渗流力学考试试题及参考答案VIP专享VIP免费

1/4硕士研究生课程渗流力学考试试题及答案一．简答题1．什么是多孔介质？多孔介质指的是这样的一个体积；可以把它分成很多微小的体积，在每个小体积中，都包含有固体和流体；其中固体部分称为“骨架”，而充满流体(液体及气体)的部分称为“孔隙”。所有连通的孔隙所占的体积称为“有效孔隙”。在有效孔隙中，流体可以从一点连续运动到任意另外一点。在一般情况下，常认为孔隙都是连通的。在自然界，多孔介质指的是松散土层，含裂隙或溶隙的坚硬岩石，而含有溶洞或地下暗河的岩溶介质不属于这个范围。多孔介质具有孔隙性、压缩性和贮水或释放出水的一些性质。2．比贮水系数比贮水系数Ss定义为水头下降一个单位时，从表征体元中释出的水所占的体积，即hUUSws0其中Uw表示[U0]中由于多孔介质骨架的变形和水的膨胀而释出的水的体积；h表示水头的下降值。3．Darcy定律1856年，法国的H．Darcy在装满砂的圆管中进行实验。得到如下关系式：lHHKAQ21式中Q是渗流量；H1和H2是通过砂样前后的水头；l是砂样沿水流方向的长度；A是试验圆筒的横截面积，包括砂粒和孔隙两部分面积在内；K是比例系数，称为渗透系数，也称水力传导系数。上式中lHH21的即水力梯度J，故可改写为KJAQV上述两个关系式称为Darcy定律。它表示渗流速度V与水力梯度成正比关系。4．建立双重介质渗流方程时的基本假设(1)岩层中孔隙和裂隙的分布彼此都是连续的，即所谓的“二重性”假定。双重介质的名称即由此而来。根据这一假定，在渗流区中每个点上都有两个水头，一个是孔隙水头H，另一个是裂隙水头Hf。(2)孔隙以贮水为主，裂隙以导水为主，水自孔隙经裂隙流向别处，这样总的渗透性就决定于裂隙的渗透性。水在裂隙中的流动服从Darcy定律。(3)孔隙和裂隙的初始水头相等，它们之间交换的水量与其水头差成正比，即Qpf＝C(H—Hf)2/4其中Qpf为单位体积的含水层在单位时间内从孔隙流入裂隙的水量，C是比例常数。(4)含水层的骨架是可以压缩的，但其固体颗粒不可压缩，视为刚性的。5．岩石水力学的定义岩体水力学是应用渗流力学和岩石力学的基本理论，以动态的地质结构体为基础，研究自然岩体和工程岩体与地下水相互力学作用规律的科学。这个定义包含两层涵义:一方面研究在岩体应力场〔包括人类工程力)作用下，岩体中地下水的运动规律;另一方面研究在地下水渗透力(Seepageforces)作用下的岩体渗透稳定性问题。正确指导工程施工设计及地下水资源合理开采。它是一门新兴的正在发展中的边缘性交叉学科。6．岩体渗透稳定性的定义岩体渗透稳定性(Rockmassstabilityunderseepage)是指在地下水渗透作用下，自然岩体或工程岩体稳定程度。按照岩体分布的规模大小，岩体渗透稳定性可分为区域岩体渗透稳定性和岩质边坡渗透稳定性。区域岩体渗透稳定性是指在地下水渗透作用下，区域岩体的稳定程度。研究区域地质构造(尤其地震)与地下水的关系，提供大区域工程及城市规划，进行地震预测与控制研究;进行水库诱发地震的分析评价与预测。岩质边坡渗透稳定性是指在地下水渗透作用下，岩质边坡的稳定程度。地下水渗透作用对岩质边坡稳定性的影响，主要表现为地下渗透静水压力和渗透动水压力对固体岩体的作用力，以及地下水对岩体软弱面的物理化学作用。7．岩体及其特点岩体(Rockmass)一般指已固结的坚硬岩石，并且在地质历史中经历了多次变形与破坏。岩体以裂隙渗流为主，具有以下特点：①岩体渗透性大小取决于岩体中结构面的性质及岩块的岩性；②岩体渗流以裂隙导水，微裂隙和岩石孔隙储水为其特色；③岩体裂隙网络渗流具有定向性；④岩体的渗流一般看作非连续介质(对密集裂隙可看作等效连续介质)；⑤岩体的渗流具有高度的非均质性和各向异性；⑥一般岩体中的渗流符合达西线性流定律(岩溶管道流一般属紊流，不符合达西定律)；⑦岩体渗流受应力场影响明显;⑧复杂裂隙系统中的渗流，在裂隙交叉处，具有“偏流效应”，即裂隙水流经大小不等裂隙交叉处时，水流偏向宽大裂隙一侧流动。3/48．岩体的空隙结构类型岩体的空隙是地下水贮存场所和运移通道。岩体空隙的分布形状、大小、连通性以及空隙的类型，是影响岩体的力学性质和岩体的渗流特性的。因此，研究岩...