第章 渗流.pptVIP

渗 流 概述 渗流的阻力定律 井和井群 渗流对建筑物安全稳定的影响 概 述 渗流------流体在空隙介质中的流动 应用------开采地下水、降低地下水位 水在土壤中的状态: 气态水------以水蒸汽形式散逸于土壤空隙中; 附着水------以极薄的分子层吸附在土壤表面; 薄膜水------以厚度小于分子作用半径的薄层; 毛细水------在毛细管的作用下保持在空隙中; 重力水------重力作用下在土壤空隙中运动的水. 渗 流 模 型 渗流模型——渗流区域的边界条件保持不变,略去全部土壤颗粒,认为渗流区内连续充满流体,而流量及其它运动要素与实际渗流相同. 渗流速度u: 土壤空隙中的实际速度u‘: 式中n1,是土壤的空隙度. 渗流的分类: 恒定和非恒定渗流; 一元、二元和三元渗流； 均匀和非均匀渗流（渐变和急变）。 流速水头： 由于渗流流速很小，所流速水头忽略不计； 总水头=测压管水头； Jp=J。 达西定律——渗流线性定律 达西定律——渗流能量损失与渗流流速之间的关系（均匀流）。 式中k为渗透系数。 例 题 在实验室内测定土样渗透系数，已知：圆桶直径为20cm，土层厚度为40cm，测得流量为100mL/min，测压管水头差为20cm,求k。 解：运用达西定律 单 井 井是一种汲取地下水或排水用的集水建筑物，在水文地质勘探工作和开发地下水资源中有着广泛的应用。 根据水文地质条件，可将井按其所在的位置可分为潜水井和承压井两种基本类型。 潜水井（普通井）——位于地表下潜水含水层中，可汲取无压地下水。井底直达不透水层的（即井底不进水）称为完整井，未达到不透水层的（即井底也进水）则称为非完整井。 承压井（自流井）——穿过一层或多层不透水层，在承压含水层中汲取承压水。自流井也可分为完整井和非完整井。 普通（潜水）完全井 抽水时地下水从四周径向对称的流入井内，过水断面是一个个同圆心的圆柱面，其面积为 流速为 流量为 浸润线方程： 流量公式： 影 响 半 径 例 题 某工地以潜水为给水水源，含水层厚度H=6m，渗透系数k=0.00116m/s。现打一普通完全井，半径r0=0.15m，影响半径R=150m。试求井中水位降落s=3m时井的涌水量。 解：井中水深h=H-s=6-3=3m， 即此井的涌水量Q=14.3L/s。 自流（承压）完全井 抽水时，含水层位于两个不透水层之间，顶面压强大于大气压强，过水断面是一个个同圆心的圆柱面，其面积为 根据裘布依公式，径向渗流流速为 流量为 浸润线方程： 流量公式： 影响半径：参照普通完全井 例 从一承压井中取水，已知r0=0.1m，M=5m，在距井中心10m处钻一观察孔，未抽水时地下水位H=12m。现抽水量Q=36m3/h，井中水位降深s0=2m，观察孔中水位降深s1=1m。求渗透系数k及井中降深s0=3m时的流量。 解：渗透系数k 井 群 井群——多个井同时工作， 井间距离小于影响 半径，各井出水量 与单井时的出水量 不同。 普通完全井井群工作时的浸润面方程： * * 适用范围： 式中d土壤颗粒有效直径，取d10；即重量10%. 1.实验室测定法： 2.现场测定法： 3.经验法。见相关资料 渗透系数k的确定： 裘布依公式——非均匀渐变流 裘布依假定： ——在任一竖直线上，各点渗流方向水平； ——在同一竖直线上，各点渗流流速相等。 其合理性取决于θ的大小 影响半径R需要用实验方法或根据经验来确定。 一般由下面的经验公式来推算R： 其中，k以m/s计，R、S和H均以m计。 S——抽水深，地下水位降深 *