第二讲 土的渗透性和渗流PPT.ppt

1. 概述 （1）定义 渗流——水在能量差作用下在孔隙通道中流动的 现象。 渗透性——土具有被水等液体透过的性质。 渗透力——流经土体的水流会对土颗粒和土体施 加作用力。 （2）主要问题 ① 渗流量 ② 渗透变形 ③ 渗流控制 2. 地下水的埋藏类型 2. 地下水的埋藏类型 上层滞水 ——指存在于地面以下局部隔水层(如 坚硬的粘土、岩层等)上面的滞 水。 潜水——指埋藏于地面以下第一个隔水层以上具 有自由水面的地下水。 承压水——指充满于两个隔水层之间的含水层 中、承受一定的静水压力的地下水。 2.土中一维渗透及其规律 （1）渗流中的总水头和水力坡降 2.土中一维渗透及其规律 根据伯努里方程，土体中任一点的总水头，由位置水头、压力水头、和渗流水头构成 2.土中一维渗透及其规律 由于土中渗透阻力大，故流速在一般情况下很小，因而形成的流速水头也很小 2.土中一维渗透及其规律 (2) 达西(Darcy )定理和渗透试验 2.土中一维渗透及其规律 达西根据不同尺寸的圆筒、不同类型及长度的土样进行试验后发现，单位时间内的渗出水量q与水力梯度i和圆筒横截面面积A成正比，且与土的透水性质有关，即 2.土中一维渗透及其规律 (3) 渗透系数的测定及影响因素 2.土中一维渗透及其规律 2.土中一维渗透及其规律 设在时间dt内，水头降低了dh，则通过土样的流量为： 2.土中一维渗透及其规律 2.土中一维渗透及其规律 2.土中一维渗透及其规律 2.土中一维渗透及其规律 2.土中一维渗透及其规律 (4) 层状地基的等效渗透系数 2.土中一维渗透及其规律 ① 各土层的水力坡降与等效土层的水力坡降相同 2.土中一维渗透及其规律 (4) 层状地基的等效渗透系数 2.土中一维渗透及其规律 ① 根据水流连续原理，流经各土层流速与流经等效 层的流速相同，即 2.土中一维渗透及其规律 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 2.土中二维渗透及流网 3. 维渗透力和渗透变形 (1) 土体受力分析 3. 维渗透力和渗透变形 3. 维渗透力和渗透变形 (2) 渗透力计算 3. 维渗透力和渗透变形 (3) 临界水力坡降 3. 维渗透力和渗透变形 (3) 渗透变形 3. 维渗透力和渗透变形 第三章 土的渗透性和渗流 0 0 第三章 土的渗透性和渗流 第三章 土的渗透性和渗流 取水体做隔离体 故渗透力 第三章 土的渗透性和渗流 取土骨架做隔离体 第三章 土的渗透性和渗流 流砂或流土——当土中自由水的渗流方向自下而上时，则 土粒受到的渗流力方向向上。土粒还受到 水的浮力作用。土粒的重量扣除水的浮力 后，所剩的重量称为土粒有效重量。对土 粒而言，如果向上的渗流力大于或等于土 粒的有效重量，则土粒处于悬浮状态而发 生随水流动的现，这种现象称为流砂或流 土。 第三章 土的渗透性和渗流 管涌——在渗流力的作用下，土中的细小颗粒常被水流带走而流失，随着细粒土不断被带走，土中孔隙不断扩大，最终导致土体内形成贯通的渗流管状通道，这种现象称为管涌。 * * 第三章 土的渗透性和渗流 第三章 土的渗透性和渗流 1－上层滞水；2－潜水；3－承压水 第三章 土的渗透性和渗流 第三章 土的渗透性和渗流 基准面 A B 水力坡降线 0 0 L 第三章 土的渗透性和渗流 A、B两点的总水头分别为： 第三章 土的渗透性和渗流 A、B两点的水力坡降为： 第三章 土的渗透性和渗流 第三章 土的渗透性和渗流 适用范围：层流 第三章