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薛捷工程地质与土力学河南省精品在线开放课程

土的渗透性与渗透变形破坏7-1

目录土的渗透性01常用水头试验02渗透力与渗透变形破坏03

土的渗透性1土是一种松散的固体颗粒集合体，土体内具有相互连通的空隙。土粒结构

土的渗透性1渗透：在水头差作用下，水透过土体孔隙的现象。坝基渗流示意图渗透性：土具有被水透过的性能

土的渗透性1渗流模型渗流的运动形式可以分为层流、紊流和混合流三种。层流：水在土的细微孔隙中连续平稳的流动。

土的渗透性1坝基渗漏路面塌陷渗流带来的危害

土的渗透性1层流状态下土中水的渗流速度与能量损失之间服从线性渗流规律——达西定律（1896年）达西定律大量试验结果，发现土中单位时间渗流量q与土样断面积A及试样两端面的水头差i成正比，而与流过的土样长度L成反比，即达西渗透试验装置

1.土的形成土的渗透性1适用条件：1、达西定律适用于岩土工程中绝大多数渗流问题，包括砂土或一般粘土，都是层流范围。2、砂土、密实粘土和砾石表示形式不同。

土的渗透性1渗透系数反映土体透水性强弱的一个重要指标之一。可通过试验测定。室内试验测定方法常水头试验法(透水性强的无粘性土）变水头试验法（渗透性很小的粘性土）

常用的水头试验2常水头试验适用范围：透水性强的无粘性土试验装置：如图示试验特点：水在常水头差h的作用下流过试样试验方法：测量对应于某一时段t，流经试样的水量Q

常用的水头试验2变水头试验适用范围：渗透性很小的粘性土。试验装置：如图示试验特点：试样顶部水头随时间变化，作用于试样两端的水头差h在试验过程中是变化的。

常用的水头试验2影响因素：1、土的颗粒大小及级配土的颗粒大小、形状及级配影响土中孔隙大小及其形状，细粒含量愈多，土的渗透性愈小。2、土的密实度土在不同的密实状态下具有不同的渗透系数，土的密实度增大，孔隙比变小，渗透性随之减小。

常用的水头试验2影响因素：3、土中气体的影响当土孔隙存在密闭气泡时，会阻塞水的渗流，从而降低了土的渗透性。4、土中水的温度水的温度越高，动力黏滞系数越小，渗透系数越大。

渗透力与渗透变形破坏3渗流力：当土中发生向下或向上的渗流时，渗透水流作用在土颗粒上的与渗流方向相同的拖曳力，使土骨架应力相应地增加或减小，此拖曳力称为渗流力，用j表示。渗流变形渗流力

渗透力与渗透变形破坏3－－土工建筑物及地基由于渗流作用而出现的变形或破坏基本类型流土管涌形成条件防治措施

1.土的形成渗透力与渗透变形破坏3（1）流土（流砂）－－在向上的渗透作用下，表层局部土体颗粒同时发生悬浮移动的现象。砂性土k2坝体体渗流

渗透力与渗透变形破坏3形成条件Fs:安全系数1.5～2.5[i]:允许坡降iicr:i=icr:iicr:土体处于稳定状态icr为临界水力陂降土体发生流土破坏土体处于临界状态经验判断：

1.土的形成渗透力与渗透变形破坏3（2）管涌－－在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，通过较大颗粒所形成的孔隙发生移动，最终在土中形成与地表贯通的管道。形成条件：内因—有足够多的粗颗粒形成大于细粒直径的孔隙外因—渗流力足够大管涌Cu＞10的不均匀土

渗透力与渗透变形破坏3流土管涌发生现象土体局部范围的颗粒同时发生移动土体内细颗粒通过粗粒形成的孔隙通道移动发生位置土体属性过程历时破坏后果只发生在水流渗出的表层只要渗透力足够大可发生在任何土中破坏过程短导致下游坡面产生局部滑动等可发生于土体内部和渗流溢出处只一般发生在特定级配的无粘性土或分散性粘土破坏过程相对较长导致结构发生塌陷或溃

渗透力与渗透变形破坏3土石坝防渗斜墙及铺盖浸润线透水层不透水层防治措施增大[i]：下游增加透水盖重防治流土减小i：上游延长渗径下游减小水压防治管涌改善几何条件：设反滤层等，反滤层为级配较均匀的砂子和砾石层，能保护细颗粒不被带走，同时也具有较大的透水性改善水力条件：减小渗透坡降增大[i]：下游增加透水盖重防治流土减小i：上游延长渗径下游减小水压防治管涌改善几何条件：设反滤层等，反滤层为级配较均匀的砂子和砾石层，