蚀、流砂、涌土、管涌的可能性;
6 在地下水位下开挖基坑或地下工程时，应根据岩土的渗透性、地下水补给条件，分析评价降水或隔水措施的可行性及其对基坑稳定和邻近工程的影响。
7.3.3 地下水的物理、化学作用的评价应包括下列内容：
l 对地下水位以下的工程结构，应评价地下水对混凝土、金属材料的腐蚀牲，评价方法按本规范第12章执行;
2 对软质岩石、强风化岩石、残积土、湿陷性土、膨胀岩土和盐渍岩土，应评价地下水的聚集和散失所产生的软化、崩解、湿陷、胀缩和潜蚀等有害作用;
3 在冻土地区，应评价地下水对土的冻胀和融陷的影响。
7.3.4 对地下水采取降低水位措施时，应符合下列规定：
1 施工中地下水位应保持在基坑底面以下0.5—1.5m;
2 降水过程中应采取有效措施，防止土颗粒的流失;
3 防止深层承压水引起的突涌，必要时应采取措施降低基坑下的承压水头。
7.3.5 当需要进行工程降水时，应根据含水层渗透性和降深要求，选用适当的降低水位方法。当几种方法有互补性时，亦可组合使用。
例1-1地下水对基础工程有()
A水压力、腐蚀性 B腐蚀性、浮力 C水压力、浮力、腐蚀性、动水压力(C)
例1-2地下水的流向应依据()来判定
A两个钻孔的水位连线方向 B利用压水试验 C利用抽水试验
D采用几何法，用3个以上钻孔的地下水位形成的等水位线的垂线方向为流向 (D)
例1-3压水试验的单位吸水量的定义为()
A单位长度试验段每分钟所吸收的水量 B在单位水头压力下的总吸水量
C单位横截面积上的吸入水量 D在单位水头压力下，单位长度试验段门分钟所吸收的水量 (D)
例1-4抽水试验宜试验()降深，最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高
A 2次 B 3次 C 4次 D 5次 (B)
例1-5地下水分布着三层土，厚度均为1米，渗透系数分别为K1=1m/d，K2=2m/d，K3=10m/d。求土层的水平等效渗透系数Kx和垂直等效渗透系数Ky
A Kx=1.87m/d;Ky=4.33m/d B Kx=1.87m/d;Ky=1.87m/d
C Kx=4.33m/d;Ky=4.33m/d D Kx=4.33m/d;Ky=1.87m/d
提示：水平等效渗透系数Kx=∑Kihi/∑hi
垂直等效渗透系数Ky=∑hi/[(h1/K1)+(h2/K2)+(h3/K3)]
解 ：Kx=∑Kihi/∑hi
=(1*1+2*1+10*1)/(1+1+1)
=4.33m/d
Ky=∑hi/[(h1/K1)+(h2/K2)+(h3/K3)]
=3/[(1/1)+(1/2)+(1/10)]
=1.87m/d