资源描述：
《《土中的水及其流动》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第二章土中的水及其流动2.1概述2.2达西定律2.3渗透系数2.4地下水的流动2.5具有浸润面的地下水的流动2.6水井的稳定渗流问题2.7流沙、管涌2.8非饱和土的问题1土中水结合水自由水强结合水弱结合自由水重力水毛细水自由水地下水位以下，土颗粒电分子引力范围以外，仅在本身重力作用下运动的水2.1概述2地下水按埋藏条件分为：潜水：埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水。上层滞水：埋藏在地表浅处，局部隔水透镜体上部，且具有自由水面的地下水。承压水：是指充满于两个稳定隔水层之间的含水层中的地下水。2.1概述3不饱
2、和土上层滞水潜水承压水毛细水（地下水位以上)地下水位(潜水）饱和土2.1概述42.2达西定律一、伯努里定理（能量守恒原理）（位置水头）（压力水头）（总水头）位置水头：从基准面到计算点的高度。压力水头：测压管中水位高。总水头：从基准面到测压管上部水位高。水头损失=h1-h252.2达西定律二、达西定律(土中水的运动规律）v=Ki式中：i—水力坡度（水头梯度）K—渗透系数，cm/s，表示水通过的难易程度，可由试验确定。v—水在土中的渗透速度，cm/s，是在单位时间内通过单位土截面(cm2)的水量（cm3)。62.3渗透系数确定渗透
3、系数K的方法室内渗透试验变水头渗透试验常水头渗透试验现场抽水试验经验值：各种土的渗透系数参考值72.3渗透系数一、常水头渗透试验常水头渗透试验所以式中：Q—单位时间的透水量,cm3/sV—透水量,cm3t—透水时间,sv—渗流速度,cm/sA—透水断面积,cm2h—水位差，cml—渗流路线长,cmK—渗透系数,cm/sI—水力坡度82.3渗透系数二、变水头渗透试验变水头渗透试验所以土试料的透水量=测压管中水下降的体积9地下水位≈测压管水面井抽水量Qr1Rr2dhdrh1hh2不透水层观察井2.3渗透系数三、现场抽水试验所以现场
4、抽水试验102.3渗透系数某水平堆积而成的成层土的层厚自上而下分别为H1、H2、…、Hn，垂直透水系数分别是kz1、kz2、…、kzn，水平透水系数分别是kx1、kx2、…、kxn，如果上下面的总水头差是Δh试根据图（a）试根据图（b）求垂直透水时总垂直透水系数kz提示：求水平透水时总水平透水系数kx提示：HH1HiHnKz1KziKznqz1qziqzn(a)HH1HiHnKx1KxiKxnqx1qxiqxn(b)例题112.3渗透系数HH1HiHnKz1KziKznqz1qziqzn(a)1、求垂直透水时总垂直透水系数kz
5、解：因为流过各层的垂直流量相等，则通过单位面积的垂直流量为：对于整个透水层，根据达西定律所以122.3渗透系数HH1HiHnKx1KxiKxnqx1qxiqxn(b)解：2、求水平透水时总水平透水系数kx因为各层的水力坡度相等设单位厚度的水平流量为qx，则由达西定律因为所以132.4地下水的流动一、拉普拉斯方程微元体中水的流动xyz01、连续方程（连续方程）142.4地下水的流动一、拉普拉斯方程2、拉普拉斯方程设土中水的流动各项同性（Kx=Ky=Kz=K)且K为常数，得（拉普拉斯方程）152.4地下水的流动二、等势线和流线对于
6、x-z平面，可得到二维拉普拉斯方程设复变函数根据正则条件得即满足二维拉普拉斯方程162.4地下水的流动二、等势线和流线所以同理两式相乘得即流线与等势线正交。17二、等势线和流线2.4地下水的流动与等势线类似的山的等高线等势线与流线正交182.4地下水的流动三、流网——二维拉普拉斯方程的图解法1、正方形流网的性质通过正方形网格A、B的渗流量相等，为：得性质1即表示各方格网水头损失相等，或各等高线上水位相等。比较通过正方形网格A、C的渗流量得得性质2表示通过各流管的流量相等流线、等势线正交19三、流网—二维拉普拉斯方程的图解法2.
7、4地下水的流动根据流网求渗流量设：流入的总水头为H1流出的总水头为H2流网数(流管数)为Nf,图中Nf=5等势线间隔数为Nd,图中Nd=8由性质1得由性质2得所以（单位厚度流量）202.4地下水的流动三、流网—二维拉普拉斯方程的图解法2、流网的绘制方法确定边界条件：mb面是一条等势线,压力水头是H1jn面是一条等势线,压力水头是H2ff’面是对称面,压力水头是(H1-H2)/2,也是一条等势线.沿板桩的bfj面是一条流线不透水的m’n’面也是一条流线按正交的原则绘流网绘“正方形”网格21三、流网—二维拉普拉斯方程的图解法2.4
8、地下水的流动图中:H1=10m,H2=2m,板桩入土深4.3m,k=10-3cm/s求:1.设基准面为mn,求各等势线的总水头.2.绘出板桩两侧水压力分布图3.求1m宽板桩一天的渗流量.例题2.122解:1.九条等势线,每两条间水位差总水头=位置水头+压力水头测压管10:位置
